Berekening van regenwaterafvoer: analyse van belangrijke ontwerpkenmerken

Een technische constructie die bedoeld is voor het verzamelen en afvoeren van regenwater (smeltwater) wordt regenwaterafvoer genoemd. Het is een van die belangrijke constructies voor huishoudelijk en technisch gebruik die tot de onmisbare elementen van woon-, utiliteits- en industriële gebouwen behoren.

Een belangrijke factor bij de bouw is de berekening van de regenwaterafvoer. Het 'blind' aanleggen van het systeem brengt risico's met zich mee van overstroming of uitdroging van landschapsdelen, en ook van vernietiging van de bodemstructuur.

In het door ons gepresenteerde artikel worden de verschillende soorten regenwaterafvoeren gedetailleerd besproken, worden de methoden voor de aanleg ervan beschreven. De basisprincipes van het ontwerpen van systemen voor atmosferische waterafvoer worden uiteengezet. Er worden waardevolle aanbevelingen voor de aanleg gegeven.

Classificatie van soorten “regenwaterafvoeren”

De praktijk van de bouw van verschillende soorten constructies toont de toepassing van drie soorten systemen, elk met verschillende methoden voor het verzamelen en afvoeren van producten van atmosferische neerslag:

1. Op basis van open kanalen en goten (grachtenstelsel).
2. Op basis van gesloten putten en leidingen (gesloten systeem).
3. Op basis van een gecombineerde oplossing (gemengd systeem).

Het eerste project wordt in de praktijk gerealiseerd door het aanleggen van kanalen die de wateropvanggoten met elkaar verbinden en die uiteindelijk het verzamelde water buiten het geplande gebied afvoeren.

Al deze elementen van de riolering voor regenwater hebben een open verbinding met de omgeving. Voor de bouw van dergelijke voorzieningen is een relatief kleine hoeveelheid middelen en materialen nodig.

Het schema van het gesloten type regenwaterriolering moet als constructief meer geavanceerd worden beschouwd. Hier worden verborgen afvoerleidingen aangelegd, evenals een systeem van regenwateropvangbakken – speciale tussentijdse reservoiropslag.

Open-type regenwaterriolering in industriële uitvoering. De belangrijkste constructie-elementen zijn betonnen goten, waarop roostervormige metalen platen worden gelegd. Volgens hetzelfde principe worden open schema's van regenwaterriolering voor particuliere woningbouw aangelegd.

De afvoer van het opgevangen water gebeurt via netwerken van pijpleidingen die onder de grond zijn aangelegd en verborgen. Gewoonlijk worden de opgevangen neerslagproducten afgevoerd naar zuiveringsinstallaties en vervolgens naar de watergebieden van natuurlijke waterlichamen.

De derde optie is een gemengde regenwaterriolering. Deze wordt gebouwd op basis van montagecomponenten die bedoeld zijn voor zowel open als gesloten systemen.

Het ontwerp van een gemengde regenwaterriolering wordt uitgevoerd op basis van de rationaliteit van de systeemexploitatie op afzonderlijke terreingedeelten. De financiële kant van de uitvoering speelt een niet onbelangrijke rol bij de beslissing voor de gecombineerde optie.

Afzonderlijk moet het arysysteem (gootsysteem) voor het opvangen en afvoeren van regenwater worden genoemd. Dit schema van regenwaterriolering, samen met de eenvoudige fabricage, kenmerkt zich door universele toepasbaarheid.

Arische regenwaterriolering heeft als voordeel dat het, naast de functie van het afvoeren van regenwater, ook kan dienen als leverancier van vocht voor landbouwgewassen. Ook is het een economische bouwoptie in vergelijking met andere projecten.

Dankzij de Arische constructie is het mogelijk om niet alleen een zeer effectieve afvoer van neerslagproducten te realiseren. Hetzelfde systeem kan ook met succes worden gebruikt als irrigatieconstructie, bijvoorbeeld voor de behoeften van een huis- (dacha) tuin.

Waar moet u rekening mee houden bij de berekening?

Voor elk particulier bouwproject (geëxploiteerd terrein) is het ontwerpen van een individuele regenwaterafvoer gebruikelijk.

Maar als basis worden altijd oplossingen genomen die kenmerkend zijn voor standaardprojecten voor de aanleg van regenwaterriolering. Standaardoplossingen gaan standaard gepaard met technische berekeningen voordat de bouw van het systeem begint.

De berekeningen worden uitgevoerd met inachtneming van SNiP (bouwvoorschriften) en rekening houdend met de volgende factoren die kenmerkend zijn voor het specifieke gebied en object:

• de jaarlijkse neerslagnorm;
• de eigenschappen van de grond;
• het oppervlak van het object;
• de massa van het af te voeren water;
• het benodigde afvoeroppervlak.

Behalve de informatie over de massa van de afgevoerde neerslag, kunt u de overige informatie verkrijgen door contact op te nemen met de plaatselijke meteorologische dienst. De voorwaardelijke hoeveelheid afgevoerde neerslagproducten wordt berekend met een formule waarbij het oppervlak van het stroomgebied en de intensiteitsparameter van deze neerslag als rekengegevens worden gebruikt.

Wiskundige vorm van de formule:

M = (A * 20) * S * k,

Daarin staat respectievelijk:

• M – massa van af te voeren water;
• A – intensiteit van neerslag gedurende 20 minuten;
• S – opvangoppervlak (voor dak ook +30% van totale muuroppervlakte van het gebouw);
• k – vochtabsorptiecoëfficiënt van het objectmateriaal.

Als objectmaterialen treden vaak dakbedekkingen (k=1) op; betonnen en asfaltconstructies (k=0,9); grond (k=0,75); steenslag, grind (k=0,45).

Kenmerken van het ontwerp van het systeem

De afvoer van neerslag van het dak van het gebouw gebeurt via een regenwateropvangsysteem. Dit zijn externe leidingen van stijgbuizen, geplaatst onder de eindpunten van de opvanggoten. De opvanggoten worden op hun beurt gemonteerd rondom de omtrek van het dakoppervlak onder de onderste rand van de bekleding.

Opvang van regen- (sneeuwsmelt)water van het dakoppervlak gebeurt voornamelijk door goten. Deze constructie-elementen worden gemonteerd langs de onderrand van de dakbedekking en sluiten aan op de stijgbuis op het laagste punt van de helling. Vervolgens wordt het water via de leiding naar de regenwaterontvanger geleid.

Op platte daken gaat de afvoer direct naar de buisvormige stijgbuizen. Bij dit schema worden de afvoerleidingen meestal verticaal in gebouwen gemonteerd, en hun bovenste trechters worden naar het dak geleid en vormen één geheel met het dakbedekkingsmembraan. Op platte daken van particuliere huizen is één regenwaterafvoertrechter toegestaan.

Als in het huis interne stijgbuizen met open uitlaat worden gebruikt, moet hun constructie voorzien in de mogelijkheid om smeltwater in de winter af te voeren naar het huishoudelijke rioleringssysteem. De afvoerleiding moet altijd worden voorzien van een waterslot. Op basis van de berekende gegevens over de waterafvoer wordt de diameter van de buizen voor de aanleg van de hemelwaterafvoerstijgbuis gekozen.

Tabel voor het kiezen van buizen voor de stijgbuis:

Het voorkeursmateriaal voor buizen van interne afvoeren is kunststof, asbestcement, gietijzer. Metalen en kunststof buizen worden doorgaans gebruikt voor het aanleggen van een extern hemelwaterafvoersysteem.

Bij het monteren van horizontale hoofdleidingen moet de voorgeschreven helling worden aangehouden (minimaal 0,005 m en maximaal 0,15 m per 1 m lengte van de leiding).

In ontwerpen van hemelwaterafvoer voor particuliere woningbouw wordt doorgaans het gebruik van kunststof buizen voor de aanleg van lineaire hoofdleidingen voorzien. Dit is niet de meest betrouwbare optie, maar wel de meest economische. Echter, frequente beschadigingen van afzonderlijke delen maken de gehele besparing teniet.

Voor onderhoudsdoeleinden moet de installatie van inspectie- en reinigingsopeningen worden voorzien. Op hemelwaterafvoerstijgbuizen worden inspectieopeningen in het kader van de onderste verdieping van het gebouw gemonteerd.

