Táto príručka poskytuje komplexný úvod do technických požiadaviek a výpočtov pre dimenzovanie odvodňovacích systémov pre strechy, balkóny a terasy. Rôzne riešenia odvodnenia a ich špecifické výhody a nevýhody sa zvažujú s cieľom zabezpečiť spoľahlivé a štandardne vyhovujúce plánovanie. Cieľom je zabrániť poškodeniu vlhkosťou a zaplaveniam prostredníctvom účinných riešení odvodnenia a zabezpečiť dlhodobú funkčnosť a bezpečnosť budovy.
Hoci sa silné dažde, ktoré môžu viesť k záplavám a poškodeniu budov, označujú ako extrémne poveternostné udalosti, veľké množstvo zrážok, ku ktorému dochádza lokálne v krátkom časovom období, sa v našich zemepisných šírkach stalo takmer normou. Za to sa často obviňuje zmena klímy – realita, s ktorou sa musíme vyrovnať, či sa nám to páči alebo nie. Preto je o to dôležitejšie plánovať a realizovať odvodnenie dažďovej vody z budovy – najmä zo striech, balkónov a terás – v súlade s normami a starostlivo, aby sa predišlo poškodeniu vlhkosťou.
Dôkaz o súlade plánovania odkvapového systému s normami si vyžaduje hydraulický výpočet špecifický pre projekt a komplexnú dokumentáciu.
Základy odvodňovania dažďovej vody
Predtým, ako sa pozrieme na konkrétny príklad interpretácie, je nevyhnutné poznať niektoré základy a rozdiely.
Z čoho pozostáva odvodňovací systém strechy?
Najdôležitejšie komponenty systému odvodnenia strechy sú:
- Odkvapy alebo strešné vpusty (tie musia byť bezpečne integrované do hydroizolácie budovy)
- Odvodňovacie potrubia
- Systém upevnenia potrubia
- V prípade potreby izolácia odkvapových potrubí od kondenzátu
- Protipožiarne, zvukové a protihlukové opatrenia.
Vybrané komponenty závisia do značnej miery od zvoleného typu odvodnenia. Teraz sa budeme venovať tomu, aké základné odvodňovacie systémy existujú a ako sa rozlišujú.
Rozlišovanie podľa princípu odvodňovania
Pokiaľ ide o odvodnenie dažďovej vody, rozlišuje sa medzi dvoma základnými systémami. Oba systémy sa výrazne líšia v konštrukcii vedenia potrubí a rozmeroch potrubia.
Odvodnenie konvenčné (gravitačný princíp)
Pri konvenčnom (klasickom) odvodnení je dažďová voda odvádzaná gravitáciou cez zvodové potrubia položené so spádom. Toto sa tiež označuje ako gravitačné odvodnenie.
Plánovanie predpokladá, že horizontálne potrubia na dažďovú vodu sú naplnené vodou približne na 70 % a vertikálne zvody približne na 33 %. Tieto hodnoty pomáhajú správne určiť požadované rozmery potrubia.
Vákuové odvodnenie (princíp odsávania)
Naproti tomu odvodnenie striech s podtlakovým alebo tlakovým prúdením funguje na princípe úplného naplnenia. Dažďová voda je doslova odsávaná zo strechy. Pri nízkom úhrne zrážok sa sací efekt prejavuje len sporadicky alebo vôbec, takže výhody tohto systému sa plne prejavia až pri dostatočnom množstve zrážok.
Kedy sa ktorý systém používa?
Veľké strešné plochy so širokým rozpätím sa teraz prednostne odvodňujú pomocou princípu podtlaku, pretože tento systém vyžaduje menej materiálu a práce. Vďaka bezspádovému vedeniu potrubia pod strešnou konštrukciou, ktoré je pri tomto systéme povolené, ponúka podtlaková drenáž priestorovo úsporné riešenie, najmä vo výškových skladoch. Plánovanie a výpočet takýchto systémov vykonáva takmer výlučne príslušný poskytovateľ systému.
Nie každý strešný povrch je vhodný na odvodnenie s podtlakovým systémom, ako napríklad strešné terasy, balkóny alebo strechy obytných budov. V určitých prípadoch môže byť pre sklady alebo výrobné haly lepšou voľbou aj konvenčná drenáž.
Aké sú argumenty v prospech konvenčnej/gravitačnej drenáže:
- Návrh systému môže realizovať samotný projektant v jednoduchých krokoch s použitím noriem EN1253-2 a EN12056-3. Neexistuje žiadna závislosť od poskytovateľa systému!
- V strešných konštrukciách s nízkym koeficientom odtoku, ako sú napríklad zelené strechy, sa dažďová voda zadržiava a odvádza do odtoku v menšom množstve, takže nie je možné dosiahnuť úplné naplnenie. V tomto prípade má väčší zmysel systém s potrubím uloženými v spáde
- Pri malom množstve vody a horizontálnom usporiadaní potrubia bez spádu (vákuové odvodnenie) sa zvyšuje riziko upchatia, pretože sa stráca samočistiaci účinok v dôsledku neúplného naplnenia potrubia. Aj tu má väčší zmysel konvenčné odvodnenie
Ktorý z týchto dvoch systémov je v konečnom dôsledku z ekonomického a technického hľadiska najrozumnejší, by mal projektant vždy posudzovať individuálne.
Keďže návrh vákuového odvodnenia vždy závisí od systému alebo výrobcu, a preto nemožno urobiť žiadne všeobecné vyhlásenia o projektovaní a realizácii, nebude sa to v tejto smernici brať do úvahy. Ďalej bude podrobne preskúmaný návrh gravitačného odvodňovacieho systému.
Pri gravitačnom odvodňovaní je však potrebné zvážiť ešte dva rozdiely. Rozdiel podľa schémy zapojenia potrubia a rozdiel podľa spôsobu pripojenia.
Diferenciácia podľa schémy potrubia
Pri konvenčnej gravitačnej drenáži je ďalším dôležitým rozlišovacím znakom usporiadanie potrubia.
Jednoduché pripojenie potrubia, uzavretý systém
Každý strešný vtok je samostatne pripojený k zemnému potrubiu v rovnakom rozmere v celom rozsahu.
Uzavretý systém znamená, že strešný vpust je pevne spojený so zvodovým potrubím, ako je znázornené na obrázku 4. Strešný vpust a potrubie musia mať v celom rozsahu rovnaké rozmery.
Zberné pripojovacie potrubie, otvorený systém
Niekoľko strešných vpustov je pripojených k hlavnému potrubiu pomocou zberného a zvodového potrubia.
Otvorený systém znamená, že strešný vtok (ako je znázornené na obrázku 6) je pripojený k horizontálnemu potrubiu a voľne odteká do zvodového potrubia väčšieho rozmeru, ktoré je otvorené na oboch stranách.
V zásade sa dá predpokladať, že v uzavretých systémoch sa dosahuje vyššia drenážna kapacita. Je to preto, že sací efekt je podporený potrubím, ktoré je v celom rozsahu spojené v rovnakom rozmere.
Pokyny pre plánovanie a realizáciu
Patria sem:
- Podrobné stavebné plány s odvodnenými plochami
- Strešná konštrukcia, hydroizolácia a použité materiály
- Prípustné statické zaťaženie na určenie maximálnej prípustnej výšky akumulácie vody
- Adresa alebo poštové smerovacie číslo stavebného projektu (dôležité pre výpočet vody z dažďa)
- Schéma potrubia
- Individuálne alebo kolektívne pripojovacie potrubie
- Zatvorené alebo otvorené
Na základe týchto informácií sa potom musia určiť vypočítané zrážky, koeficient odtoku a drenážna kapacita použitých strešných vtokov:
Výpočet zrážok (r)
Prvým krokom pri dimenzovaní odvodňovacieho systému je určenie vypočítaného úhrnu zrážok r. Považuje sa za základ každého drenážneho systému.
Systém odvodnenia strechy musí byť normatívne navrhnutý pre 5-minútový dážď s 5-ročnou frekvenciou opakovania. Pre príslušnú lokalitu sa návrhové zrážky zvyčajne preberajú z údajov Federálneho ministerstva poľnohospodárstva, lesníctva, životného prostredia a vodného hospodárstva a následne sa prepočítavajú na návrhové zrážky v l/(s • ha).
Minimálny návrhový úhrn zrážok pre strešné plochy a plochy nehnuteľností je stanovený na 300 l/(s • ha). Systém odvodnenia strechy je navrhnutý podľa normy ÖNORM EN 12056-3:2000, časť 4.1
Koeficient odtoku (C)
Ďalej je potrebné určiť koeficient odtoku C. Koeficient odtoku je pomer medzi množstvom dažďovej vody, ktorá aktuálne padá na odvodňovanú plochu, a množstvom, ktoré skutočne priteká do odtoku. Dôležitú úlohu zohráva typ povrchu strechy. Napríklad zelená strecha s koeficientom odtoku 0,3 znižuje odtok dažďovej vody približne o dve tretiny.
Podľa normy ÖNORM B 2501 platia nasledujúce hodnoty:
- C = 1,0 pre plechové strechy, strechy s krytinou z tašiek, utesnené betónové povrchy, fóliové strechy, spevnené plochy s výplňou škár, utesnené strechy bez záťaže
- C = 0,8 pre štrkové strechy, štrkové chodníky, spevnené plochy bez výplne škár a rozsiahlu zeleň s hrúbkou vrstvy maximálne 8 cm
- C = 0,5 pre redukované extenzívne zazelenanie s hrúbkou vrstvy viac ako 8 cm
- C = 0,3 pre extenzívnu a intenzívnu zelenú výsadbu od hrúbky vrstvy 10 cm
- C = 0,1 pre intenzívnu zelenú výsadbu od hrúbky vrstvy 25 cm
Odtok dažďovej vody (Q)
Množstvo dažďovej vody Q, ktoré vyplýva z veľkosti odvodňovanej plochy A, príslušných zrážok r a koeficientu odtoku C, sa vypočíta pomocou nasledujúceho vzorca:
Hovorí sa tam:
- Q pre odtok dažďovej vody v litroch za sekundu (l/s)
- r pre návrhové zrážky v litroch za sekundu a hektár (l/s·ha)
- A pre efektívnu plochu strechy v štvorcových metroch (m²)
- C pre koeficient odtoku, ktorý zohľadňuje zadržiavanie alebo spomalenie strešným povrchom
Tento výpočet udáva množstvo vody, ktoré musí byť odvodňovací systém schopný spoľahlivo odviesť za sekundu, aby sa zabezpečilo odvodnenie v súlade s normami.
Odtoková kapacita strešných vtokov
Podľa normy EN1253-2 sú výrobcovia strešných a parapetných vpustov povinní uviesť hodnoty odvodňovania v tabuľke alebo diagrame ako funkciu hladiny vody nad tesniacou prírubou.
Kapacita odvodňovania závisí od toho, či je použitý systém otvorený alebo uzavretý. Preto je dôležité opýtať sa výrobcu, podľa akých testovacích kritérií sa testuje výkonnosť príslušného produktu.
Príklady výpočtov
Po vysvetlení základných princípov odvodnenia striech sa teraz presunieme k praktickej aplikácii: dimenzovaniu odvodňovacích systémov. V závislosti od typu systému – otvorený alebo uzavretý, individuálne alebo kolektívne pripojenie – sa metódy výpočtu líšia.
Uzavretý systém so zberným pripojovacím potrubím zodpovedá princípu podtlaku. Keďže to závisí od systému a špecifikácií výrobcu, nebude to v tejto príručke ďalej rozoberané.
V nasledujúcom texte bude vypočítaný príklad strechy s dvoma rôznymi systémami: raz ako uzavretý systém s individuálnym pripojovacím potrubím a raz ako otvorený systém so zberným pripojovacím potrubím.
Počiatočné údaje
V obci Fischamend v okrese Bruck an der Leitha sa buduje plochá fóliová strecha s rozlohou 800 m² a jednostranným sklonom.
Bez ohľadu na zvolený systém je možné z týchto informácií určiť plochu strechy A, vypočítané zrážky r, koeficient odtoku C a zrážky Q:
A = plocha strechy 800 m²
5-minútový návrhový úhrn zrážok r pre päťročnú zrážkovú udalosť sa prevezme z online hydrografickej služby, ako je opísané vyššie (pozri obrázok 4), a prevedie sa na l/s:
Súčiniteľ odtoku C pre fóliové strechy je 1:
Odtok dažďovej vody Q sa teraz vypočíta podľa vzorca Q = r * A * C:
Konštrukcia pre uzavretý systém (s jedným pripojovacím potrubím)
Po určení produktu a potrebného príslušenstva sa na výber vhodných komponentov použijú hodnoty výboja od výrobcu.
V tomto príklade je potrebný prietok 32,0 l/s. Z tohto dôvodu sa vyberajú tri strešné vpusty DN110 s prietokom 10,7 l/s pri hladine vody 35 mm (podľa tabuľky vpustov výrobcu na obrázku 9).
Rozmer strešného vpustu sa volí podľa normy EN 1253, pričom pre rozmery DN75 a DN110 sa berie do úvahy hodnota s hladinou vody 35 mm. Pre rozmery DN125 a DN160 sa však používa hodnota s výškou hrádze 45 mm.
Celková kapacita troch strešných vpustov v DN110 je 32,1 l/s, čo prevyšuje požadovanú hodnotu 32,0 l/s.
Každý strešný vpust je individuálne pripojený k zvodovému potrubiu s priebežným rozmerom potrubia DN110.
Poznámka: Musí byť priložená schematická schéma potrubia s príslušnými rozmermi.
Návrh pre otvorené systémy
Pri otvorených systémoch nie sú výkonnostné špecifikácie výrobcu strešného vpustu pre návrh relevantné. Namiesto toho sa používajú tabuľky postupnosti podľa normy EN 12056-3 pre horizontálne terény a zberné potrubia (pozri obrázok 13) a zvislé zvody (pozri obrázok 14).
Plánovanie začína s požadovanou odvodňovacou kapacitou 32,0 l/s. Pre určenie potrebného počtu strešných vpustov sú kľúčové dva faktory:
- Sklon horizontálnej čiary – zvyčajne okolo 1,5 %
- Priemer potrubia odtokového potrubia – väčšie priemery umožňujú vyššie prietoky
Keďže sklon je vo väčšine prípadov vopred určený, počet odtokov a priemer potrubia zostávajú variabilné. Tabuľka zobrazuje nasledujúce možnosti pre náš príklad:
- Potrubia DN100 → 7 odtokov (5,1 l/s na odtok)
- Potrubie DN125 → 4 odtoky (8,3 l/s na odtok)
- Potrubie DN150 → 2 odtoky (15,7 l/s na odtok)
V praxi sa ako obzvlášť praktický ukazuje variant so 4 odtokmi a potrubím DN125. Konečné rozhodnutie však závisí od uváženia projektanta, ktorý vyberie optimálne riešenie v závislosti od konštrukčných podmienok, geometrie strechy a ekonomických aspektov.
Plánovanie začína strešným vpustom, ktorý je najďalej od zvodového potrubia. Platí nasledovné:
Jednotlivé spojovacie vedenia musia vždy zachovať predtým stanovený priemer
- Príklad: Ak sa, ako je popísané vyššie, rozhodlo o použití štyroch odtokov s DN125, všetky jednotlivé pripojovacie potrubia musia mať tiež DN125
Horizontálne odtokové potrubia musia pojať celý objem vody z pripojených strešných vtokov
- V dôsledku toho má priemer potrubia tendenciu zväčšovať sa v smere prúdenia
- Príklad (pozri obrázok 12)
- Medzi prvým a druhým odtokom môže byť zberné pripojovacie potrubie stále navrhnuté v DN125
- Potom je potrebné predĺženie na DN150
- Potrubie sa potom musí zväčšiť na DN200
Na dimenzovanie zvislého zvodu sa musí použiť plniaci pomer 0,33 v súlade s normou EN 12056-3, pokiaľ národné alebo regionálne predpisy nepredpisujú inú hodnotu (pozri obrázok 14).
Aj keby tabuľka z normy EN 12056-3 (pozri obrázok 14) umožňovala menší priemer potrubia, priemer zberného potrubia zostáva rozhodujúci. To znamená: Zvodové potrubie má minimálne priemer pripojeného horizontálneho zberného potrubia. Zmenšenie priemeru potrubia v smere prúdenia nie je povolené. V našom príklade to znamená priemer potrubia DN200 pre zvodové potrubie.
Tento postup zabezpečuje, že systém zostane hydraulicky účinný a že sa predíde poruchám.
Rozmery potrubia jednotlivých úsekov zobrazených na schéme potrubia (obrázok 12) boli určené pomocou obrázku 13 a obrázku 14.
Podzemné potrubia uložené v zemi alebo pod základovou doskou musia byť tiež navrhnuté podľa obrázku 13.
Otvorený vs. uzavretý systém – ktorý by sa mal použiť?
O tom, ktorý systém sa nakoniec použije, musí rozhodnúť plánovač alebo architekt v každom prípade individuálne, pričom zohľadní nasledujúce aspekty:
Otvorený systém | Uzavretý systém |
Výhody:
Nevýhody:
| Výhody:
Nevýhody:
|
Záver
Plánovanie a dimenzovanie systému odvodnenia strechy si vyžaduje starostlivú prípravu. To zahŕňa aj včasné získanie všetkých potrebných informácií, čo môže byť niekedy časovo náročné.
Efektívny odtok dažďovej vody by sa mal vždy považovať za holistický koncept – od odvádzania vody zo striech a pozemkov až po jej vypúšťanie do verejnej kanalizácie alebo vsakovanie na pozemku. Obmedzenia zavedené úradmi na odľahčenie kanalizačného systému počas silných dažďov si vyžadujú dodatočné opatrenia, ako je zadržiavanie alebo vsakovanie, a predstavujú ďalšie výzvy pre projektantov.
Ďalšou nevyhnutnou súčasťou bezpečného odvádzania dažďovej vody je núdzové odvodnenie, ktoré zabezpečí, že na budove nedôjde ani v prípade mimoriadne silných zrážok (lejakov, ktoré sa vyskytujú raz za storočie). Viac informácií o núdzovom odvodňovaní nájdete tu.
Špecifikácia strešného vpustu vhodného pre konštrukciu strechy
Pre presné špecifikácie odvodnenia strechy vám rád pomôže tím podpory HL na adrese support@hl.at alebo u vášho regionálneho obchodného zástupcu HL. Stačí si od architekta alebo projektanta vyžiadať výkres v reze s popismi jednotlivých častí a poslať tímu HL. V krátkom čase dostanete nielen presnú špecifikáciu procesu, ale aj 3D znázornenie, ako aj podrobnosti v rôznych formátoch:
Relevantné normy
Pre odvodnenie striech, balkónov a terás platia nasledujúce normy:
- EN1253-2 – Odtoky pre budovy – Časť 2: Strešné a podlahové odtoky bez sifónu
- EN 12056-3 – Systémy gravitačného odvodnenia vo vnútri budov – Časť 3: Odvodnenie striech, návrh a dimenzovanie
- ÖNORM B2501 – Odvodňovacie systémy pre budovy a pozemky – Plánovanie, realizácia a skúšanie – Doplňujúce ustanovenia k ÖNORM EN 12056
Zdroje: