Ovaj vodič pruža sveobuhvatan uvod u tehničke zahtjeve i izračune za dimenzioniranje sustava odvodnje za krovove, balkone i terase. Razmatraju se različita rješenja odvodnje i njihove specifične prednosti i nedostaci kako bi se osiguralo pouzdano i standardno usklađeno projektiranje. Cilj je spriječiti oštećenja od vlage i poplave učinkovitim rješenjima odvodnje te osigurati dugoročnu funkcionalnost i sigurnost zgrade.
Obilne kiše, koje mogu dovesti do poplava i oštećenja zgrada, nazivaju se ekstremnim vremenskim događajima, ali velike količine oborina koje se lokalno javljaju u kratkom vremenskom razdoblju gotovo su postale norma. Za to se često krive klimatske promjene – stvarnost s kojom se moramo pomiriti, sviđalo nam se to ili ne. Zbog toga je još važnije pažljivo projektirati i izvesti odvodnju oborinskih voda zgrade – posebno za krovove, balkone i terase – u skladu sa standardima kako bi se izbjegla šteta od vode.
Dokaz o projektiranju sustava za odvodnju oborinskih voda u skladu sa standardima zahtijeva hidraulički izračun specifičan za projekt i sveobuhvatnu dokumentaciju.
Osnove odvodnje kišnice
Prije nego što pogledamo konkretan primjer interpretacije, bitno je znati neke osnove i razlike.
Od čega se sastoji sustav odvodnje krova?
Najvažnije komponente krovnog sustava odvodnje su:
- Krovni oluci ili krovni slivnici (moraju biti sigurno integrirani u hidroizolaciju)
- Odvodne cijevi
- Sustav za pričvršćivanje cijevi
- Ako je potrebno, izolacija od kondenzacije oborinskih cijevi
- Mjere za zaštitu od požara, buke i zvuka
Odabrane komponente uvelike ovise o vrsti odabranog sustava odvodnje. Sada će se raspravljati o tome koji osnovni sustavi odvodnje postoje i kako se razlikuju.
Diferencijacija prema metodi odvodnje
U odvodnji oborinskih voda razlikuju se dva osnovna sustava. Oba sustava se značajno razlikuju u pogledu rasporeda cijevi i dimenzioniranja cijevi.
Gravitacijska odvodnja (princip gravitacije)
U konvencionalnoj (klasičnoj) odvodnji, kišnica se odvodi gravitacijom putem odvodnih cijevi položenih pod nagibom. To se naziva i gravitacijska odvodnja.
U procesu projektiranja pretpostavlja se da su horizontalne cijevi za oborinske vode napunjene vodom do otprilike 70%, dok su vertikalne cijevi za odvodnju napunjene do oko 33%. Ove vrijednosti pomažu u ispravnom određivanju potrebnih dimenzija cijevi.
Vakuumska / podtlačna odvodnja (princip usisavanja)
Nasuprot tome, vakuumska/podtlačna ili sifonska krovna odvodnja radi prema principu potpunog punjenja odvodnih cijevi. Kišnica se doslovno usisava s krova. Kod malih količina oborina, usisni učinak se javlja samo sporadično ili se uopće ne javlja, tako da se prednosti ovog sustava u potpunosti ostvaruju tek kada ima dovoljno oborina.
Kada se koji sustav koristi?
Danas se velike krovne površine širokog raspona poželjno odvodnjavaju korištenjem principa negativnog tlaka, jer ovaj sustav zahtijeva manje materijala i rada. Zahvaljujući polaganju cijevi bez nagiba ispod krovne konstrukcije, što je dopušteno ovim sustavom, odvodnja negativnim tlakom nudi rješenje za uštedu prostora, posebno u skladištima s visokim regalima. Projektiranje i proračun takvih sustava provodi gotovo isključivo odgovarajući dobavljač sustava.
Nisu sve krovne površine prikladne za odvodnju principom negativnog tlaka, kao npr. krovne terase, balkoni ili krovovi stambenih zgrada. U određenim slučajevima, konvencionalna odvodnja može biti bolji izbor i za skladišta ili proizvodne hale.
