Ovaj vodič pruža sveobuhvatan uvod u tehničke zahteve i proračune za dimenzionisanje sistema odvodnje za krovove, balkone i terase. Razmatraju se različita rešenja odvodnje i njihove specifične prednosti i nedostaci kako bi se osiguralo pouzdano i standardno usklađeno projektovanje. Cilj je sprečiti oštećenja od vlage i poplave učinkovitim rešenjima 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 padavina koje se lokalno javljaju u kratkom vremenskom periodu gotovo su postale norma. Za to se često okrivljuju klimatske promene – stvarnost sa kojom se moramo pomiriti, sviđalo nam se to ili ne. Zbog toga je još važnije pažljivo projektovati i izvesti odvodnju atmosferske voda sa zgrade – posebno za krovove, balkone i terase – u skladu sa standardima kako bi se izbegla šteta od curenja vode.
Dokaz o projektovanju sistema za odvodnju atmosferskih voda u skladu sa standardima zahteva hidraulički proračun specifičan za projekt i sveobuhvatnu dokumentaciju.
Osnove odvodnje kišnice
Pre nego što pogledamo konkretan primer interpretacije, bitno je znati neke osnove i razlike.
Od čega se sastoji sistem odvodnje sa krova?
Najvažnije komponente krovnog sistema odvodnje su:
- Krovni oluci ili krovni slivnici (moraju biti sigurno integrisani u hidroizolaciju)
- Odvodne cevi
- Sistem za pričvršćivanje cevi
- Ako je potrebno, izolacija od kondenzacije odvodnih cevi
- Mere za zaštitu od požara, buke i zvuka.
Odabrane komponente uvelike zavise o vrste odabranog sistema odvodnje. Sada ćemo definisati koji osnovni sistemi odvodnje postoje i kako se razlikuju.
Diferencijacija prema metodi odvodnje
U odvodnji oborinskih voda razlikuju se dva osnovna sistema. Oba sistema se značajno razlikuju u pogledu rasporeda cevi i dimenzionisanja cevi.
Gravitaciona odvodnja (princip gravitacije)
U konvencionalnoj (klasičnoj) odvodnji, kišnica se odvodi gravitacijom putem odvodnih cevi položenih pod nagibom. To se naziva i gravitaciona odvodnja.
U procesu planiranja, pretpostavlja se da su horizontalne cevi za odvodnju atmosferskih padavina napunjene vodom do približno 70%, dok su vertikalne cevi popunjene do oko 33%. Ove vrednosti pomažu u pravilnom određivanju potrebnih dimenzija cevi.
Vakumska / podpritisna odvodnja (princip usisavanja)
Nasuprot tome, vakumska/podpritisna ili sifonska krovna odvodnja radi prema principu potpunog punjenja odvodnih cevi. Kišnica se praktično usisava sa krova. Kod malih količina padavina, usisni učinak se javlja samo sporadično ili se uopšte ne javlja, tako da se prednosti ovog sistema u potpunosti ostvaruju tek kada ima dovoljna količina padavina.
Kada se koji sistem koristi?
Danas se velike krovne površine širokog raspona poželjno odvodnjavaju korišćenjem principa negativnog pritiska, jer ovaj sistem zahteva manje materijala i rada. Zahvaljujući polaganju cevi bez nagiba ispod krovne konstrukcije, što je dozvoljeno u ovim sistemima, odvodnja negativnim pritiskom nudi rešenje za uštedu prostora, posebno u skladištima sa visokim regalima. Projektovanje i proračun takvih sistema sprovodi gotovo isključivo odgovarajući dobavljač sistema.
Nisu sve krovne površine prikladne za odvodnju principom negativnog pritiska, 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/gravitacione odvodnje:
- Projektovanje sistema može sprovesti sam projektant u jednostavnim koracima koristeći norme EN1253-2 i EN12056-3. Nema zavisnosti o dobavljaču sistema!
- Kod krovnih konstrukcija sa niskim koeficijentom oticanja, poput zelenih krovova, kišnica se zadržava i ispušta u odvod u manjim količinama, tako da se ne može postići potpuno punjenje cevi. U ovom slučaju, sistem sa cevima položenim pod nagibom ima više smisla
- Kod male količine vode i horizontalnog rasporeda cevi bez nagiba (vakumska odvodnja), povećava se rizik od začepljenja jer se gubi učinak samočišćenja zbog nepotpunog punjenja cevi. I ovde konvencionalna odvodnja ima više smisla
Koji od ta dva sistema na kraju ima više smisla sa ekonomskog i tehničkog gledišta trebao bi projektant uvek da proveri i odredi zavisno od slučaja do slučaja.
