wymiarowanie kanalizacji deszczowej z dachu
PN EN 12053-3
DIN 1986
Różnice w wymiarowaniu przelewów awaryjnych z dachów według norm EN 12056-3, DIN 12056 i DIN 1986 dotyczą kilku kluczowych aspektów:
DIN 1986: Uwzględnia obciążenia wodą, w tym efekt tzw. leja zlewowego, co jest istotne przy projektowaniu dachów o konstrukcji lekkiej2.
Algorytmy obliczeniowe:
EN 12056-3: Norma ta zaleca stosowanie przelewów awaryjnych, ale nie precyzuje szczegółowych algorytmów obliczeniowych1.
DIN 1986: W Niemczech, mimo obowiązywania EN 12056-3, wprowadzono krajowe przepisy (np. KOSTRA-Karte), które dokładnie określają algorytmy obliczeń dla odwodnienia głównego i awaryjnego1.
Przepustowość przelewów:
EN 12056-3: Nie podaje szczegółowych wymagań dotyczących przepustowości przelewów1.
DIN 1986: Wymaga, aby przelewy awaryjne miały odpowiednią przepustowość, która jest dokładnie określona w przepisach krajowych1.
Rodzaje przelewów:
EN 12056-3: Zaleca stosowanie przelewów przez attykę oraz wpustów dachowych1.
DIN 1986: Preferuje stosowanie wpustów dachowych, które mają wyższą przepustowość w porównaniu do przelewów przez attykę1.
Obciążenia wodą:
EN 12056-3: Nie określa szczegółowo, jak obliczać obciążenia wodą na dachach1.
cyt
… wyznaczeniem ilości wody, jaka jest w stanie nagromadzić się na dachu wielkopowierzchniowej hali w trakcie trwania intensywnych opadów. Metodykę obliczenia natężenia deszczu przyjmuje projektant instalacji
w uzgodnieniu z inwestorem lub gestorem sieci deszczowej. Większość projektantów instalacji korzysta w tym celu z metody Błaszczyka [S4]. Standardem jest przyjmowanie natężenia deszczu, obliczonego wg równania Błaszczyka [Kotowski A., Kaźmierczak B., Dancewicz A., Modelowanie opadów do wymiarowania kanalizacji, Polska Akademia Nauk, Komitet Inżynierii
Lądowej i Wodnej, Instytut Podstawowych Problemów Techniki, Warszawa 2010.], dla 15-minutowego deszczu obliczeniowego o częstotliwości powtarzania się raz na pięć lat c = 5, tj. dla prawdopodobieństwa p = 20% jako wartość q = 131,4 dm³/s·ha (miarodajne natężenie deszczu). Przy założeniu kompletnie niedrożnego systemu odwadniającego, po 15 minutach opadów deszczu o takiej intensywności na jednym metrze kwadratowym dachu zbierze się 11,8 mm słupa wody, co odpowiada ciężarowi równemu 11,8 kg/m² Dalsze stosowanie modelu Błaszczyka, jako standardu, wpływa na zmniejszenie bezpieczeństwa projektowanych i modernizowanych systemów odwodnienia w Polsce [Licznar P., Zaleski J., redaktorzy. Metodyka opracowania Polskiego Atlasu Natężenia Deszczów (PANDa). Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej – – Państwowy Instytut Badawczy; 2020. (Licznar P., Zaleski J.,Seria publikacji naukowo-badawczych IMGW-PIB).], co przekłada się także na bezpieczeństwo użytkowania hal wielkopowierzchniowych. Nieaktualność modelu Błaszczyka wynika przede wszystkim ze zmian rozkładów w czasie i przestrzeni ilości opadów, których głównym czynnikiem są silne zmiany klimatyczne [9]. W Niemczech znaczenie tego zagadnienia zostało zauważone trzydzieści lat temu, a jego rozwiązaniem jest aktualizowany systematycznie ogólnokrajowy atlas opadowy KOSTRA (niem. KOordinierte STarkniederschlags-Regionalisierungs-Auswertungen). W Polsce standard ten został osiągnięty w ramach opracowania Polskiego Atlasu Natężeń Deszczów (PANDa), zapewnia on cyfrową platformę zawierającą informacje o natężeniach deszczów miarodajnych dla wszystkich miast w Polsce. Traktując jak poprzednio, jako punkt odniesienia 15-minutowy opad deszczu o prawdopodobieństwie wystąpienia p = 20% (c = 5 lat), miarodajne natężenie deszczu q będzie równe 169,89 dm³/s·ha (rys. 2). Przy założeniu kompletnie niedrożnego systemu odwadniającego, po 15 minutach opadów deszczu o takiej intensywności na jednym metrze kwadratowym dachu zbierze się 15,3 mm słupa wody, co odpowiada ciężarowi 15,3 kg/m².
Przedstawione powyżej dane liczbowe wyraźnie wskazują, że takie dodatkowe obciążenie stanowiłoby ponad 4-krotne przekroczenie zapasu obliczeniowego, omawianego w niniejszym punkcie opinii dla kratownicy stalowej, oraz ok. 60% wybranie zapasu w przypadku dźwigara strunobetonowego.
Stosując model PANDa do wyznaczenia czasu trwania intensywnych opadów jakie, przy całkowicie niedrożnej instalacji odwodnieniowej, spowodowałoby wybranie omawianego pełnego zapasu kratownicy stalowej (3,7 kg/m²) otrzymano wartość poniżej 5 minut. Postępując analogicznie w przypadku dźwigara strunobetonowego, pełne wybranie omawianego zapasu (24,3 kg/m²) uzyskano by po upływie ponad 60 minut.
Zamodelowana została jedna zlewnia dachu wielkopowierzchniowego o parametrach przedstawionych we wcześniejszych postach.
W SWMM założono geometrię w końcowej fazie ugięcia konstrukcji jako 75% ugięcia z wcześniejszych modeli – dodaliśmy trochę sztywności, aby wyniki były jak najbardziej zbliżone do warunków w istniejących halach wielkopowierzchniowych z dźwigarem stalowym 24 m.
Deszcz trwa tylko 5 minut, ale poziom wody nadal rośnie przez pewien czas po jego zakończeniu.
Na filmie równolegle do wyników z SWMM przedstawiono mapę głębokości wody oraz schemat ugięć wykonany w programie RFEM.
📌 Wnioski:
✔ Przelew awaryjny o szerokości 2 m praktycznie nie działa.
✔ Maksymalna głębokość wody to 175 mm (przy zadanej sztywności, która jest o 50% większa od wystarczającej do spełnienia warunków normowych).
✔ Odwodnienie podstawowe o przepustowości 300 l/s, rozłożone równomiernie – wpust na przęśle 24 m odprowadza wodę z maksymalną wydajnością przez 25 minut po zakończeniu opadu.
✔ Pozostałe wpusty działają nieefektywnie.
cykl wpisów na linkedIn (autor Krzysztof Kozieł • Projektant w Optimal Design of Structures ) – artykuł IN
1. link
2. link
3. link
4. link
5. link
6. link