Koji su argumenti u korist konvencionalne/gravitacijske odvodnje:
- Projektiranje sustava može provesti sam projektant u jednostavnim koracima koristeći norme EN1253-2 i EN12056-3. Nema ovisnosti o dobavljaču sustava!
- Kod krovnih konstrukcija s niskim koeficijentom otjecanja, poput zelenih krovova, kišnica se zadržava i ispušta u odvod u manjim količinama, tako da se ne može postići potpuno punjenje cijevi. U ovom slučaju, sustav s cijevima položenim pod nagibom ima više smisla
- Kod male količine vode i horizontalnog rasporeda cijevi bez nagiba (vakuumska odvodnja), povećava se rizik od začepljenja jer se gubi učinak samočišćenja zbog nepotpunog punjenja cijevi. I ovdje konvencionalna odvodnja ima više smisla
Koji od ta dva sustava u konačnici ima najviše smisla s ekonomskog i tehničkog gledišta trebao bi projektant uvijek provjeriti od slučaja do slučaja.
Budući da projektiranje odvodnje s negativnim tlakom uvijek ovisi o sustavu ili proizvođaču te se stoga ne mogu dati generalizirane tvrdnje o projektiranju i izvedbi, to se neće razmatrati u ovim smjernicama. U nastavku će se detaljno analizirati projektiranje gravitacijske odvodnje.
Međutim, za gravitacijsku odvodnju potrebno je napraviti još dvije podjele. Jedna podjela prema rasporedu cjevovoda i jedna prema načinu spajanja.
Podjela prema rasporedu cijevi
Kod konvencionalne gravitacijske odvodnje, dodatna, važna karakteristika je shema rasporeda cijevi.
Pojedinačni priključak cijevi, zatvoreni sustav
Svaki krovni odvod je zasebno spojen na odvodnu cijev iste dimenzije bez prekida.
Zatvoreni sustav znači da je krovni odvod čvrsto spojen s odvodnom cijevi kao što je prikazano na slici 4. Krovni odvod i cijev moraju biti istih dimenzija cijelom dužinom.
Zbirni priključni cjevovod, otvoreni sustav
Nekoliko krovnih odvoda spojeno je na glavnu cijev pomoću sabirne i olučne cijevi
Otvoreni sustav znači da je krovni odvod (kao na slici 6) spojen na horizontalnu cijev i slobodno teče u veću dimenzioniranu odvodnu cijev koja je otvorena s obje strane.
U načelu se može pretpostaviti da se u zatvorenim sustavima postiže veći kapacitet odvodnje. To je zbog toga što se usisni učinak pojačava spajanjem cijevi iste dimenzije u cijelom sustavu.
Smjernice za projektiranje i izvođenje
Prije početka dimenzioniranja i projektiranja, potrebno je utvrditi i specificirati neke osnovne informacije i podatke o građevinskom projektu.
To uključuje:
- Detaljni građevinski planovi s područjima koja će se odvodnjavati
- Krovna konstrukcija, hidroizolacija i korišteni materijali
- Dopuštena statička opterećenja za određivanje maksimalne dopuštene visine akumulacije vode
- Adresa ili poštanski broj građevinskog projekta (važno za izračun intenziteta oborina)
- Raspored cijevi
- Pojedinačni ili zbirni priključni cjevovodi
- Zatvoreni ili otvoreni sustav
Na temelju tih podataka, potrebno je odrediti izračunatu količinu oborina, koeficijent otjecanja i kapacitet odvodnje korištenih krovnih odvoda.
Izračun količine oborina (r)
Prvi korak u dimenzioniranju odvodnog sustava je određivanje proračunske količine oborina r. To je osnova za svaki odvodni sustav.
