Расчет ливневых стоков с кровли
Roof-store.ru

Строительный портал

Расчет ливневых стоков с кровли

Калькулятор расчета водостока

Обеспечение направления стока с кровли и его отвод в грунт – основная функция водостока. Установка такой системы позволит защитить фасад и цоколь здания от негативного воздействия воды и преждевременного разрушения.

От геометрии кровли зависит количество необходимых элементов водосточной системы.

Ширина (W), м
Высота от земли до карниза (h), м
Длина карнизного свеса (a), м
Ширина ската (W), м
Высота от земли до карниза (h), м
Длина карнизного свеса (a), м
Ширина ската 1 (W1), м
Ширина ската 2 (W2), м
Высота от земли до карниза (h), м
Длина карнизного свеса (a), м
Ширина ската 1 (W1), м
Ширина ската 2 (W2), м
Высота от земли до карниза (h), м
Длина карнизного свеса (a), м
Ширина ската (W), м
Высота от земли до карниза (h), м
Длина карнизного свеса (a), м

Водосточная система 125х90 – оптимальная система для малоэтажного коттеджного строительства.

Водосточная система 150х100 идеально подходит для среднего и крупного коттеджного строительства. Помогает сократить расходы за счет использования меньшего количества воронок.

Пластиковый водосток Grand Line – проверенный временем конструктив и точные расчеты желоба и трубы обеспечат прочность и герметичность водостока, а повышенная жесткость кронштейнов – надежное крепление всей системы к дому.

Водосточная система 125/90

Водосточная система 150/100

Водосток пластиковый Grand Line

Рассчитать

RAL 3005
RAL 3011
RAL 6005
RAL 7024
RAL 8004
RAL 8017
RAL 9003
RAL 9005
Белый
Коричневый
Шоколад
RR 11
RR 29
RR 32
Алюцинк

Расчет водостока для любого типа кровли

Мы рекомендуем ответственно подойти к выбору водосточной системы. Наш удобный в использовании калькулятор водостока позволит вам рассчитать в режиме онлайн стоимость материала, узнать виды и количество элементов, которые понадобятся для организации дождевого стока.

Если вы затрудняетесь в проведении расчетов или хотите уточнить цены, закажите обратный звонок. Опытные менеджеры Grand Line предоставят профессиональную консультацию по всем интересующим вопросам.

Программа дополнительно автоматически рассчитывает схему резки желобов по всему периметру крыши. Широкая цветовая гамма позволит подобрать идеальный цвет для вашего водостока.

Перед началом работы с калькулятором проведите замер кровли (укажите ширину ската, высоту от грунта до карниза, длину карнизного свеса). Любые замеры (вне зависимости от сложности геометрии) следует производить высококвалифицированному специалисту.

Геометрия кровли влияет на количество элементов водостока. Grand Line осуществляет продажу надежных и высококачественных водостоков для:

  • скатной кровли (односкатная / двускатная, вальмовая, шатровая, мансардная);
  • плоской кровли.

Ливневая система в плоской крыше, как и в скатной, снабжена водосточными трубами, соединительными элементами, воронками. В частных домах, коттеджах, многоэтажных домах устанавливают наружный водосток (вдоль одной стороны фасада или точечный).

Для дачных домов, небольших коттеджей подходят водостоки 125х90. Для средних и крупных коттеджей используют системы водостоков 150х100.

Расчет осуществляется с учетом коротких обрезков или без них.

Расчет водосточной системы кровли

Назначение водосточной системы очевидно — отвод воды, накапливающейся при дожде и таянии снега, с крыши здания в предназначенное место. Например, в ливневую канализацию, в накопитель или просто на землю, в отдалении от цоколя здания.

Выполняя расчет водосточной системы кровли, принимают во внимание тип крыши – плоская или скатная, периметр по краю крыши, площадь кровли и площадь здания, сложность геометрии крыши, среднее значение осадков в год и пиковое значение осадков за последние годы.

После расчета получают значение необходимого диаметра элементов водосточной системы, число вертикальных водосточных труб и их расположение по фасаду, общее число и ассортимент конструкционных и крепежных частей системы — желобов, углов, труб, воронок, держателей.

Расчет водосточной системы в зависимости от площади кровли производится по нескольким методикам, но ключевой цифрой для всех них является площадь водосборного ската крыши.

Расчет площади крыши

Для расчета площади крыши необходимы лестница, рулетка, лист бумаги и знание геометрии в объеме школьной программы. Методика расчета заключается в мысленном разбиении крыши сколь угодно сложной топологии на элементарные геометрические фигуры — треугольники, прямоугольники, трапеции. После этого измеряется сторона каждой фигуры, вычисляются их площади, суммируются полученные цифры.