Om de doorvoercapaciteit van de goten van de lineaire regenwaterafvoer te berekenen, moet u rekening houden met de oppervlakte van het behandelde object, de hellingshoek in de richting van de kanalen en de waterabsorptiecoëfficiënt die voor de terreinbedekking is vastgesteld. Naast deze gegevens moet u ook de hydraulische doorsnede van de goot berekenen.

Algemene principes van het aanleggen van een “regenwaterafvoer”

Eigenaren van particuliere huizen zijn zeker in staat om zelf de voorzieningen voor het opvangen en afvoeren van regen- (smelt)water aan te leggen. Na het uitvoeren van alle berekeningen en het aanschaffen van de benodigde materialen, wordt begonnen met de werkzaamheden voor de aanleg van de hemelwaterafvoer.

Eerst worden er volgens het plan greppels gegraven op het eigen terrein voor afvoerleidingen. De greppels worden geleid naar de punten waar de afvoerstijgbuizen (regenpijpen) zich bevinden. Voor de aanleg van een particulier rioleringssysteem is een greppeldiepte van 300-500 mm voldoende.

Bij het graven van greppels wordt rekening gehouden met de helling van de toekomstige leidingen (of goten) richting de centrale opvangbak. De bodem van de gereedgemaakte greppels wordt verdicht door aanstampen en bedekt met een laag rivierzand (minimaal 200 mm hoog).

Op de plekken onder de regenpijpen worden kuilen gegraven voor regenwaterputten en deze worden geplaatst. Deze systeemelementen zijn rechthoekige reservoirs met een klein volume (5-10 liter).

Voor de aanleg van inspectie- en draaiputten wordt aanbevolen om kant-en-klare industriële plastic containers te gebruiken of gegoten exemplaren van polymeerbeton. De eerste optie is duurder, maar eenvoudiger te installeren en te onderhouden.

De door de industrie geproduceerde regenwaterputten zijn doorgaans voorzien van opvangmanden voor grof vuil. Natuurlijk afval komt onvermijdelijk met de regenwaterstromen in de regenwaterafvoer terecht.

Een van de vele bestaande constructies van regenwaterputten. Het materiaal is plastic. Een optimale keuze binnen projecten voor particuliere woningen. Dergelijke reservoirs worden doorgaans aangevuld met filtermanden voor het opvangen van grof vuil.

Afhankelijk van de gekozen techniek voor de aanleg van de regenwaterafvoer (open of gesloten), worden in de greppels goten geplaatst of wordt een leiding gemonteerd van polymere buizen.

Als een eenvoudig gotensysteem wordt aangelegd met afvoer naar een nabijgelegen gazon, is het wenselijk om rekening te houden met risico's van mogelijke bodemerosie op de afvoerplaatsen. Elementen van gesloten montage moeten bij de verbindingen worden afgedicht.

De op deze manier samengestelde leidingen moeten worden aangesloten op een gemeenschappelijke opvangbak of collector van het centrale netwerk.

Ook moet er worden gezorgd voor de aanleg van zandvangers direct voor de ingang van de centrale opvangbak. En vergeet niet om inspectieputten te installeren. Hun plaatsing is noodzakelijk op trajecten langer dan 10 meter, evenals op punten in het schema waar bochten in de afvoerleiding ontstaan.

Manieren om het verzamelde water af te voeren

Een serieuze opgave voor eigenaren van buitenhuizen is de afvoer van regenwater dat van het gehele terrein is verzameld.

Als er in de buurt van het huis geen centrale voorzieningen zijn, blijven er twee opties over om dit probleem op te lossen:

1. Opvang in een speciale tank met later gebruik voor irrigatie;
2. Afvoer van water uit de opvangbak naar de grond of naar natuurlijke gebieden.

De eerste optie wordt als rationeel beschouwd, op voorwaarde dat er op het terrein van het huis objecten zijn om te besproeien. In dat geval heeft u een eenvoudig apparaat (een huishoudelijk pompstation) nodig om water uit de opslagtank te pompen en vervolgens naar de te besproeien oppervlakken te brengen.

Schema voor het afvoeren van opgevangen regenwater in de grond. Een van de mogelijke schema's die beschikbaar zijn voor eigenaren van buitenhuizen. De efficiëntie qua afvoersnelheid is laag, maar gezien de toepassing op kleine oppervlakken is dit schema zeer geschikt.

De tweede optie gaat gepaard met grote moeilijkheden. Lozing in de grond is een tijdrovend proces. Hoeveel tijd nodig is voor de lozing hangt af van het vermogen van de grond om vocht op te nemen. Op verschillende reliëfgebieden kan de verzadigingscoëfficiënt van de bodem met vocht aanzienlijk verschillen.

Om het product van de regenwaterafvoer naar natuurlijke gebieden ('op het reliëf' of 'op het landschap') af te voeren, zult u een extra schema moeten implementeren. Dit schema omvat een centrale wateropvang en een systeem voor grondnabehandeling, bijvoorbeeld een filterveld.

Het schema voor lozing 'op het reliëf' of 'op het landschap' gaat gepaard met moeilijkheden bij de bouw van zuiveringsmodules. Beide opties vereisen afstemming met milieu-instanties.

Meestal moet de eigenaar van het onroerend goed (perceel) voor het onderwerp van afstemming een beroep doen op de volgende organisaties:

1. Departement Natuurtoezicht.
2. Directie Visserij.
3. Directie Consumententoezicht.
4. Stroomgebiedsbeheer.
5. Centrum voor Hydrometeorologie.

Onder het onderwerp van afstemming wordt verstaan het "Project van normen die de lozingsprocedure kenmerken". Op basis van een dergelijk project wordt een vergunning afgegeven die lozing van verontreinigingen 'op het landschap' of 'op het reliëf' toestaat, en wordt er een besluit genomen over het verstrekken van een waterobject.

Afvoer van water uit de regenwaterafvoer 'op het terrein' of 'op het landschap'. Dergelijke schema's worden op geen enkele manier gereguleerd door SNiP-documenten.

Het op illegale wijze realiseren van dergelijke opties brengt het risico van hoge boetes met zich mee, en legale afvoer vereist goedkeuring van de overheid.

Projecten voor particulier vastgoed omvatten traditioneel naast de regenwaterafvoer ook andere communicatienetwerken. De huishoudelijke riolering en drainagesysteem maken ook deel uit van de huishoudelijke communicatie. Het werkingsprincipe verschilt weinig van dat van de regenwaterafvoer, waarin eigenaren van particuliere huizen vaak een mogelijkheid zien om deze netwerken te gebruiken.

Het combineren van de regenwaterafvoer met de huishoudelijke rioleringsafvoer is echter verboden door SNiP. Het verbod op het combineren van verschillende soorten riolering is gebaseerd op voor de hand liggende factoren.

Zo wordt, onder voorwaarde van het lozen van regenwater in de huishoudelijke riolering en rekening houdend met de hoge intensiteit van neerslag, het normale niveau van de rioolafvoer meerdere malen overschat.

Het onderlopen van werkputten leidt tot verstopping van de huishoudelijke en fecale afvoer. Modderafzettingen en natuurlijk afval stromen het huishoudelijke rioolstelsel binnen. Als gevolg daarvan zullen de bouwers van de constructie na een volgende regenbui het systeem moeten reinigen.

Het samenvoegen van de regenwaterafvoer met de rioolhoofdleiding dreigt een betreurenswaardig resultaat op te leveren. Overstroming van het afvoersysteem als gevolg van overschrijding van de berekende belastingen leidt tot onderlopen van de fundering van het gebouw.

Frequente overstromingen verstoren de structuur van de grond, wat leidt tot verplaatsing van funderingsblokken, ondermijning van de basis onder de monolithische constructie, en kan op den duur leiden tot instorting van het gebouw.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Nuttige video's verbreden uw kennis over het doel en de installatie van regenwaterafvoer.

Video #1. Regenwaterafvoer in een particulier huis – van ontwerp tot installatie:

Video #2. Industriële technologieën:

De fasen van ontwerp en nauwkeurige berekening van de regenwaterafvoer zijn een integraal onderdeel van de bouw van particuliere huizen. Een zorgvuldig doordacht ontwerp en precieze berekeningen zijn de duurzaamheid van het gebouw en een comfortabele omgeving voor de bewoners.

Wilt u vertellen over hoe u de regenwaterafvoer op uw eigen perceel heeft aangelegd? Wenst u nuttige informatie te delen en foto's over het onderwerp van het artikel te plaatsen? Schrijf dan uw opmerkingen in het onderstaande blok.