Krovna odvodnja treba biti dimenzionirana za 5-minutni događaj oborina s 5-godišnjom učestalošću ponavljanja. U pravilu, projektirana količina oborina za odgovarajuću lokaciju treba se preuzeti od Državnog hodrometeorološkog zavoda (u Austriji iz skupova podataka Saveznog ministarstva poljoprivrede, šumarstva, okoliša i vodnog gospodarstva (Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft), a zatim pretvoriti u projektiranu količinu oborina u l/(s • ha). Minimalna projektirana količina oborina za krovne površine i površine nekretnina postavljena je na 300 l/(s • ha).
Krovna odvodnja dimenzionira se u skladu s HRN EN 12056-3:2000, odjeljak 4.1. Ove vrijednosti mogu se razlikovati ovisno o regijama i zemljama.
Koeficijent odvodnje (C)
Zatim se mora odrediti koeficijent odvodnje C. Koeficijent odvodnje je omjer između količine kiše koja trenutno pada na područje odvodnje i količine koja se stvarno dovodi u odvod. Kvaliteta površine krova ovdje igra značajnu ulogu. Na primjer, zeleni krov s koeficijentom odvodnje od 0,3 smanjuje otjecanje kišnice za otprilike dvije trećine.
Prema ÖNORM B 2501 vrijede sljedeće vrijednosti:
- C = 1,0 za limene krovove, krovove s crijepnim pokrovom, zatvorene betonske površine, krovove od folije, popločane površine s fugiranim spojevima, zatvorene krovove bez balasta
- C = 0,8 za šljunčane krovove, šljunčane staze, popločane površine bez fugiranja i ekstenzivne zelene krovove s debljinom sloja ne većom od 8 cm
- C = 0,5 za smanjeno ekstenzivno ozelenjavanje s debljinom sloja većom od 8 cm
- C = 0,3 za ekstenzivno i intenzivno ozelenjavanje s debljinom sloja od 10 cm ili više
- C = 0,1 za intenzivno ozelenjavanje s debljinom sloja od 25 cm ili više
Odvodnja kišnice (Q)
Količina kišnice Q izračunava se iz veličine površine koja se odvodnjava A, relevantne količine oborina r i koeficijenta odvodnje C, a izračunava se pomoću sljedeće formule:
Gdje je:
- Q za otjecanje kišnice u litrama u sekundi (l/s)
- r za projektiranu količinu oborina u litrama po sekundi i hektaru (l/s·ha)
- A za efektivnu površinu krova u kvadratnim metrima (m²)
- C za koeficijent odvodnje, koji uzima u obzir zadržavanje ili usporavanje uzrokovano površinom krova
Ovaj izračun pokazuje količinu vode koju odvodni sustav mora moći pouzdano odvoditi u sekundi kako bi se osigurala odvodnja u skladu sa standardima
Kapacitet odvodnje krovnih slivnika
Prema normi EN1253-2, proizvođači krovnih i parapetnih odvoda obvezni su prikazati vrijednosti odvodnje u tablici ili dijagramu ovisno o razini vode iznad brtvene prirubnice.
Kapacitet odvodnje ovisi o tome je li korišteni sustav otvorenog ili zatvorenog tipa. Stoga je važno pitati proizvođača prema kojim se kriterijima ispitivanja ispituju performanse dotičnog proizvoda.
Primjeri izračuna
Nakon što smo objasnili osnovna načela odvodnje krova, sada prelazimo na praktičnu primjenu: dimenzioniranje odvodnih sustava. Ovisno o vrsti sustava – otvoreni ili zatvoreni, pojedinačni ili zbirni priključak – pristupi izračunu se razlikuju.
Zatvoreni sustav sa zbirnim priključnim cjevovodima odgovara principu negativnog tlaka. Budući da ovo ovisi o sustavu i specifikacijama proizvođača, neće se dalje raspravljati u ovom vodiču.
U nastavku će se izračunati primjer krova s dva različita sustava: jedan kao zatvoreni sustav s pojedinačnim priključnim cijevima i jedan kao otvoreni sustav sa zbirnim priključnim cijevima.
Početni podaci
U naselju Fischamend u okrugu Bruck an der Leitha (Austrija) gradi se ravni folijski krov površine 800 m² s jednosmjernim nagibom.