Полученная в результате измерений и расчетов площадь крыши (водосборная площадь) будет использована в дальнейшем в формулах расчета систем водостока. Площадь каждого ската крыши необходимо записать отдельно, эти цифры пригодятся

Расчет водостока по требованиям строительных норм и правил

Расчет водосточной системы кровли по СНиП требует учитывать два параметра:

водосборная площадь (площадь ската крыши);

Используя эти два параметра, рассчитывают количество вертикальных водосточных труб (стояков).

Нагрузка водяного потока на один стояк зависит от его диаметра и не должна превышать:

Диаметр стояка (мм) 85 100 150 200
Пропускная способность (л/с) 10 20 50 80

Например, если со ската крыши стекает дождевая вода объемом 30 литров в секунду, то надо монтировать или два стояка диаметром 100 мм, или один диаметром 150 мм.

Расчет интенсивности стока воды

Для подсчета используется статистическое значение интенсивности дождя на площади в 1 гектар за двадцать минут (q20) или за пять минут (q5). Между этими параметрами установлена взаимосвязь:

где n – справочный коэффициент.

Справочный коэффициент n приведен в СНиП 2.04.03-85

Если уклон ската крыши менее 1,5%, используется параметр q20, а если уклон более 1,5% — параметр q5.

Итоговая формула интенсивности водяного потока с крыши Q (литров в секунду) выглядит следующим образом:

где S – площадь ската крыши, q – статистическое значение q5 или q20, в зависимости от крутизны ската.

Другие требования СНиП

Нормы и правила предъявляют требования к отводу стекающей воды строго в дождевую канализацию, указывают предельную величину углов наклона горизонтальных труб, описывают требования к ревизиям. Особо оговорено, что расстояние между стояками не может превышать 48 метров.

Практический расчет водосточной системы

После расчета объема стекающей с крыши воды необходимо определиться с материалом, из которого будет изготовлена водосточная система, затем рассчитать ее элементы.

Упрощенный расчет сечений желобов и стояков

Нет необходимости производить строгий расчет водосточной системы в зависимости от площади кровли, в соответствии с методикой СНиП, для личного дома или надворного строения. Также нет необходимости измерять площадь всей крыши. Достаточно измерить и подсчитать площадь самого большого водосборного участка на крыше и определить размеры водосточной системы для этого ската, исходя из предположения, что для остальных участков водосбора поток воды будет меньше.

Таблица упрощенного определения типоразмеров системы

Площадь водосбора Минимальный размер системы
Сечение желоба, мм Сечение трубы стояка, мм
До 50 м 2 100 75
От 50 до 100 м 2 120 90
От 100 до 200 м 2 105 100

Материалы водосточной системы

Для изготовления системы используют один из трех видов материалов:

металл, обтянутый защитной пленкой.

Оцинкованная жесть отличается дешевизной и позволяет при необходимости изготовить колена, воронки, желоба и другие элементы системы в произвольном размере. К недостаткам относятся недолговечность (тонкая жесть быстро ржавеет) и негерметичность стыков, через которые вода будет вытекать в случайных местах желоба или стояка. Протекающая по жестяной системе вода сильно шумит.

Элементы из ПВХ обладают малым весом, не подвержены коррозии, находятся в нижней ценовой группе. Пластиковые конструкции незаменимы при монтаже на ветровых досках старых строений. Подходят для малоэтажных зданий, гаражей, дачных домиков. При стекании по желобу из пластика дождевая вода создает малый уровень шума, поэтому этот материал рекомендуют при установке возле окон жилых мансард. Недостатки водосточной системы из ПВХ — хрупкость материала и плохая стойкость к низким температурам. На кровле требуется установка снегозадерживающих элементов, чтобы соскальзывающий с крыши сугроб не проломил водосток.

Водосточная система из защищенного пленкой металла отвечает всем потребительским требованиям. Недостатками считаются относительная дороговизна, массивность элементов и требовательность к аккуратности при транспортировке и монтаже. Нарушенное покрытие приведет к быстрому ржавлению, поэтому при установке используется специальный инструмент. Рекомендуется соблюдение температурного режима при монтаже и эксплуатации, так как перегрев вызывает отслаивание и пузырение пленки. Рекомендуется выбор этого материала при большой площади кровли, в условиях тяжелого климата и при проектировании крепления системы водостока к стропилам, а не к ветровым доскам.

