VSAKOVANIE

 

Vsakovanie dažďových vôd zo striech a spevnených plôch

priemyselných budov

vsakovanie_uvod

Majitelia priemyselných, alebo administratívnych budov stoja často pred problémom, čo s dažďovými vodami odvádzanými z pevných plôch – striech a parkovísk. Tieto vody môžu likvidovať buď vypúšťaním do vodných tokov, alebo kanalizácie, alebo po predchádzajúcom predčistení ich môžu likvidovať na svojom pozemku vsakovaním.

 

 

Doterajší zaužívaný zvyk, odvádzať dažďové vody zo spevnených plôch jednoducho do kanalizácie podporovala nízka cena stočného (v roku 1990 to bolo iba 20 halierov za 1m3 odpadových vôd).

 

To spôsobilo, že dažďové vody sa vplyvom stavebnej činnosti dnes nedostávajú už zo stoviek km2 do vodného kolobehu prirodzenými cestami. Zotrvávanie pri tejto praxi nie je ďalej možné, pretože ďalšie odkanalizovanie území už môže viesť k dlhodobým lokálnym hydrologickým zmenám a k zníženiu možnosti tvorenia sa nových vodných zásob.

 

Už dnes dochádza k zmene vodnej bilancie v niektorých osídlených územiach. K znižovaniu vyparovaniu vody z pôdy, vysychaniu pôvodného porastu, stromov, rastlín a ich nahrádzaniu na vlahu menej náročnými rastlinami.

 

Miestne plošné vsakovanie môže výhodne nahradiť doterajšie odkanalizovanie územia. Pri narastajúcich dažďových úhrnoch pri prívalových dažďoch, kedy v priebehu pár minút naprší viac, ako celomesačné množstvo zrážok, môže toto riešenie znamenať pre obce a mestá podstatné uľahčenie. Komúny tak môžu ušetriť vysoké technické a finančné úspory pri plánovaní, výstavbe a prevádzkovaní kanalizačných sietí a čističiek.

 

Keďže v rozvíjajúcich sa lokalitách zastavovanie ďalšieho územia znamená riešiť dimenzie jestvujúcich kanalizačných sietí, čo hrozí rozkopávkami komunikácií a investíciami do zväčšovania čističiek, je investícia do miestneho vsakovania pre komúny dokonca veľkým odbremenením. Mnohé obce sa už dnes aktívne bránia zaúsťovať čistú dažďovú vodu zo striech nových stavieb do verejnej kanalizácie.

 

Aj najnovšie predpisy EÚ predpisujú stavebníkom dažďové vody likvidovať priamo na svojom pozemku vsakovaním. Pokiaľ terén neumožňuje vsakovanie, v EÚ platné predpisy nariaďujú vypúšťať dažďové vody zo striech do vodného toku alebo do kanalizácie jedine cez retenčnú nádrž.

 

Vsakovanie Drenblok

Pri správnom vyčistení dažďových vôd – mechanickými filtrami, je možné dažďovú vodu vsakovať. Na Slovensku je možné vsakovať dažďovú vodu dokonca už aj z parkovísk – za predpokladu garantovaného vyčistenia dažďových vôd zachytávačmi oleja a ropných látok.

 

Stavebník môže vlastným vsakovaním získať aj trvalé úspory za zníženie každoročných nákladov za stočné. Pokiaľ v roku 1990 platil za 1m3 dažďových vôd odvedených do kanalizácie iba spomenutých 20 halierov, v roku 2004 už musí za to isté množstvo platiť 27,77 Sk plus 5,27 Sk za DPH.

 

Pri prepočítaní na ročné zrážkové úhrny to finančne predstavuje za každý 1m2 strechy a parkoviska finančnú záťaž cca 20 Sk/rok/m2, vrátane DPH ( cenová úroveň 2004) Ceny za stočné sú však zatiaľ hlboko pod úrovňou poplatkov bežných v EÚ. Pre stavebníka sa preto perspektívne oplatí zriadiť si vlastný vsakovací systém

 

Firma Elwa ponúka riešenia, ktoré majú pre stavebníka jednoznačné hospodárske a ekonomické výhody. Okrem prípadného využívania zadržanej vody dažďovej vody, vsakovací systém Drenblok zaujme najmä svojou jednoduchosťou, univerzálnosťou použitia a rýchlosťou montáže.