Bez obzira na odabrani sustav, površina krova A, proračunska količina oborina r, koeficijent odvodnje C i količina oborina Q sada se mogu odrediti iz ovih podataka:
A = Površina krova 800 m²
Proračunska količina oborina r u 5 minuta za petogodišnji kišni događaj preuzima se iz hidrografske online usluge kako je gore opisano (vidi sliku 8) i pretvara se u litre u sekundi:
Koeficijent odvodnje C za folijske krovove je 1:
Otjecanje kišnice Q sada se izračunava iz Q = r * A * C:
Raspored za zatvoreni sustav (pojedinačne cijevi)
Nakon što su određeni proizvod i potrebna dodatna oprema, vrijednosti kapaciteta odvodnje slivnika dobiveni od proizvođača koriste se za odabir odgovarajućih komponenti.
Za ovaj primjer, potreban je protok od 32,0 l/s. Zbog toga su odabrana tri krovna slivnika DN110 s kapacitetom od 10,7 l/s svaki i visinom akumulacije vode od 35 mm (prema tablici odvoda proizvođača na slici 9).
Dimenzija krovnog slivnika odabire se prema normi EN 1253, pri čemu se za dimenzije DN75 i DN110 uzima u obzir vrijednost s razinom vode od 35 mm. Za dimenzije DN125 i DN160, međutim, koristi se vrijednost s visinom akumulacije od 45 mm.
Ukupni kapacitet triju krovnih slivnika DN110 iznosi 32,1 l/s, što premašuje potrebnu vrijednost od 32,0 l/s.
Svaki krovni odvod je pojedinačno spojen na odvodnu cijev s kontinuiranom dimenzijom cijevi DN110.
Napomena: Potrebno je priložiti shematski dijagram cjevovoda s odgovarajućim dimenzijama.
Raspored za otvorene sustave
Za otvorene sustave, specifikacije kapaciteta odvodnje dobivene od proizvođača krovnog odvoda nisu relevantne za projektiranje. Umjesto toga, moraju se koristiti tablice odvodnje prema EN 12056-3 za horizontalne podzemne i sabirne cijevi (vidi sliku 13) te za vertikalne odvodne cijevi (vidi sliku 14).
Projektiranje započinje s potrebnim kapacitetom odvodnje od 32,0 l/s. Dva su faktora ključna za određivanje potrebnog broja krovnih odvoda:
- Nagib horizontalne cijevi – obično oko 1,5%
- Promjer odvodne cijevi – veći promjeri omogućuju veće protoke
Budući da je nagib u većini slučajeva unaprijed određen, broj odvoda i promjer cijevi ostaju varijabilni. Tablica prikazuje sljedeće mogućnosti za naš primjer:
- Cijevi DN100 → 7 odvoda (5,1 l/s po odvodu)
- Cijevi DN125 → 4 odvoda (8,3 l/s po odvodu)
- Cijevi DN150 → 2 odvoda (15,7 l/s po odvodu)
U praksi se varijanta s 4 odvoda i cijevima DN125 pokazuje posebno praktičnom. Međutim, konačna odluka je na projektantu, koji odabire optimalno rješenje ovisno o strukturnim uvjetima, geometriji krova i ekonomskim aspektima.
Za dimenzioniranje vertikalne odvodne cijevi za oborinske vode mora se koristiti razina punjenja od 0,33 u skladu s EN 12056-3, osim ako nacionalni ili regionalni propisi ne propisuju drugačiju vrijednost (vidi sliku 14).
Projektiranje počinje s krovnim odvodom koji je najudaljeniji od odvodne vertikale. Primjenjuje se sljedeće:
Pojedinačne priključne cijevi moraju uvijek zadržati prethodno određeni promjer.
- Primjer: Ako je, kao što je gore opisano, odlučeno koristiti četiri odvoda s DN125, sve pojedinačne priključne cijevi također moraju biti DN125.
Horizontalne zbirne priključne cijevi moraju primiti cijeli volumen vode priključenih krovnih odvoda.
- Kao rezultat toga, promjer cijevi se obično povećava u smjeru protoka.