Расчет элементов водосточной системы

В первую очередь определяют общую длину желобов и длину каждого горизонтального участка в отдельности. На этом этапе производят расчет водосточной системы кровли по площади дома, точнее, по его периметру. На плане отмечаются все горизонтальные участки свесов кровли, под которыми будут установлены желоба, и их длина.

Отмечают точки расположения стояков, из расчета: до 10 метров желоба – один стояк, свыше 12 метров желоба – два стояка, не более 20 метров между стояками, при сложной конфигурации – отвод в стояк в каждом углу. Близко расположенные отводы можно объединять в один стояк.

Элементы горизонтальной части системы

Количество элементов желоба подсчитывают из расчета 1 элемент = 3 погонных метра. Некоторые производители предлагают вариант четырехметровой длины, требуется уточнить при заказе. На каждый стык элементов желоба друг с другом и с углами надевается соединительная муфта. На окончание горизонтального участка крепится заглушка. Для подсоединения стояка к желобу применяется воронка. Хомуты для крепления желоба к основанию размещаются на расстоянии не менее 60 см друг от друга для пластика при креплении к ветровой доске и 90 см – для металла при креплении к стропилам.

Элементы стыка желоба и стояка

На каждый стояк для связки вертикальной трубы с горизонтальным желобом потребуются воронка, два колена и отрезок трубы.

Элементы вертикальной части системы

Трубы вертикальной части водоотводящей системы продаются в размерах от 2 до 4 метров. Стыки соединяются муфтами, внизу труба заканчивается коленом на высоте не более 25 см от поверхности отмостки.

Хомуты для крепления трубы к стене устанавливаются не реже, чем на расстоянии 2 метра друг от друга.

Аквасток

Определение расчетных расходов дождевых и талых вод в коллекторах дождевой канализации по СП 32.13330.2012

1 Расходы дождевых вод в коллекторах дождевой канализации, л/с, отводящих сточные воды с селитебных территорий и площадок предприятий, следует определять методом предельных интенсивностей по формуле

(1)
где А, п – параметры, характеризующие соответственно интенсивность и продолжительность дождя для конкретной местности (определяются по 2);
Ψmid – средний коэффициент стока, определяемый как средневзвешенная величина в зависимости от значения Ψi для различных видов поверхностей водосбора;
F – расчетная площадь стока, га;
trn – расчетная продолжительность дождя, равная продолжительности протекания дождевых вод по поверхности и трубам до расчетного участка (определяется в соответствии с указаниями, приведенными в 5).

Расход дождевых вод для гидравлического расчета дождевых сетей, Qcal, л/с, следует определять по формуле

(2)
где β – коэффициент, учитывающий заполнение свободной емкости сети в момент возникновения напорного режима (определяется по таблице 1);

Таблица 1 – Значения коэффициента β, учитывающего заполнение свободной емкости сети в момент возникновения напорного режима

Благоприятные и средние

Примечания
1 Благоприятные условия расположения коллекторов: бассейн площадью не более 150 га имеет плоский рельеф при среднем уклоне поверхности 0,005 и менее; коллектор проходит по водоразделу или в верхней части склона на расстоянии от водораздела не более 400 м.
2 Средние условия расположения коллекторов: бассейн площадью свыше 150 га имеет плоский рельеф с уклоном 0,005 м и менее; коллектор проходит в нижней части склона по тальвегу с уклоном склонов 0,02 м и менее, при этом площадь бассейна не превышает 150 га.
3 Неблагоприятные условия расположения коллекторов: коллектор проходит в нижней части склона, площадь бассейна превышает 150 га; коллектор проходит по тальвегу с крутыми склонами при среднем уровне склонов свыше 0,02.
4 Особо неблагоприятные условия расположения коллекторов: коллектор отводит воду из замкнутого пониженного места (котловины).

Таблица 4 – Период однократного превышения расчетной интенсивности дождя для территории промышленных предприятий при значениях q20

Показатель степени п

Период однократного превышения расчетной интенсивности дождя Р, годы, для территории промышленных предприятий при значениях q20

Технологические процессы предприятия не нарушаются

Технологические процессы предприятия нарушаются

Примечания
1 Для предприятий, расположенных в замкнутой котловине, период однократного превышения расчетной интенсивности дождя следует определять расчетом или принимать равным не менее чем 5 годам.
2 Для предприятий, поверхностный сток которых может быть загрязнен специфическими загрязнениями с токсичными свойствами или органическими веществами, обуславливающими высокие значения показателей ХПК и БПК (т.е. предприятия второй группы), период однократного превышения расчетной интенсивности дождя следует принимать с учетом экологических последствий подтоплений не менее чем 1 год.

Таблица 5 – Предельный период превышения интенсивности дождя в зависимости от условий расположения коллектора

Результат кратковременного переполнения сети

Предельный период превышения интенсивности дождя Р, годы, в зависимости от условий расположения коллектора

Территория кварталов и проезды местного значения

4 Расчетную площадь стока для рассчитываемого участка сети необходимо принимать равной всей площади стока или части ее, дающей максимальный расход стока. Если площадь стока коллектора составляет 500 га и более, то в формулы (1) и (8) следует вводить поправочный коэффициент К, учитывающий неравномерность выпадения дождя по площади и принимаемый по таблице 6.

Таблица 6 – Значения поправочного коэффициента К, учитывающего неравномерность выпадения дождя по площади

Характер бассейна, обслуживаемого коллектором

5 Расчетную продолжительность протекания дождевых вод по поверхности и трубам tr до расчетного участка (створа) следует определять по формуле

(4)
где tcon – продолжительность протекания дождевых вод до уличного лотка или при наличии дождеприемников в пределах квартала до уличного коллектора (время поверхностной концентрации), мин, определяемая согласно 6;
tcan – то же, по уличным лоткам до дождеприемника (при отсутствии их в пределах квартала), определяемая по формуле (5);
tp – то же, по трубам до рассчитываемого створа, определяемая по формуле (6);

tcon следует рассчитывать или принимать в населенных пунктах при отсутствии внутриквартальных закрытых дождевых сетей равным 5 – 10 мин, а при их наличии – равным 3 – 5 мин.

При расчете следует внутриквартальной канализационной сети время поверхностной концентрации принимать равным 2 – 3 мин.
Продолжительность протекания дождевых вод по уличным лоткам tcan следует определять по формуле:

(5)
где lcan – длина участков лотков, м;
vcan – расчетная скорость течения на участке, м/с.

Продолжительность протекания дождевых вод по трубам до рассчитываемого сечения tp, мин, надлежит определять по формуле:

(6)
где lp – длина расчетных участков коллектора, м;
vp – расчетная скорость течения на участке, м/с.

7 Средний коэффициент стока зависит от вида поверхности стока zтid,а также от интенсивности q20и продолжительности tr дождя и определяется по формуле:

(7)
где zmid – среднее значение коэффициента, характеризующего вид поверхности стока (коэффициент покрова), определяют как средневзвешенную величину в зависимости от коэффициентов zi для различных видов, поверхностей по таблицам 7 и 8;
q20 – интенсивность дождя для данной местности продолжительностью 20 мин при Р = 1год (определяется по рисунку Б.1);
tr – продолжительность дождя или время добегания от наиболее удаленной части бассейна, мин (определяется по 7.3.1 СП 32.13330.2012).

Таблица 7 – Значения коэффициента стока Ψi и коэффициента покрова z для разного вида поверхностей

Площадь стока, га

Коэффициент покрова, z

Постоянный коэффициент стока Ψi

Кровли и асфальтбетонные покрытия (водонепроницаемые поверхности)

Прочитай, как рассчитать водосточную систему: по формуле, онлайн калькулятор

Завершающим этапом строительства дома является монтаж водосточной системы. В этой статье рассмотрим виды и особенности водостока. Разберемся, как правильно рассчитать количество необходимых элементов в зависимости от вида и сложности системы водоотведения.

Подготовительные работы или с чего начать?

Главная задача водостока — отвод воды с крыши дома. Для нормальной работоспособности системы важна её пропускная способность, поэтому первым пунктом расчета водостока является выбор типа системы, а также диаметра труб, желобов.

Как правило, в небольших частных домах используется наружная система 120х90, где 120 — диаметр желоба, 90 — водоотводящих труб.

Для больших коттеджей и домов, предпочтительнее использовать систему 150х100. Её пропускной способности достаточно для того, чтобы нормально функционировать даже в сильный ливень.

Существуют формулы точного расчета объема дождевых вод в зависимости от площади крыши, региона, интенсивности осадков, но обычным гражданам вникать в такие тонкости необязательно.

Достаточно знать общую площадь крыши, спланировать расположение сливных труб и, основываясь на эти данные, выбрать диаметр элементов водостока.

Исходные данные

Для правильного расчета и выбора водосточной системы необходимо:

  1. Измерить высоту дома. Замер производится при помощи строительной рулетки. Измеряется расстояние от отмостки (земли) до края карниза.
  2. Измерить длину карниза со всех сторон крыши. Важно знать длину каждого ската, так как от этого зависит точность расчетов необходимого количества элементов конструкции.
  3. Рассчитать общую площадь кровли. Основываясь на полученные данные можно оптимально подобрать систему водоотведения.
  4. Посчитать количество наружных и внутренних углов крыши.

Расчетная площадь сбора желобов в зависимости от диаметра и расположения сливных труб.

Желоб диаметром 110 мм при установке сливной трубы по центру ската способен обслуживать до 177 м2. Желоб аналогичного диаметра при сливной трубе, установленной по одному краю ската, обслуживает до 89 м2. Желоб диаметром 120 мм, способен принимать воду с площади 238 м2, а 150-й с 380 м2.

Установив сливную трубу по одному краю ската с желобом 120 мм, можно обеспечить отвод воды с кровли площадью 118 м2, а 150-й в аналогичных условиях справиться с обслуживанием кровли площадью до 190 м2.

Площадь водосбора сливных труб в зависимости от расположения.

Труба диаметром 70 мм, при установке по центру ската обслуживает до 217 м2 кровли.

Установив такую по одному краю, можно обеспечить водоотведение с площади до 149 квадратов. 90-я труба при центральном расположении способна собирать воду с 355, а 110 с 620 метров квадратных.

Сместив 90-ю и 110-ю трубу на один край ската, площадь водосбора снизиться и составит 245 и 423 м2 соответственно.

Согласно рекомендациям, для нормального функционирования

системы, одна сливная секция должна обслуживать не более 12 погонных метров водостока. Если длина водостока на одной стороне дома превышает 12 метров, то нужно устанавливать две или более, в зависимости от общей длины.

Исходя из названия систем водоотведения, можно понять, в чем их отличие. Наружная система монтируется по периметру карниза таким образом, что вода, стекающая с кровли, попадает непосредственно в желоб и далее, за счет уклона, двигается в сторону сливных труб, по которым спускается к земле.

При такой схеме отвода дождевых вод, сливные трубы можно расположить практически в любом месте по периметру крыши, а воду направлять за счет регулировки угла наклона желобов.

Наружная система предпочтительнее для частных домом или многоэтажных с двускатной или вальмовой формой крыши.

Внутренние водостоки монтируются внутри здания, и, как правило, с улицы видны только сливы, желоба вмонтированы в крышу или их может совсем не быть.

Используются такие системы преимущественно для плоских или немного вогнутых крыш с мягкой кровлей. Конструкция может работать по принципу раковины.

Расчет внутреннего водостока для плоской крыши

Для расчета водостока внутренней систем потребуется измерить периметр кровли и посчитать её площадь.

Общая длина такого водостока будет равняться длине периметра крыши.

Важно знать длину каждой из сторон крыши и количество углов. В зависимости от схемы водостока, количество сливных труб разное, но общая длина трубы постоянная и равняется высоте здания, поэтому расстояние от земли до края крыши тоже необходимо измерить.

Если планируется устраивать внутренний водосток по принципу воронки, то длина сливной трубы зависит от того, каким образом она будет расположена внутри здания. Такая конструкция должна планироваться и монтироваться еще на этапе строительства стен.

Количества воронок

Обратите внимание что на плоской кровле здания и в одной ендове необходимо устанавливать не менее двух водосточных воронок. В случае засорения одной, вторая будет работать.

Длину крыши по ее продольной оси делят на количество воронок, получают шаг между воронками.

Пример расчета для внутреннего водостока (СНиП 2.04.01-85* п. 20.9.)

2500(пл. кровли уклоном 1.5%)*80 (л./с. с ГА)/10000= 20 л.с при норме на воронку в 10 см. — 12 л.с., следовательно для внутреннего водостока необходимо 2 воронки по 10 см.

Наружная система

Классическая схема водоотведения частного дома – наружная. Её легко рассчитать и смонтировать даже не имея навыков в строительстве.

Как было сказано ранее, для расчета потребуется измерить периметр крыши и расстояние от земли до карниза. Для подсчета точного количества деталей конструкции, необходимо понимать из чего она состоит и правила монтажа системы.

Из чего состоит наружный водосток

Основные элементы конструкции — сливные трубы и приемные желоба. Также используются угловые элементы, отводные, соединительные и крепежные.

Для систем, в которых сливы устанавливаются по центру ската, функцию соединительных элементов могут выполнять отводные. Внешний вид деталей конструкции в зависимости от производителя системы может отличаться, но принцип у всех один:

  • соединительные – применяются для соединения деталей желоба;
  • угловые – могут быть наружными или внутренними, либо совмещёнными с отводными;
  • отводные детали предназначены для соединения желобов с приемными элементами;
  • заглушки устанавливаются по тупиковым краям желобов;
  • крепежные элементы желоба, металлические пластины которые монтируются на обрешетку;
  • крепеж для сливных труб;
  • слив — устанавливается на конце трубы отвода, необходим для регулировки направления сточных вод при открытой дренажной системе;
  • муфта и колено сливной трубы, предназначены для соединения и изменения направления.

Для того что бы правильно рассчитать необходимое количество дополнительных элементов конструкции, необходимо знать принцип сборки.

Правила монтажа конструкции к крыше и стенам дома для конкретной модели производителя водостока. Эту информацию можно найти на сайте производителя.

Пример расчета

Например, необходимо рассчитать ПВХ водосток от компании Альта Профиль. Крепления такой системы пластиковые, согласно рекомендации, должны устанавливаться на расстоянии не более 60 см.

Для расчета необходимого количества креплений, достаточно разделить общий периметр крыши в метрах на 0,6. Также потребуется посчитать количество хомутов для крепления отводных труб.

Они должны устанавливаться с шагом 180 см, значит, для правильного расчета необходимо разделить высоту дома в метрах на 0,18 и умножить на количество сливных труб которые планируется устанавливать.

Соединительные муфты и колена водостока рассчитывается в зависимости от количества поворотов и длины сливных труб. Чем выше и сложнее контур дома, тем больше потребуется соединительных элементов сливной трубы.

Калькуляторы онлайн от производителей

Для тех, кто малознаком с системой водоотведения, но хочет самостоятельно рассчитать и смонтировать водостоки, производители предлагают услуги онлайн калькуляторов расчета количества необходимых деталей.

Рассчитать количество деталей при помощи такой программы достаточно просто. Нужно ввести исходные данные:

  • длину;
  • ширину;
  • высоту;
  • ширину карнизного свеса;
  • тип (односкатная, двускатная, четырехскатная, фигурная);
  • материал фасада дома (для подсчета и выбора типа креплений хомутов сливных труб).

После того как данные введены, нажать кнопку «рассчитать». Программа произведет подсчеты и выдаст рекомендации по типу системы и количеству требуемых деталей. Все просто и удобно.

Ниже представлены ссылки на калькуляторы известных производителей систем водоотведения:

Вывод

Самостоятельный расчет водостока не так сложен, как может показаться на первый взгляд. Чтобы не допустить ошибок, нужно знать высоту дома, длину и ширину крыши, а также принимать во внимание принципы и особенности монтажа конструкции.

Для удобства и более точного проведения расчетов предпочтительнее использовать онлайн программы от производителей систем.

Полезное видео

Пример расчета водостока (RainWay) на видео ниже:

О расчёте внутренних водостоков

В Своде Правил (СП) 30.13330. 2016 «Актуализированная редакция СНиП 2.04.01–85* “Внутренний водопровод и канализация зданий”» [1] (пункты 8.7.9–8.7.11) приводятся рекомендации по расчёту внутренних водостоков зданий, в том числе и с плоскими [2] кровлями (ВВПК). Однако, как показал анализ в свете современных представлений [3], их нельзя признать достаточными для подбора элементов ВВПК, минимизирующего [4] затраты на весь их жизненный цикл (ЖЦ) в конкретных условиях.

В пункте 8.7.12 [1] рекомендуется: «Водосточные стояки… рассчитывать на гидростатическое давление при… переполнениях…», то есть они должны транспортировать дождевые стоки полным сечением. При этом в пункте 8.7.10 [1] рекомендуется: «Расчётный расход дождевых вод, приходящийся на водосточный стояк, не должен превышать величин, приведённых в табл. 7». Полностью согласиться с этой рекомендацией нельзя, так как расчёты (табл. 1) показывают, что скорости течения дождевых стоков Vр по водосточным стоякам указанных диаметров d при максимально допустимых для них расходах Qр будет различаться на 11–61 %. То есть получается так, что по непонятной причине для некоторых диаметров рекомендуемые расходы либо занижены, либо завышены. В этой связи представляется, что было бы вполне приемлемым использование для указанных диаметров больших расходов Qр (табл. 1, строка 6, столбцы 2, 3 и 5).

В пункте 8.7.9 [1] рекомендуется: «Расчётный расход дождевых вод Q [л/с], с водосборной площади следует вычислять по формулам:

для кровель с уклоном до 1,5 % включительно: Q = Fq20 /10 000, (24)

для кровель с уклоном свыше 1,5 %: Q = Fq5 /10 000, (25)

где F — водосборная площадь, м²; q20 — интенсивность дождя, л/с с 1 га (для данной местности), продолжительностью 20 минут при периоде однократного превышения расчётной интенсивности, равной одному году (принимаемая согласно СП 32.13330); q5 — интенсивность дождя, л/с с 1 га (для данной местности), продолжительностью пять минут при периоде однократного превышения расчётной интенсивности, равной одному году, вычисляемая по формуле:

где n — параметр, принимаемый согласно СП 32.13330».

В пункте 8.7.11 [1] рекомендуется: «При определении расчётной водосборной площади следует дополнительно учитывать 30 % суммарной площади вертикальных стен, примыкающих к кровле и возвышающихся над ней».

Интенсивность дождя q20 в (24) для данной местности продолжительностью 20 минут при P = 1 год для гидравлического расчёта ВВПК можно принимать по рис. 1, а для районов, которые не изучены, расчётным [5] путём.

Показатель степени n для (26) следует принимать по табл. 2.

К сожалению, в Своде Правил [1] не хватает данных для разработки алгоритмов гидравлических расчётов, минимизирующих затраты [4] на весь ЖЦ ВВПК с учётом конкретных условий.

Тем не менее, можно представить схемы расчётов ВВПК, работающих как в напорном режиме, так и в безнапорном. Для сброса посредством напорных ВВПК расчётного расхода дождевых вод Q с водосборной площади F вначале определяем необходимое количество напорных водосборных стояков Nвс.

Для этого принимаем априори их диаметр dр и, руководствуясь данными табл. 7 [1], определяем NвсQ/Qр. Затем подбираем для водосборных стояков соответствующие водосборные воронки (согласно пункту 8.7.10 [1] их пропускная способность Qвв должна указываться в паспортах на них).

Движение дождевых стоков [6] через водосточную воронку (от отверстий в её колпаке, по сливной части и патрубок в водосточный стояк и далее через гидравлический затвор в водосточный выпуск) происходит под действием собственных сил гравитации и давления слоя жидкости, накапливаемого на кровле вокруг воронки (рис. 2).

Расход Q, протекающий через воронку с патрубком, например, длиной 3–5D, связан соответствующим образом с её конструкцией и во многом зависит от высоты h слоя дождевых стоков вокруг неё:

где m — коэффициент расхода, зависящий от конструкции водосточной воронки; Ов — площадь рабочего сечения воронки, м². При длине патрубка водосточной воронки более 10–12D кольцевой водовоздушный поток 10 (рис. 2) смыкается, и в системе «водосточная воронка — водосточный стояк», как правило, возникает напорное течение жидких атмосферных осадков 9. Если дождевые стоки движутся сплошным потоком без существенного включения воздушных пузырьков или воздушных струй, то пропускная способность [м³/с]:

где Ост и H — площадь живого сечения и высота водосточного стояка, [м²] и [м], соответственно.

Коэффициент расхода при напорном режиме движения дождевых стоков во внутренних водостоках зданий с плоскими кровлями:

где Σξ — сумма коэффициентов местных гидравлических сопротивлений (табл. 3); λ — коэффициент гидравлического сопротивления трения по длине водосточного трубопровода; l — длина водосточного трубопровода, м.

При течении дождевых стоков по ВВПК (по пути: воронка → стояк → горизонтальный отводной трубопровод) в напорном режиме, наступающем при достижении критической глубины hкр [м], слоем дождевых осадков, выпадающих на кровлю здания, максимальный расход Qmax [м³/с], может быть определён по следующим формулам:

где Нп — полный напор, равный разности отметок поверхности слоя дождевых стоков на кровле и лотка горизонтального отводного трубопровода, м; S — полное сопротивление трубопровода ВВПК [м], которое определяют по формуле:

где А — удельное сопротивление трения по длине трубопровода, м·с²/л²; выбирают в зависимости от материала труб; Ам — удельное местное сопротивление, м·с²/л²; К — расходная характеристика водосточной системы, м³/с; e — гидравлический уклон трубопроводов ВВПК.

В общих случаях размеры водосточных стояков, сборных водосточных трубопроводов, гидрозатворов и водосточных выпусков следует определять посредством гидравлических расчётов по методике для напорных сетей [7].

В случае, когда требуется, чтобы полная потеря напора ΔН в (включая отверстия в колпаке водосборной воронки, водосборную воронку, водосточный стояк, примыкающий участок сборного трубопровода, гидравлический затвор и водосточный выпуск) не превышала бы располагаемый напор Н, то есть ΔН ≤ Н, сначала определяют расчётный расход жидких атмосферных осадков Qp, поступающих с расчётной площади F [м²], кровли здания в рассчитываемую водосточную воронку. Затем вычисляют полную потерю напора ΔН во всём ВВПК при расходе Qp по формулам:

Если в результате гидравлического расчёта ВВПК получается, что ΔН > Н, то производят повторный её гидравлический расчёт. При этом можно использовать несколько вариантов. В одном из них используется замена труб: на больший диаметр либо на другой материал, например, вместо чугунных труб — полимерные. В другом варианте уменьшают водосборную площадь, приходящуюся на используемую в расчётах водосборную воронку. Третий вариант предполагает комбинацию первого и второго варианта в различных сочетаниях параметров.

При гидравлических расчётах ВВПК целесообразно использовать коэффициенты запаса с целью учёта возможного увеличения гидравлического сопротивления её элементов с течением времени (из-за зарастания или коррозии внутренней поверхности воронки, водосточных труб и деталей) K3 и вероятности однократного превышения расходов K4, которые можно определить по формулам:

Практика показывает, что в гидравлических расчётах целесообразно применять приближенные значения величин К3 = 1,2 и К4 = 1,1 (для обычных) и К3 = 2 и К4 = 1,4 (для ВВПК, переполнение которых может причинить значительный материальный ущерб).

Формулы (1)–(11) распространяются в основном на гидравлический расчёт самых простых водосточных систем с одной какой-либо воронкой на стояке.

Если руководствоваться тем (пункт 8.7.10 [1]), что пропускная способность водосборной воронки Qвв известна, то можно использовать другую схему расчёта ВВПК, работающих в безнапорном режиме. Для этого вначале определяем необходимое количество Nвв водосборных воронок для пропуска расчётных расходов дождевых стоков, то есть NввQ/Qвв. После этого вычисляем расход Qвс, который должен транспортироваться самотёком по водосточному стояку, то есть Qвc ≈ 0,5Qвв. Затем по табл. 7 [1] подбираем диаметр dр безнапорных водосточных стояков. Размеры сборных водосточных трубопроводов, гидрозатворов и водосточных выпусков следует определять посредством гидравлических расчётов по методике для безнапорных канализационных сетей [7]. При этом следует также учитывать материалы (металлы/полимеры) трубных изделий, предполагаемых к использованию.

Использование в ВВПК полимерных труб [8–11] требует особого рассмотрения, так как их долговечность связана с длительностью [12] воздействия на них внутренних давлений. (Такое рассмотрение можно будет выполнить в дальнейшем на страницах журнала С.О.К.)

На этом можно было бы и остановиться. Однако… В пункте 8.7.12 Свода Правил [1] касательно расчёта внутренних водостоков акцент сделан на явлении, могущем иметь место, — так называемых «переполнениях». Однако как именно могут возникнуть переполнения, в СП на этот счёт никаких сведений не приводится.

Ранее было показано [3], что накапливаемый на плоской крыше объём Wmax дождевых вод целесообразно подразделить на четыре части (с объёмами W1, W2, W3, W4) и объём одной из них W2 принять в качестве расчётного сброса (рис. 3а и 3б) (расход для выбора типов водосборных воронок и диаметров водосточных стояков, вначале расчётных dр, а затем фактических — внутренних dв либо наружных dн). Объёмы дождевых вод других частей — W3 и W4 предложено считать в качестве аккумулирующего (рис. 3в и 3г) и аварийного (рис. 3д и 3е) расходов, соответственно. Как это следует выполнять? (Этот вопрос в случае заинтересованности научно-технической общественности можно будет рассмотреть в следующих статьях.)

В заключение следует отметить, что использование рекомендаций Свода Правил (СП) 30.13330.2016 «Актуализированной редакции СНиП 2.04.01–85* “Внутренний водопровод и канализация зданий”» совместно с рассмотренными в статье положениями могут вполне расширить возможности проектировщиков при проведении гидравлических расчётов с целью минимизации затрат на весь жизненный цикл (ЖЦ: проектирование → монтаж → эксплуатация → ремонт → утилизация) внутренних водостоков зданий и сооружений с плоскими кровлями различного назначения.

(Каким образом функциональные назначения кровель могут влиять на внутренние водостоки, целесообразно проанализировать в следующих публикациях, в случае заинтересованности научно-технической общественности.)

Читать еще:  Какая пароизоляция лучше для кровли из металлочерепицы
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector
Вид поверхности стока