Grundlagen der Berechnung
des Programms
Rinnenberechnung_11


Die Bemessung von Dachenrinnen
wird nach der europäischen DIN EN 12056 Teil 3 "Dachentwässerung, Planung und Bemessung" (2001) durchgeführt, in der nationalen Norm DIN 1986 Teil 100 (2008) sind dazu ergänzende Bestimmungen für Deutschland enthalten.

Für die Größenbestimmung einer Rinne, sind einige grundlegende Werte festzulegen, die im Programmschema eingegeben werden:

Berechnungsformel
Im Programm werden die in der DIN EN 12056-3 angegebenen Formeln verwendet:

Halbrunde vorgehängte Rinnen:
Rinnen-Leistung (l/s) = 0.9 * 2.78 * 10-5 * Rinnen-Fläche1.25 (mm2) * Längenfaktor

Rechteckige vorgehängte Rinnen:
Rinnen-Leistung (l/s) = 0.9 * 3,48 * 10-5 * Rinnen-Fläche1.25 (mm2) * Tiefenfaktor * Formfaktor (hier immer 1) * Längenfaktor

Rechteckige oder trapezformige innenliegende Rinnen:
Rinnen-Leistung (l/s) = 0.9 * 3,89 * 10-5 * Rinnen-Fläche1.25 (mm2) * Tiefenfaktor * Formfaktor * Längenfaktor

Die angegebenen Faktoren werden entsprechend der DIN EN 12056-3 angenommen bzw. im Berechnungsgang jeweils berechnet.

Rinnenwinkel
Für Rinnenwinkel wird gegebenenfalls ein Faktor von 0,85 eingerechnet (auch bei innenliegenden Rinnen, obwohl das in der DIN nicht angegeben ist).

Laubfang
Eine Laubfangeinrichtung bewirkt bei halbrunden (nicht bei rechteckigen) vorgehängten Rinnen eine Halbierung der Abflussleistung der Rinne, die Fallrohrabmessung bleibt davon unberührt. Bei Rinnen mit "ebener Sohle" wird stattdessen die Länge der Überlaufkante von der Rinne zum Einlauftrichter verdoppelt, wie das in der DIN verlangt wird; im Programm allerdings nur bei innenliegenden Rinnen.

Gefälle
Rinnen mit einem Gefälle bis zu 3 mm pro Längenmeter gelten als waagrecht verlegte Rinnen. Die Berechnung von Rinnen mit Gefälle ist mit Programm nicht vorgesehen (waagrecht verlegte Rinnen haben eine geringere Abflussleistung als Rinnen mit Gefälle, das heißt, man ist auf der "sicheren Seite"!).

Vorgehängte Rinnen
Bei vorgehängten Rinnen wird für die Berechnung nur der Berechnungsregen zur Größenbestimmung angesetzt. Man geht davon ausgehen, dass die größerer Regenwassermenge beim Jahrhundertregen (gefahrlos!) über die Vorderkante der Rinnen abfließen kann.

Innenliegende Rinnen
Nach dem sogenannten „Dreischichtenmodell“ wird eine innen liegende Rinne zur Größenbestimmung in drei Ebenen unterteilt:

In der untersten Ebene (erste Schicht) wird das Niederschlagswasser beim Berechnungsregen zu den Fallrohren abgeführt (bei unterschiedlicher Belastung ist die ungünstigste Teilstrecke maßgeblich). Dabei ergibt sich am "Hochpunkt" der Teilstrecke ein Wasserstand "WBerech.". Dieses Maß bestimmt die Höhe dieser Schicht und ergibt die Höhe der Notüberläufe (Kopfstückhöhe bzw. Montagehöhe der Notüberlauf-Gullies über der Rinnensohle). Am Ablauf stellt sich ein niedrigerer Wasserstand, "hBerech." ein, der als "Druckhöhe" für den Ablauf zur Verfügung steht.

In einer zweiten Ebene wird die Regenwassermenge beim Jahrhundertregen abgeführt. In der Regel ist das die Differenz zwischen Jahrhundert- und Berechnungsregen (im Programmfenster kann mit der Angabe "Jahrhundertregen voll" gewählt werden, dass die gesamte Regenmenge beim Jahrhundertregen über den Notablauf abfließen soll). Für den Notablauf sind die – in der Regel – größeren Rinnenlängen zu den Notabläufen berücksichtigt. Auch hier ergibt sich ein Wasserstand "WJahrh.", der die Höhe der zweiten Schicht bestimmt. Der Wert "hJahrh." steht für die Notabläufe zur Verfügung. Die Werte "W" beider Schichten zusammen ergeben die maximale Wasserhöhe in der Rinne.

Die dritte Schicht ist der Freibord, er soll die durch das seitlich vom Dach einströmende Wasser oder durch sonstige Einflüsse entstehende Wirbel- oder Wellenbildung ausgleichen. Nach DIN EN 12056-3 ist die Höhe des Freibords 0,3-mal Gesamthöhe der Rinne einschließlich Freibord (mindest 25, maximal 75 Millimeter).

Die Maße der drei Schichten zusammen ergeben die Gesamthöhe "Z" der innenliegenden Rinne.

Zur Verdeutlichung die zwei Skizzen: Links die Maße für die Berechnung einer innenliegenden Rinne. Die Skizze rechts ist die typische Situation einer innenliegenden Rinne mit den (theoretischen) Wasserhöhen beim "Normalregen" (blau) und beim "Jahrhundertregen" (rot).

(Bilder können durch anklicken vergrößert werden)

Fallrohre
Die Abmessungen der Regenfallrohre sind entsprechend der DIN EN 12056-3, Tabelle 8. bei einem Füllungsgrad nach DIN 1986-100 von f = 0,33. Sie gelten für die angeschlossenen Fallrohre bei teilgefüllten Leitungen (kein Unterdrucksystem) und wenn keine Richtungsänderungen größer als 80° vorhanden sind.
Als Übergang von der Rinne zum Fallrohr ist immer ein ein Trichter, ein Rinnenkasten oder ein Fertigablauf einzubauen.

Rinnenauslauf
Wenn die Rinne nicht mit vollem Querschnitt in einen Sammler (Rinnenkasten) endet sondern über einen Trichter mit dem Fallrohr verbunden wird, wird die Länge der Überlaufkante entsprechend der DIN EN 12056-3 mit dem zur Verfügung stehenden Druck berechnet:

Lw = (Q0 * 24 000) / (ko * h1,5)

darin sind:
Lw: Überlaufkante (mm)
Q0: Gesamtabfluß in l/s
ko: 0,5 bei Laubfang, sonst 1
h: Verfügbarer Druck in mm

Mit der Länge der Überlaufkante wird das obere Maß des Einlauftrichters in der Rinnensohle festgelegt (Durchmesser oder Länge mal Breite).

Für typgeprüfte Abläufe in der Rinne wird die Druckhöhe ausgegeben. Mit dem Gesamtabfluß in l/s (Q0) und dem verfügbaren Druck (hBerech) kann anhand der Herstellerangaben ein passender Fertigablauf ermittelt werden.