- Primjer (vidi sliku 12):
- Između prvog i drugog odvoda, zbirna priključna cijev i dalje može biti projektirana kao DN125.
- Priključenjem drugog odvoda potrebno je povećanje cijevi na DN150.
- Priključenjem trećeg odvoda potrebno je povećanje cijevi na DN200.
Za dimenzioniranje vertikalne odvodne cijevi za oborinske vode mora se koristiti razina punjenja od 0,33 u skladu s EN 12056-3, osim ako nacionalni ili regionalni propisi ne propisuju drugačiju vrijednost (vidi sliku 14).
Čak i ako bi tablica iz EN 12056-3 (vidi sliku 14) ovdje dopustila manji promjer cijevi, promjer horizontalne sabirne cijevi ostaje odlučujući. To znači da odvodna vertikalna cijev mora imati barem promjer priključene horizontalne sabirne cijevi. Nije dopušteno smanjenje promjera cijevi u smjeru protoka. Za naš primjer, to znači promjer cijevi od DN200 za odvodnu cijev.
Ovaj postupak osigurava da sustav ostane hidraulički učinkovit i da se izbjegnu kvarovi.
Dimenzije cijevi pojedinačnih dijelova prikazanih na dijagramu cjevovoda (slika 12) određene su pomoću slike 13 i slike 14.
Podzemne cijevi položene pod zemljom ili ispod temeljne ploče također moraju biti projektirane prema slici 13.
Otvoreni ili zatvoreni sustav – koji treba koristiti?
Koji će se sustav na kraju koristiti, mora odlučiti projektant ili arhitekt za svaki slučaj posebno, uzimajući u obzir sljedeće aspekte:
Otvoreni sustav (zbirni cjevovod | Zatvoreni sustav (pojedinačne cijevi) |
Prednosti:
Nedostaci:
| Prednosti:
Nedostaci:
|
Zaključak
Projektiranje i dimenzioniranje sustava odvodnje krova zahtijeva pažljivu pripremu. To uključuje pravovremeno prikupljanje svih potrebnih informacija, što ponekad može oduzimati puno vremena.
Učinkovitu odvodnju oborinskih voda uvijek treba smatrati cjelokupnim konceptom – od odvodnje vode s krovova i površina posjeda do njezina ispuštanja u javnu kanalizaciju ili infiltracije na posjedu. Ograničenja koja nameću vlasti kako bi se rasteretio kanalizacijski sustav tijekom obilnih kiša zahtijevaju dodatne mjere poput zadržavanja ili infiltracije te predstavljaju dodatne izazove za projektante.
Još jedna bitna komponenta sigurne odvodnje oborinskih voda je odvodnja u hitnim slučajevima, koja osigurava da ne dođe do oštećenja zgrade čak ni u slučaju iznimno jakih kiša (pljuskovi koji se javljaju jednom u stoljeću). Više informacija o sigurnosnoj odvodnji možete pronaći ovdje.
Specifikacija krovnog odvoda koja odgovara konstrukciji krova
Za točnu specifikaciju sustava odvodnje krova, HL tim za podršku rado će vam pomoći na support@hl.at ili kontaktiranjem vašeg regionalnog HL prodajnog predstavnika. Sve što trebate učiniti je zatražiti crtež presjeka s opisima pojedinačnih dijelova od arhitekta ili projektanta i poslati ga HL timu. U kratkom vremenu primit ćete 3D prikaz kao i detalje u raznim formatima, uz točnu specifikaciju redoslijeda elemenata slivnika:
Relevantni standardi:
Za odvodnju krovova, balkona i terasa primjenjuju se sljedeći standardi:
- EN1253-2 – Odvodi za zgrade – 2. dio: Krovni i podni slivnici bez sifona
- EN 12056-3 – Sustavi gravitacijske odvodnje unutar zgrada – 3. dio: Odvodnja krova, projektiranje i dimenzioniranje
- ÖNORM B2501 – Sustavi odvodnje za zgrade i nekretnine – Projektiranje, izvedba i ispitivanje – Dodatne odredbe za ÖNORM EN 12056
Izvori: