_Wasserkreislauf

Wie können städtische Räume besser vor Überschwemmungen und Hitze geschützt werden? Dieser Frage widmete sich das „Wissenschaftssofa“ der Fraunhofer Zukunftsstiftung im Juni 2026 – ein Gesprächsformat, das an die Orte kommt, wo geforscht wird, wo Wissenschaft und Innovationen entstehen. In Oberhausen nahm es das Projekt Vertical Water Sponge des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheit- und Energietechnik UMSICHT in den Blick. Ein Videomitschnitt fasst die Veranstaltung zusammen (siehe unten).

Schutz vor Starkregenereignissen

In städtisch verdichteten Räumen mit einem hohen Versiegelungsgrad werden Starkregenereignisse schnell zur Gefahr für Mensch und Umwelt. Die in kurzer Zeit anfallenden Niederschlagsmengen können nicht schnell genug abfließen oder versickern. Die Folge sind überlastete Kanalisationen, Hochwasser und Schäden an Bausubstanz und Infrastruktur. Vorbeugende Maßnahmen wie das Schwammstadt-Prinzip sind Stadtplaner*innen nicht neu: Der Bau von ober- und unterirdischen Versickerungsanlagen und Rückhaltebecken, die Entsiegelung von befestigten Flächen und das Anlegen durchlässiger Grünflächen, das Pflanzen von Bäumen und die Dachbegrünung sind wertvolle Lösungsansätze.

Vertical Water Sponge erweitert den Handlungsspielraum, indem Fassaden, Wände und andere vertikale Elemente für die Wasserretention genutzt werden. Kernelement der Technologie sind Speichermodule mit einer feuchtigkeitsdurchlässigen Außenhülle und einer saug- und speicherfähigen Füllung aus mineralischem Granulat. Das Granulat kann das eingeleitete Wasser, etwa von Dachflächen, wie ein Schwamm aufnehmen und später – über Verdunstung – wieder an die Umgebung abgeben. Neben dem Schutz vor Überflutung sollen die Elemente zur Kühlung der städtischen Räume beitragen und das Mikroklima positiv beeinflussen.

Funktionsweise

Das Projektteam um Dr. rer. nat. Holger Wack entwickelte in dem Förderzeitraum von 2022 bis 2025 einen vertikalen Demonstrator: Zu den zentralen Komponenten des Systems gehören die Wasserspeichermodule (Retentionskörper), die an Fassaden befestigt werden können. Die durchlässige Außenhülle soll möglichst stabil sein und zugleich die verdunstete Feuchtigkeit ungehindert nach außen dringen lassen – ein speziell angefertigtes Lochblech aus eloxiertem Aluminium zeigte sich als besonders geeignet. Beim wasserspeichernden, mineralischen Kern stehen insbesondere die Wasserspeicherkapazität und -leitfähigkeit im Fokus. Im Lauf des Projekts haben sich Perlit und Vermiculit als ideales Füllgranulat erwiesen und gegen alle bisher getesteten Alternativen durchgesetzt, berichten die Verantwortlichen.

Zusätzlich ist jedes Modul mit einer Regulierungseinheit ausgestattet. In diesen vorgelagerten Zwischenspeicher wird das Regenwasser über ein Ablaufsystem geleitet. Ist ein bestimmter Füllstand erreicht, öffnet sich automatisch eine Art Schleuse nach unten, sodass das Wasser über einen Verteiler durch ein Sieb auf das darunterliegende Substrat tröpfelt. Die im Granulat gespeicherte Feuchtigkeit kann nach und nach verdunsten und gelangt zurück in den natürlichen Wasserkreislauf. Mit der Dachentwässerung verbunden, können die Module neben- oder übereinander an Gebäudefassaden im Neubau oder Bestand angebracht werden.

Szenariobetrachtung

Um zu testen, wie viel Wasser eine Vertical-Sponge-Anlage aufnehmen kann, nahmen die Forschenden die Bedingungen eines außergewöhnlichen Starkregenereignisses (Starkregenindex Stufe 6-7) an: Auf einem 120 Quadratmeter großen Dach fallen bei einem solchen Ereignis mit 40 l/m² 2.400 Liter in einer halben Stunde an. Würden die Fassaden des Gebäudes mit einer zehn Zentimeter starken Vertical-Water-Sponge-Front bestückt (Wasseraufnahme 12,5% bezogen auf die Trockenmasse), könnte die Retentionsanlage in der Zeit bis zu 10.000 Liter aufnehmen. Im Idealfall müsste also selbst bei einem solchen oder sogar noch stärkeren Unwetter kein Niederschlagswasser ins Kanalsystem fließen, schlussfolgert das Team.

Für die nächsten Entwicklungsschritte stehen Kooperationen mit Industrieunternehmen im Fokus. Weitere Informationen zum Projekt finden Sie bei den Surftipps.

Fachwissen zum Thema

Surftipps

• https://www.fraunhofer-zukunftsstiftung.de/de/projekte/VWSponge.html