Budući da projektovanje odvodnje sa negativnim pritiskom uvek zavisi od sistema ili proizvođača, te se stoga ne mogu dati generalizovane tvrdnje o projektovanju i izvedbi, to se neće razmatrati u ovim smernicama. U nastavku će se detaljno analizirati projektovanje gravitacione odvodnje.
Međutim, za gravitacionu odvodnju potrebno je napraviti još dve podele. Jedna podela prema rasporedu cevovoda i jedna prema načinu spajanja.
Podela prema rasporedu cev
Kod konvencionalne gravitacione odvodnje, dodatna, važna karakteristika je šema rasporeda cevi.
Pojedinačni priključak cevi, zatvoreni sistem
Svaki krovni odvod je zasebno spojen na odvodnu cev iste dimenzije bez prekida.
Zatvoreni sistem znači da je krovni odvod čvrsto spojen sa odvodnom cevi kao što je prikazano na slici 4. Krovni odvod i cev moraju biti istih dimenzija celom dužinom.
Zbirni priključni cevovod, otvoreni sistem
Nekoliko krovnih odvoda spojeno je na glavnu cev pomoću sabirne i olučne cevi.
Otvoreni sistem znači da je krovni odvod (kao na slici 6) spojen na horizontalnu cev i slobodno teče u veću dimenzionisanu odvodnu cev koja je otvorena sa obe strane.
U načelu se može pretpostaviti da se u zatvorenim sistemima postiže veći kapacitet odvodnje. To je zbog toga što se usisni učinak pojačava spajanjem cevi iste dimenzije u celom sistemu.
Smernice za projektovanje i izvođenje
Pre početka dimenzionisanja i projektovanja, potrebno je utvrditi i specificirati neke osnovne informacije i podatke o građevinskom projektu.
To uključuje:
- Detaljni građevinski planovi sa područjima koja će se odvodnjavati
- Krovna konstrukcija, hidroizolacija i korišteni materijali
- Dozvoljena statička opterećenja za određivanje maksimalne dozvoljene visine akumulacije vode
- Adresa ili poštanski broj građevinskog projekta (važno za proračun intenziteta padavina)
- Raspored cevi
- Pojedinačni ili zbirni priključni cevovodi
- Zatvoreni ili otvoreni sistem
Na temelju ovih podataka potrebno je odrediti i izračunati količinu padavina, koeficijent oticanja i kapacitet odvodnje korišćenih krovnih odvoda.
Proračun količine padavina (r)
Prvi korak u dimenzionisanju odvodnog sistema je određivanje proračunske količine padavina (r). To je osnova za svaki odvodni sistem.
Krovna odvodnja treba biti dimenzionisana za najintenzivniji 5-minutni događaj padavina u periodu od 5 godina. U pravilu, projektovana količina padavina za odgovarajuću lokaciju treba se preuzeti iz skupova podataka Saveznog ministarstva poljoprivrede, šumarstva, ekologije i vodoprivrede (Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft), a zatim pretvoriti u projektovanu količinu padavina u l/(s • ha).
Minimalna projektovana količina oborina za krovne površine i površine nekretnina postavljena je na 300 l/(s • ha). Krovna odvodnja dimenzioniše se u skladu sa ÖNORM EN 12056-3:2000, odeljak 4.1. Ove vrednosti mogu se razlikovati zavisno od regiona i države.
Koeficijent odvodnje (C)
Zatim se mora odrediti koeficijent oticanja C. Koeficijent oticanja je odnos između količine kiše koja trenutno pada na područje odvodnje i količine koja se stvarno dovodi u odvod. Kvalitet površine krova ovdje igra značajnu ulogu. Na primer, zeleni krov sa koeficijentom oticanja od 0,3 smanjuje oticanje kišnice za oko dve trećine.
Prema ÖNORM B 2501 važe sledeće vrednosti:
- C = 1,0 za limene krovove, krovove sa crepom, zatvorene betonske površine, krovove od folije, popločane površine sa fugovanim spojevima, zatvorene krovove bez balasta
- C = 0,8 za šljunčane krovove, šljunčane staze, popločane površine bez fugovanja i ekstenzivne zelene krovove sa debljinom sloja ne većom od 8 cm
- C = 0,5 za smanjeno ekstenzivno ozelenjavanje sa debljinom sloja većom od 8 cm
- C = 0,3 za ekstenzivno i intenzivno ozelenjavanje sa debljinom sloja od 10 cm ili više
- C = 0,1 za intenzivno ozelenjavanje sa 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 oticanja C, a izračunava se pomoću sledeće formule:
Gde je:
- Q – količina kišnice koja se formira na krovu u litrama u sekundi (l/s)
- r – proračunska količina padavina u litrama po sekundi i hektaru (l/s·ha)
- A – efektivna površina krova u kvadratnim metrima (m²)
- C – koeficijent oticanja, koji uzima u obzir zadržavanje ili usporavanje uzrokovano površinom krova
Ovaj proračun pokazuje količinu vode koju odvodni sistem mora 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 u obavezi su da prikažu vrednosti odvodnje u tablici ili dijagramu, zavisno od visine vode iznad hidroizolacione prirubnice.