 

Výrobok odpovedá prísnym tovarovým predpisom RAL pre kategóriu výrobkov „ Dažďové systémy“. Ľahké, vysoko pevné, rýchlo namontovateľné, zaťaženiu nákladných áut odolné Drenbloky dokážu akumulovať priamo na mieste akékoľvek množstvá dažďovej vody a potom ju pozvoľne vsakovať. Únosnosť blokov umožňuje inštalovať systém aj pod parkoviská.

 

Vzhľadom na ľahkosť blokov – iba 15 kg a 96 % využiteľnosť objemu a rýchlu montáž, si Drenbloky rýchlo našli cestu na mnohé stavby Európy.. Priložené fotografie dokladujú univerzálnu možnosť použitia tejto novinky v Európe a už na stavbách na Slovensku.

Drenblok:

je patentovo chránené zariadenie určené pre plynulé a prirodzené vsakovanie dažďovej vody zvádzanej zo striech budov a zastavaných plôch do zeme. Systém je založený na komorovom princípe, čo na jednej strane umožňuje zvládnuť ľubovoľné množstvo dažďovej vody, na druhej strane vylučuje zanesenie a znefunkčnenie systému.

 

Systém sa osadzuje od objektu v min. vzdialenosti rovnej 1,5 násobku hĺbky základov. V prípade podpivničených objektov sa osadzuje v min. vzdialenosti 6 metrov od objektu. Miesto osadenia treba vždy prekonzultovať s geológom. Predpokladom použitia je schopnosť okolitej zeminy vsiaknuť dažďovú vodu. ( kf je v rozmedzí 10-3 až 10-6 m/s).

Osadenie:

Pozostáva z vykopania jamy, zarovnania podkladu, položenia vsakovacieho zásobníka Drenblok, napojenia na dažďové zvody, predsadenia filtra, osadenia poistného prepadu (obsahuje aj integrovanú mriežku proti vniknutiu drobných zvierat) a zahrnutia zeminou. Hĺbka uloženia : min.40 cm (bez dopravného zaťaženia) , alebo 80 cm (s dopravným zaťažením).

 

Argumenty:

Rýchla a ľahká montáž, montážne chyby takmer vylúčené

Trvanlivosť, recyklovateľnosť a neškodnosť pre ŽP (materiál recykl. polypropylén)

Garantovanú únosnosť 10 ton/m2 čo umožňuje pojazd aj nákladnými vozidlami

Oproti iným systémom podstatne nižšie náklady na výkop a odvoz zeminy.

 

Na strešné plochy dopadá dážď po čas D s intenzitou rD(n). Dažďové zvody odvádzajú do podzemného vsakovacieho priestoru zloženého z Drenblokov rôzne množstvo vody a to podľa dĺžky trvania dažďa a jeho intenzity.

 

Meteorologické tabuľky

 

Meteorologické stanice dlhodobo merajú zrážky a výsledky pozorovania vydávajú vo forme tabuliek a to pre rôzne pravdepodobnostné intenzity dažďa, 1x za rok, 1x za 5 rokov, 1x za 10 rokov.

 

Tabuľku pre danú lokalitu treba mať k dispozícii , ak v danom mieste nie je meteorologická stanica, tabuľky musia byť zo staníc čo najbližšie vzdialených od danej lokality . Typ tabuľky sa volí podľa rizika, podľa výšky prípadných škôd spôsobených zaplavením okolia . Pre rodinné domy zväčša postačuje tabuľka pre pravdepodobnosť intenzity dažďa 1x za rok, pre elektrické transformátorové stanice, kde by mohlo dôjsť k výpadku prúdu pre celú oblasť, 1x za 10 rokov.

Na Slovensku je celkove 68 meteorologických zrážkomerových staníc a výsledky merania sú zhrnuté v doteraz stále platnej práci: ZBORNÍK PRÁC hydrometeorologického ústavu v Bratislave , Slovenské pedagogické naklaatľstvo Bratislava 1973

Tabuľku najbližšej zrážkomerovej stanice k stavbe treba mať k dispozícii , ak v danom mieste nie je meteorologická stanica .

Periodicita výpočtových zrážok sa volí podľa rizika – podľa výšky prípadných škôd spôsobených zaplavením okolia . Pre rodinné domy sa uvažuje priodicita zrážok pre pravdepodobnosť intenzity dažďa n = 0,5, čo je periodicita raz za 2 oky, rok, pre obchodné centrá, priemyselné areály a obytné súbory , sa volí periodicita n= 0,2.

Pre centrá miest sa volí periodicita 0,01, čo je raz za sto rokov (sto ročný dážď)

 

Príklad zrážkomerovej tabuľky

(Zdroj – Zborník SHMÚ)

Pri stanovovaní rizika zaplavenia plôch treba zohľadniť aj sklon plôch v blízkosti objektov km bude odvádzaná prebytočná voda , pretože aj malé množstvá vody stečené do jedného priestoru môžu spôsobiť veľké škody.

 

Strecha

Materiál striech môže byť z rôzneho materiálu, ktorý má rôzny vplyv na odtok vody zo strechy. Zatiaľ čo zatrávnené strechy značnú dažďa absorbujú, iné strechy pokryté napríklad glazovanými škridlami odvedú dažďovú vodu takmer na 100%. Množstvo vody odvedené zo strechy udáva koeficient odtoku ?

Koeficienty odtoku ? podľa DIN 1988 Druh strechy koeficient odtoku ?

Plochá strecha

So štrkovým násypom 0,60

Vegetačná strecha 0,20

S bitúmenovými pásmi 0,70

S kovovými pásmi 0,70

Šikmá strecha

So strešnými pásmi 0,80

S bridlicou

S pálenými alebo bet. škridlami 0,75

Vegetačná strecha 0,25

S bitúmenovými pásmi 0,25

S kovovými pásmi 0,80

 

Veľkosť striech A je daná súčtom jednotlivých striech Ai. Odvádzané množstvo vody je teda nižšie ako teoretické, To sa zohľadňuje redukovaním – zmenšením plochy strechy Ae,i = Ai.?i, kde Ai = suma všetkých čiastkových strešných plôch rovnakého typu.

 

Na strechy s redukovanou plochou Ae,i dopadá dážď o intenzite rD(n) udávanú v (l/sec.ha). Celková redukovaná plocha striech je Au. Kde Au = ?(Ae,i .?i)

 

Množstvo dažďovej vody privádzanej do podzemného priestoru Drenblok je dané vzťahom:

 

Qzu = rd(n) 10-7 x Au ( m3/s)

 

(Výraz 10-7 prevádza jednotky litrov/ ha v prípade meteorologického údaja rd(n) na m3/m2)

 

Vsakovanie do podložia

Dažďová voda je zo strechy privádzaná do podzemného vsakovacieho priestoru zloženého z Drenblokov. Táto voda cez spodnú plochu blokov okamžite začne vsakovať do podzemia. Rýchlosť vsakovania je daná materiálom podložia. Tým väčšie množstvo vody vsiakne, čím je rýchlosť vsakovania väčšia. Schopnosť pôdy vsakovať kvantitatívne vyjadruje súčiniteľ vsakovania kf , vyjadrený v (m/s). Možno si ho predstaviť ako rýchlosť, s ktorou vodná kvapka gravitáciou vsakuje do podložia.

Rýchlosť vsakovanie nesmie byť ani príliš rýchla, ani príliš pomalá.

V prípade rýchleho vsakovania – pri kf hodnotách vyšších ako 1.10-3 m/s vsakujú dažďové vody, tak rýchlo, že nemôže dôjsť k vyčisteniu vody pomocou chemických, mechanických a biologických pochodov. Zvlášť pri malých vzdialenostiach od spodnej vody vzniká potom nebezpečenstvo negatívneho ovplyvnenia kvality spodnej vody.

Opačne , v prípade veľmi malých hodnôt kf , kedy je kf menšia ako 1.10-6 m/s, zostáva podzemný priestor dlho zaplavený, voda vsakuje veľmi pomaly a k procesu vsakovania môžu pristúpiť aj negatívne anaeróbne procesy.

 

Množstvo dažďovej vody vsiaknutej za jednotku času do podložia je dané vzťahom:

 

Qs = kf /2 . As ( m3 /s)

 

Súčiniteľ vsakovania kf je zlomkom znížené na polovicu – je to z toho dôvodu, že kf nie je stále konštantné -v prípade dlhotrvajúceho sucha a suchej zeminy sa hodnota kf znižuje a vsakovanie neprebieha tak rýchlo, ako v prípade prevlhčenej zeminy. Výpočet musí uvažovať aj s touto možnosťou.

 

As = je vsakovacia plocha v m2 ( je to vlastne veľkosť vsakovacej plochy – jej prevažnú časť tvorí podstava, na ktorej sú položené Drenbloky.

 

Akumulačný objem

Časť vody počas dažďa je privádzaná, časť vody priebežne vsakuje. Množstvo privádzanej vody je však spravidla vyššie, ako priebežne vsakované množstvo. Podzemný priestor sa preto začne napĺňať – hladina vody v akumulačnom priestore Drenbloku stúpa. Treba vypočítať pomocou dostupných štatistických údajov a z nameraných údajov potrebný objem akumulačného priestoru.

 

Stúpanie hladiny vyplýva z prírastku objemu danom rozdielom medzi pritekajúcou a odtekajúcou vodou:

 

Qzu – Qs

 

Výška dosiahnutej hladiny v akumulačnom priestore závisí od dĺžky trvania dažďa, jeho intenzity a kf . Na Slovensku je zaužívané objem akumulačného priestoru počítať na 15 minútový 2 – ročný dážď.

 

Ale v mnohých prípadoch, zvlášť pri nízkych hodnotách kf a pri tzv. vytrvalých dažďoch, môže vyjsť potrebný akumulačný objem vyšší ako pre zaužívaný výpočet. Preto pri nízkych hodnotách kf treba prepočítať aj ostatné hodnoty intenzity dažďa a dĺžky dažďa.

 

Pre výpočet akumulačného priestoru platí vzorec:

 

V = (Qzu – Qs) . D . 60 . fz (m3)

 

Kde D je dĺžka dažďa v minútach .Jeho vynásobením číslom 60 získame dĺžku dažďa v sekundách, fz je súčiniteľ bezpečnosti – projektant ho na základe svojho uváženia volí v rozmedzí 1,1 až 1,2.

 

Hodnota 1,1 sa volí pre decentrálne vsakovanie, hodnota 1,2 sa volí pre centrálne vsakovanie.

Vsakovacia plocha As

Dôležitá skutočnosť nastáva pre stanovenie vsakovacej plochy As. Tá sa totiž neobmedzuje iba na plochu A čiže na samotnú podstavu Drenblokov, ale sa rozširuje aj o šírku bočného vsakovania: V akumulačnom priestore voda vystupuje do výšky h. Stredná hodnota výšky hladiny je h/2. Keďže časť vsakovania sa uskutočňuje cez bočné steny Drenblokov, a to po oboch stranách účinnej vsakovacej šírky bR,w , rozširuje sa táto na obe strany o hodnotu h/4.

 

Potom účinná vsakovacia šírka:

 

bR,w = bR + ( 2 . h/4) = bR + h/2

 

Vsakovacia plocha As je daná súčinom dĺžky L vsakovacej plochy a účinnej vsakovacej šírky bR,w:

 

As = L . bR,w

DRENBLOK – VÝPOČET

 

Objem musia bezpečne absorbovať drenbloky položené na ploche A s výškou h. Výšku h môžeme nahradiť súčinom n . 0,6 , kde:

 

n je počet vrstiev – výrobca predpisuje , že maximálne sa môže použiť 4 vrstvy Drenblokov.

 

0,6 je výška Drenbloku ( = 0,6 m).

 

Platí, teda:

 

h = 0,6 . n

 

Po dosadení a úpravách vyjde pomerne zložitý vzorec pre dimenzovanie vsakovania pomocou Drenblokov.

 

Samotný výpočet je možné uskutočniť pomocou už hotového výpočtového programu Drenblok, ktorý umožňuje modelovať pre pre dané kf a lokalitu rôzne varianty dĺžky a intenzity dažďa, pričom projektant môže variovať šírku , dĺžku a počet vrstiev . Pomocou programu môže potom projektant optimálne navrhnúť vsakovací priestor a posúdiť aj prípadné riziká zaplavenia územia.