Kapacitet odvodnje zavisi od toga je li korišteni sistem otvorenog ili zatvorenog tipa. Stoga je važno pitati proizvođača prema kojim se kriterijumima ispituju performanse odgovarajućeg slivnika.
Primeri proračuna
Nakon što smo objasnili osnovna načela odvodnje sa krova, sada prelazimo na praktičnu primenu dimenzionisanja odvodnih sistema. Zavisno od vrste sistema – otvoreni ili zatvoreni, pojedinačni ili zbirni priključak – pristup proračunu se razlikuje.
Zatvoreni sistem sa zbirnim priključnim cevovodima odgovara principu vakumske odvodnje (podpritiska). Sa obzirom da ovo sistem zavisi od specifikacija proizvođača za vakumski sistema odvodnje, nećemo dalje diskutovati u ovom vodiču o ovom tipu sistemu.
U nastavku će biti primer proračuna krova sa dva različita sistema: jedan kao zatvoreni sistem sa pojedinačnim priključnim cevima i jedan kao otvoreni sistem sa zbirnim priključnim cevima.
Početni podaci
U naselju Fischamend u okrugu Bruck an der Leitha (Austrija) gradi se objekat sa ravnim krovom pokriven sa folijom, površine 800 m², sa jednosmernim nagibom.
Bez obzira na odabrani sistem, površina krova A, proračunska količina padavina r, koeficijent oticanja C i količina kišnice koja se formira na krovu Q sada se može odrediti iz ovih podataka:
A = Površina krova 800 m²
Proračunska količina padavina (r) u najjači 5-minutni intezitet padavina u periodu od pet godina preuzima se iz hidrografske online karte kako je gore opisano (vidi sliku 8) i pretvara se u litre u sekundi:
Koeficijent oticanja C za krovove sa završnim slojem sa folijom je 1:
Količina kišnice koju je potrebo dovesti Q se izračunava:
Raspored za zatvoreni sistem (pojedinačne cevi)
Nakon što su određeni proizvod i potrebna dodatna oprema, vrednosti kapaciteta odvodnje slivnika dobijeni od proizvođača koriste se za odabir odgovarajućih komponenti.
Za ovaj primer, 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 odabira se prema normi EN 1253, pri čemu se za dimenzije DN75 i DN110 uzimaju u obzir vrednosti sa visinom akumulacije od 35 mm. Za dimenzije DN125 i DN160, međutim, koristi se vrednost sa visinom akumulacije od 45 mm.
Ukupni kapacitet ova tri odabrana krovna slivnika DN110 iznosi 32,1 l/s, što premašuje potrebnu vrednost od 32,0 l/s i samim tim zadovoljava potrebni kapacitet za odvodnju kišnice sa ovog krova.
Svaki krovni odvod je pojedinačno spojen na odvodnu cev sa kontinuiranom dimenzijom cevi DN110.
Napomena: Potrebno je priložiti šematski dijagram cevovoda sa odgovarajućim dimenzijama.
Raspored za otvorene sisteme
Za otvorene sisteme, specifikacije kapaciteta slivnika dobijene od proizvođača krovnog slivnika nisu relevantne za projektovanje. Umesto toga, moraju se koristiti tablice odvodnje prema EN 12056-3 za horizontalne podzemne i sabirne cevi (vidi sliku 13) te za vertikalne odvodne cevi (vidi sliku 14).
Projektovanje se započinje sa potrebnim kapacitetom odvodnje od 32,0 l/s. Dva su faktora ključna za određivanje potrebnog broja krovnih odvoda:
- Nagib horizontalne cevi – obično oko 1,5%
- Dimenzija odvodne cevi – veći promer omogućuju veće protoke
Budući da je nagib u većini slučajeva unapred određen, broj odvoda i promer cevi ostaju varijabilni. Tablica prikazuje sledeće mogućnosti za naš primer:
- Cevi DN100 → 7 odvoda (5,1 l/s po odvodu)
- Cevi DN125 → 4 odvoda (8,3 l/s po odvodu)
- Cevi DN150 → 2 odvoda (15,7 l/s po odvodu)
U praksi se varijanta sa 4 odvoda i cevima DN125 pokazuje posebno praktičnom. Međutim, konačna odluka je na projektantu, koji odabira optimalno rešenje zavisno od strukturnih uslova, geometrije krova i ekonomskih aspekta.
Za dimenzionisanje vertikalne odvodne cevi za atmosferske vode mora se koristiti visina punjenja cevi od 0,33 u skladu sa EN 12056-3, osim ako nacionalni ili regionalni propisi ne propisuju drugačije vrednosti (vidi sliku 14). Projektovanje počinje sa krovnim odvodom koji je najudaljeniji od odvodne vertikale.
Primenjuje se sledeće:
Pojedinačne priključne cevi moraju uvek zadržati prethodno određeni promer.
- Primer: Ako je, kao što je gore opisano, odlučeno koristiti četri odvoda sa DN125, sve pojedinačne priključne cevi takođe moraju biti DN125.
Horizontalne zbirne priključne cevi moraju primiti celi volumen vode priključenih krovnih odvoda.
- Kao rezultat toga, promer cevi se obično povećava u smeru protoka.
- Primer (vidi sliku 12):
- Između prvog i drugog odvoda, zbirna priključna cev i dalje može biti projektovana kao DN125
- Priključenjem drugog odvoda potrebno je povećanje cevi na DN150
- Priključenjem trećeg odvoda potrebno je povećanje cevi na DN200
Za dimenzionisanje vertikalne odvodne cevi za atmosferske vode mora se koristiti visina punjenja od 0,33 u skladu sa EN 12056-3, osim ako nacionalni ili regionalni propisi ne propisuju drugačiju vrednost (vidi sliku 14).
Čak i ako bi tablica iz EN 12056-3 (vidi sliku 14) ovde dopustila manji promer cevi, promer horizontalne sabirne cevi ostaje odlučujući. To znači da odvodna vertikalna cev mora imati barem promer priključene horizontalne sabirne cevi. Nije dopušteno smanjenje promera cevi u smeru protoka. Za naš primer, to znači promer cevi od DN200 za odvodnu cev.
Ovaj postupak osigurava da sistem ostane hidraulički efikasan i da se izbegnu kvarovi.
Dimenzije cevi pojedinačnih delova prikazanih na dijagramu cevovoda (slika 12) određene su pomoću slike 13 i slike 14.
Podzemne cevi položene pod zemljom ili ispod temeljne ploče takođe moraju biti projektovane prema slici 13.
Otvoreni ili zatvoreni sistem – koji treba koristiti?
Koji će se sistem na kraju koristiti, mora odlučiti projektant ili arhitekt za svaki slučaj posebno, uzimajući u obzir sledeće aspekte:
Otvoreni sistem (zbirni cevovod) | Zatvoreni sistem (pojedinačne cevi) |
Prednosti:
Nedostaci:
| Prednosti:
Nedostaci:
|
Zaključak
Projektovanje i dimenzionisanje sistema odvodnje krova zahteva pažljivu pripremu. To uključuje pravovremeno prikupljanje svih potrebnih informacija, što ponekad može oduzimati puno vremena.
Efikasnu odvodnju atmosferskih voda uvek treba smatrati celokupnim konceptom – od odvodnje vode sa krovova i površina poseda do nihovog ispuštanja u javnu kanalizaciju ili infiltracije na posedu. Ograničenja koja nameću vlasti kako bi se rasteretio kanalizacijioni sistem tokom obilnih kiša, zahtevaju dodatne mere, poput zadržavanja ili infiltracije te predstavljaju dodatne izazove za projektante.
Još jedna bitna komponenta sigurne odvodnje atmosferskih voda je odvodnja u hitnim slučajevima, koja osigurava da ne dođe do oštećenja zgrade čak ni u slučaju posebno jakih kiša (pljuskovi koji se javljaju jednom u sto godina). Više informacija o sigurnosnoj odvodnji možete pronaći ovde.
Specifikacija krovnog odvoda koja odgovara konstrukciji krova
Za tačnu specifikaciju sistema 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 preseka sa opisima pojedinačnih slojeva krovne konstrukcije od arhitekta ili projektanta i poslati ga HL timu. U kratkom vremenu dobićete 3D prikaz kao i detalje u raznim formatima, uz tačnu specifikaciju redosleda elemenata slivnika:
Relevantni standardi:
Za odvodnju krovova, balkona i terasa primenjuju se sljedeći standardi:
- EN1253-2 – Odvodi za zgrade – 2. deo: Krovni i podni slivnici bez sifona
- EN 12056-3 – Sistemi gravitacione odvodnje unutar zgrada – 3. deo: Odvodnja sa krova, projektovanje i dimenzionisanje
- ÖNORM B2501 – Sistem odvodnje za zgrade i nekretnine – Projektovanje, izvedba i ispitivanje – Dodatne odredbe za ÖNORM EN 12056
Izvori: