Расчет ливневой канализации: пример с расчетом диаметра и уклоном труб

Вводные понятия

Расчет ливневой канализации не всегда требует помощи профессионалов, все можно сделать своими руками, особенно, если требуется водоотвод для дождевых вод не промышленного, а бытового масштаба. Рассмотрев пример расчета, позволительно сооружать конструкции для предприятия, собственных частных строений, а также создания ливневок на других территориях.

Методика просчета затрагивает:

• данные ландшафтных, геологических особенностей площадки,
• строительную специфику сооружений,
• расположение инженерных коммуникаций,
• средний показатель выпадения осадков;
• материалы, которые будут использоваться для сооружения конструкций.

Продумывая ливневку для предприятия, необходимо также учитывать проходимость, площадь территории, наличие подъездных пандусов и прочих конструкций. Общее обустройство системы водоотведения проводится сразу после определения нужных параметров ливневки.

Особенности проектирования канализации

Чтобы правильно создать исполнительный план-чертеж коллектора (проект канализации) и просчитать количество и диаметр комплектующих, необходимо досконально подойти к получению ответов на следующие вопросы:

• Куда по стояку будут отводиться стоки из дома от водопровода, унитаза и других точек потребления воды. Вариантов два — централизованная канализация (здесь необходимо получить исполнительный акт о врезке в систему от контролирующих органов) или отвод стоков в септик.
• Каков объем стоков за сутки будет перерабатывать коммуникация. Для этого необходимо подсчитать количество постоянно проживающих человек в доме и умножить это число на 200. Именно 200 литров принято за пример и норму водопотребления на одного человека в сутки согласно СНиП.
• Также стоит учесть особенности грунта на участке, его рельеф и глубину промерзания грунта для оптимальной укладки наружного трубопровода.

Основные правила обустройства ливневой канализации

Принцип построения ливневой канализации состоит в создании системы трубопроводов, обеспечивающих транспортировку и сброс дождевой воды в заранее определенные участки сброса. Ими могут служить:

• канализационная система общего назначения;
• очистные сооружения;
• водоемы;
• овраги, понижения рельефа.

Как правило, ливневая канализация строится для работы в самотечном режиме. Это оправдано как экономически, так и технологически. Безнапорная система не требует подключения к сетям электропитания и постоянного обслуживания. Размер ее зависит от площади и конфигурации обслуживаемого участка. Правила создания дождевой канализации предписывают соблюдать следующие требования:

• использование ливневой канализации для отведения бытовых или промышленных стоков запрещается;
• точка сброса стоков должна быть согласована с СЭС и водоохранными организациями;
• разрешается направлять дождевые поверхностные стоки с участков частных домов в магистральные линии централизованной канализационной системы без предварительной подготовки;
• в городских условиях плотной застройки ливневая канализация должна создаваться в закрытом варианте конструкции. Для дачных или коттеджных поселков допускается создание открытой ливневой канализации.

Основными задачами являются создание самотечной сети трубопроводов или желобов, способных принять и переместить дождевые воды. Их количество определяется по максимальному значению величины осадков в данной местности, полученному по результатам многолетних измерений.

Основные формулы применяемые по СНиП

Как правильно провести расчет регулирующей емкости для ливневой канализации, для этих целей рекомендуем использовать нормативный регламент, где приведена стандартная математическая формула расчёта. Для расчёта используем эту формулу:

Теперь подробно разберёмся со значением каждой позиции формулы для уклона ливневой канализации на 1 метр по СНИП.

• q20- параметр расчётный, определяющий интенсивность дождя в течение 20 минут появления природных осадков.
• Ψ- коэффициентная величина влияния влаги для определённой категории покрытия.
• F- фиксированная площадь поверхности. Измерение производится в квадратных метрах, или га.

В этом расчёте следует учитывать, что величина Ψ имеет непостоянный характер.

• Для любой кровли здания используется коэффициентный показатель К=1,0.
• Для асфальтного покрытия, применяем показатель К=0,95.
• Для материала бетона используем данные К=0,85.
• Для щебня и прочих сыпучих материалов, а также для грунта, используем коэффициент К=0,4.

Далее, в расчётной комбинации обязательно применяется поправка, которая указывает на определённые характеристики.

Коэффициентный параметр β определяется по специальной таблице, которая указана в действующем СНиП.

Далее в таблице имеется значение n- которое также имеет ряд характерностей. Ниже приведена таблица применения по регионам указанного коэффициента

Для того чтобы провести расчет сечения лотка ливневой канализации, местности с уклоном в 1-3см на 1 погонный метр измеряемой длины, тогда коэффициент β, который используется в таблице потребуется незначительно увеличить на 15%. Если имеют все факты большого уклона местности, тогда данный параметр принимается по всем текущим расчётам равным 1.

Вариант расчёта

Попробуем привести конкретный пример расчёта ливневой канализации. Берём для примера, частный дом, который расположен где-нибудь в Московской области, при этом общая площадь кровли будет 100 м 2 (0,01 га). Мы высчитываем параметры водосточной трубы.

• Карта интенсивности осадков для конкретного региона указывает, что q20 составляет примерно 80 лс. Теперь берём для расчёта показатель поглощения влаги кровлей, который равен 1. Имея эти данные, получаем примерное вычисление первичного типа: Qr =80·0,01 = 0,8 л/с.
• Теперь берём расчет уклона кровли в данном доме. Он превышает значения 0,03 (3 см на 1 м), в данном случае общий параметр коэффициента заполнения составит 1, и в этом случае вычисление будет иметь данный вид: Q = Qr = 0,8 л/с
• Далее, мы знаем показатель расхода жидкости для конкретного объекта. Производим вычисление общего диаметра ливнёвки, а также можем произвести расчет требуемого уклона для всей ситочной системы. В данном случае нам потребуется один официальный справочник под авторством Я. Добромыслова «Таблицы для гидравлических расчётов трубопроводов из полимерных материалов. Безнапорные трубопроводы». Ищем в данном справочнике требуемый показатель значения 0,8 л/с.

В итоге мы можем смело утверждать, что нам подойдут следующие технологические элементы для ливнёвки:

• Ведомый диаметр 50мм, уклон составит 0,03.
• Известный диаметр 63мм, используем уклон 0,02.
• Берём диаметр от 75мм и выше — используем параметр уклона 0,01.

Оперируя данными, вы можете точно произвести требуемое вычисление для всей ливневой канализации. Помните, что для каждого региона используется свой показатель расчёта интенсивности осадков, и это важный момент при расчёте действенной ливневой канализационной системы.

Заключение

В процессе расчёта необходимо также учитывать дополнительные факторы, которые влияют на эксплуатационные характеристики всей системы водоотведения. В качестве таковых факторов учитывают — материал системы, глубина, используемая для прокладки системы, монтаж общих стояков, расположение охранной зоны. Все работы должны осуществляться в строгом соответствии с санитарными нормами и требованиями надзорных ведомств.

Охранная зона

В СНиП предусмотрена организация «охранных зон» в близкой удаленности от ливневки. Запомните, что от объекта строительства, сада, парка, свалки, парковки к канализации должно быть не меньше 3 м.

Проектирование — это важнейший этап всей системы обустройства и расчета труб для ливневой канализации независимо от типа строения.

Здесь собраны основные формулы, которые пригодятся при проведении расчетов и умельцу, и новичку. Но этот метод могут оказаться ложным, если присутствуют специфические условия монтажа (рН воды, кислотность почвы, количество изгибов и поворотов по всей длине канализации). Самое верное решение – доверить работу специалистам, которые в ходе гидравлического расчета ливневой канализации на примере просчитывают каждую мелочь. Этот вариант отличается эффективностью и экономичностью.

Можете ли вы представить благоустроенную территорию без ливневой канализации? Во что бы тогда превратился двор из-за сильного дождя или грозы? Перед домом стояло бы озеро, а наружная отделка вследствие воздействия воды в скором времени бы испортилась, не оставляя других вариантов, кроме как выполнить капитальный ремонт фасада дома и прилегающей территории.

Многие задают вопрос о том, почему городские водостоки не справляются с отводом воды, и весь населенный пункт превращается в настоящее полынье. Пренебрегая рекомендациями по расчету водоотводов в индивидуальном жилом строительстве, человек восполняет один из факторов, способствующий неправильному функционированию всей водосточной центральной системы. Дальше на местах основных узлов недобросовестные мастера, стараясь сэкономить, пренебрегают тем же, подвергая риску незамедлительного сбоя в работе всей городской сети. Потому и образуются пробки, засоры, низкая пропускная способность системы, подтопление.

Понимание того, что расчет канализации — важный фактор, и без его восполнения не обойтись, избавит от ряда распространенных проблем. Главное — делать все правильно, и канализация будет исправно работать.

голоса

Рейтинг статьи

Способы отвода собранной воды

Серьёзной задачей для собственников загородной недвижимости является отвод дождевой воды, собранной с общей площади участка.

Если поблизости с домом нет централизованных коммуникаций, для решения такой задачи остаются два варианта:

1. Сбор в специальный резервуар с последующим использованием для полива;
2. Отвод воды из накопителя в грунт или в естественные природные зоны.

Первый вариант считается рациональным при условии наличия на территории дома объектов для полива. В этом случае понадобится несложное приспособление (бытовая насосная станция) для откачки воды из накопительного резервуара с последующей её подачей на поливные площади.

Схема отвода собираемой дождевой воды в грунт. Одна из тех возможных к применению схем, которые доступны собственникам загородных домов. Эффективность по скорости отвода низкая, но с учётом применения на малых площадях, эта схема вполне подходит

Второй вариант сопровождается большими трудностями. Вывод в грунт – процесс длительный по времени. Сколько времени потребуется на вывод, зависит от способностей грунта впитывать влагу. На разных рельефных участках коэффициент насыщения грунтов влагой может отличаться существенно.

Чтобы отводить продукт ливневой канализации в естественные природные зоны («на рельеф» или «на ландшафт»), придётся реализовать дополнительную схему. Эта схема включает в себя центральный водосборник и систему грунтовой доочистки, к примеру, поле фильтрации.

Схема вывода «на рельеф» или «на ландшафт» сопровождается сложностями сооружения очистных модулей. Оба варианта требуют согласования с природоохранными ведомствами.

Обычно с предметом согласования владельцу недвижимости (участка) приходится обращаться в следующие организации:

1. Департамент природного надзора.
2. Управление рыболовства.
3. Управление потребительского надзора.
4. Бассейно-водное управление.
5. ЦГМС.

Под предметом согласования подразумевается «Проект нормативов, характеризующих процедуру сброса». На основании такого проекта выдаётся разрешение, допускающее сброс загрязнений «на ландшафт» или «на рельеф», а также выносится решение о предоставлении водного объекта.

Сброс воды из ливневой канализации «на рельеф» или «на ландшафт». Подобные схемы никак не регламентируются документами СНиП.

Реализация таких вариантов незаконным путём сопряжена с риском высоких штрафов, а легальный сброс требует согласования с органами власти.

Проекты частной недвижимости традиционно включают наряду с ливневой канализацией другие коммуникационные сети. Бытовая канализация и дренажная система тоже являются частью бытовых коммуникаций. Принцип их действия мало отличается от функционирования ливневки, в чём владельцы частных домов нередко усматривают возможность использования этих сетей.

Между тем совмещение ливневой канализации с бытовой канализационной схемой отвода стоков запрещается СНиП. Запрет на совмещение разных видов канализации обусловлен факторами очевидными.

Так, при условии вывода дождевой воды в бытовую канализацию и с учётом высокой интенсивности атмосферных осадков, нормальный уровень канализационных стоков завышается в несколько раз.

Подтопление рабочих колодцев приводит к блокировке хозяйственно-фекальных стоков. Грязевые отложения, природный мусор устремляются в систему бытовой канализации. В результате после очередного ливня устроителям сооружения придётся заниматься чисткой системы.

Объединение ливневки с канализационной магистралью грозит обернуться плачевным результатом. Переполнение системы водоотведения по причине нарушения расчётных нагрузок приводит к подтоплению фундамента здания.

Частые подтопления нарушают структуру грунта, что становится причиной смещения фундаментных блоков, подмыва основания под монолитной конструкцией, а в дальнейшем может привести к разрушению здания.

Основные аспекты расчетов, пример

Первый этап сооружения канализации для оттока дождевых вод с территории предприятия, участков включает определение наибольшего объема вод, с которыми конструкции придется справляться.

Для облегчения расчетов, стоит воспользоваться приведенной таблицей, где указаны виды материалов и показатели водопоглощения:

• кровля – 1.0;
• асфальтобетон – 0,95;
• цементобетон – 0,85;
• щебень – 0,4;
• щебень с битумом – 0,6.

Прочие показатели интенсивности впитывания дождевых вод можно найти в СНиП, но стоит принимать во внимание значения для определенной местности. После того, как пример расчета покажет точные характеристики, обязательные для системы, предстоит просмотреть и выбрать сечение труб

Снова все зависит от объема потоков дождевых вод, однако, за пример можно взять следующие таблицы:

После того, как пример расчета покажет точные характеристики, обязательные для системы, предстоит просмотреть и выбрать сечение труб. Снова все зависит от объема потоков дождевых вод, однако, за пример можно взять следующие таблицы:

Расчет ливневых стоков требует внимания к расположению уклона. Если трубы берутся с сечением до 0,2 м, показатель примерно эквивалентен 0,007 м. Диаметр труб для системы отвода дождевых, талых вод с территории предприятия или загородного дома, показателем не более 0,15 м требует уклона не менее 0,008 м.

Как показывает пример формулы расчета, уклон не будет слишком неровным, а на коротких участках трубопровода можно не делать уклон, если рельеф местности не позволяет выполнить даже минимального снижения уровня.

Анализ данных требований подсказывает, что на уклон оказывает воздействие шероховатость, поэтому при серьезном уровне данного показателя, придется обустраивать достаточный угол. Также влияет размер сечения труб (их нужно выбирать по показателю объема выпадающих дождевых вод): чем больше сечение, тем меньший уклон нужно делать.

А чтобы все формулы были как можно более понятны, просмотрите пример расчетов. За параметры по умолчанию принимаются:

• участок в 15 соток (1500 м2);
• расположение на участке газонов и клумб, занимающих 300 м2.

Итак, газон и клумбы уже будут впитывать потоки дождевых вод, только если участок не имеет серьезного наклона

Расчеты водоотводящей конструкции берет во внимание коэффициент водопоглощения: кровля обладает более внушительным показателем чем земля, поэтому 300 м2 не включаются в расчеты

Определение объема воды, поступающей на 1200 м2 также будет по стандартным показателям – максимально 25л/1м2 час. Получается, что на 1200 м2 выпадает примерно 30м3. Цифра в примере определяет величину объема дождевых вод, которые придется отводить, поэтому труба с сечением 110 мм и уклоном в 10 мм на 100 см не совсем подходит. Пропускная способность трубы составит не более 6,19 л/сек или 22200 л/час, а вот труба диаметром в 160 мм при том же расчете уклона, будет идеальной.

Простой пример расчетов отвода дождевых потоков с территории, кровли показывает, что все можно сделать самостоятельно. Но не стоит забывать про некоторое количество лотков для ливневки. Также для обустройства дренажного трубопровода на ровных площадях иногда требуется гидравлический насос, обеспечивающий быстрое отведение потоков из лотков, а также транспортировку воды по трубопроводу.

https://youtube.com/watch?v=YGnNGMJSi5o

Практические советы для монтажа ливневки

1. Выбор материала трубопровода. В СНиПе допускается монтаж изделий из асбестоцемента, пластика, стали. Наиболее экономичный вариант, с которым мы работаем редко, асбестоцемент. Материал характеризуется большой массой (вес одного метра – около 4 кг), повышенной хрупкостью. Трубы из стали по весу легче предыдущего аналога, однако быстро покрываются коррозийным налетом. По этой причине ПВХ используется чаще, совмещает в себе удобный и быстрый монтаж, пролонгированный эксплуатационный срок, небольшой вес.
2. Закладочная глубина. Трубы мы располагаем оптимально, ниже уровня замерзания почвы, но выше нахождения грунтовых вод. Выбор этого параметра зависит от типа местности: допускается монтаж трубопровода на расстоянии до 70 см от поверхности.
3. Сборка стояка. Сам процесс отвода воды происходит за счет стояка. Под ним располагаются дождевые приемники линейного либо точечного типа. Отвод воды крепится к стене вертикально. Мы используем для надежного сцепления изделия со стеновой поверхностью строительные хомуты. Крепление выполняется с определенным интервалом. Определить его можно с учетом материала трубопровода. Хомуты для пластиковых изделий устанавливаются через каждые 2 м. Для стальных труб интервал меньший – 1,5 м.
4. Охранная территория. Обустройство охранного участка осуществляется согласно СНиП. Эта зона пролегает вблизи ливневого стока. Запрещается по государственным стандартам строить здания, организовывать место хранения мусора, высаживать деревья на расстоянии не меньше 3-х метров от трубопровода.

Механическая очистка

В отличии от технологии биологического очищения канализационных сточных вод, технология механической очистки не предполагает использование активных микроорганизмов и бактерий. Сооружение, работающее по технологии механического очищения сточных вод показано на фото ниже:

Необходимо обратить внимание, что согласно действующим нормативам, канализационная система, работающая по технологии механического очищения, должна справляться с объемом стоков с расчетом до 70% всего годового объема. Как правило, канализационные сооружения, функционирующие по технологии механической очистки, в частном домостроении не используются. Во-первых, цена таких сооружений делает не рациональным их применение для очистки ливневых стоков от дома

Во-вторых, из-за своих размеров такие сооружения занимают достаточно значительную площадь, что не желательно при обустройстве свободной территории вокруг дома. Габаритные по своим размерам системы очистки показаны на фото:

Во-первых, цена таких сооружений делает не рациональным их применение для очистки ливневых стоков от дома. Во-вторых, из-за своих размеров такие сооружения занимают достаточно значительную площадь, что не желательно при обустройстве свободной территории вокруг дома. Габаритные по своим размерам системы очистки показаны на фото:

Как правило, канализационные сооружения, функционирующие по технологии механической очистки, в частном домостроении не используются. Во-первых, цена таких сооружений делает не рациональным их применение для очистки ливневых стоков от дома. Во-вторых, из-за своих размеров такие сооружения занимают достаточно значительную площадь, что не желательно при обустройстве свободной территории вокруг дома. Габаритные по своим размерам системы очистки показаны на фото:

Пример расчета ливневой канализации

Некоторые проектировщики не вдаются в детали расчета ливневой канализации, оперируя рекомендуемыми значениями диаметров труб, которые указаны в СНиП. Для безнапорных сетей в качестве водоотвода обычно используют трубопровод диаметром 200-250 мм. Именно такой размер гарантирует оптимальную скорость движения поверхностных стоков в случае интенсивных осадков.Вместе с тем правильно выполненный расчет способствует более целесообразному распоряжению бюджетом, поскольку для нормальной функциональности ливневой сетимогут подойти трубы меньшего диаметра.

Расчет диаметра трубы позволяет уменьшить затраты без ущерба для функциональности системы

В качестве примера рассчитаем параметры водосточной трубы для крыши частного дома площадью 100 м² (0,01 га), расположенного в одном из населенных пунктов Московской области:

1. Согласно карте интенсивности дождя параметр q20 для Москвы и близлежащих районов составляет 80 л/с. Коэффициент поглощения влаги для кровли равен 1. Исходя из этих данных, рассчитываем расход дождевых вод:

Qr =80·0,01 = 0,8 л/с

1. Поскольку уклон кровли в частном доме, как правило, существенно превышает показатель 0,03 (3 см на 1 м), коэффициент заполнения свободной емкости во время напорного режима принимаем равным 1. Таким образом:

Q = Qr = 0,8 л/с

1. Зная показатель расхода дождевой воды, можно не только произвести расчет диаметра ливневой канализации, но и определить необходимый уклон стока. Для этого воспользуемся справочником А.Я. Добромыслова «Таблицы для гидравлических расчетов трубопроводов из полимерных материалов. Безнапорные трубопроводы». Согласно расчетным данным, которые представлены в таблицах, для показателя расхода 0,8 л/с подойдут трубы с такими параметрами:

• диаметр 50 мм, уклон 0,03;
• диаметр 63 мм, уклон 0,02;
• диаметр 75 мм (и выше), уклон 0,01.

Уклон трубы обратно пропорционален ее диаметру

1. Материал трубопровода.

СНиП допускает использование труб из асбестоцемента, стали и пластика (ПВХ). Асбестоцементный трубопровод, хоть и является экономичным вариантов, сегодня применяется достаточно редко из-за хрупкости материала и большого веса (1 метр 100-миллиметровой трубы весит 24 кг). Стальные трубы значительно легче асбестовых, тем не менее они склонны к коррозии. Поэтому дляливневок чаще всего используютсятрубы из ПВХ, которые совмещают в себе малый вес, простоту монтажа и длительный срок эксплуатации.

1. Глубина прокладки подземной части.

Оптимальное расположение трубы – ниже уровня промерзания грунта и выше уровня грунтовых вод. Поскольку не каждая местность позволяет соблюсти данное условие, допускается прокладка трубопровода на небольшой глубине, однако не ближе 70 см к поверхности.

1. Монтаж стояков.

Отвод дождевой воды с крыши осуществляется посредством стояков, под которыми размещаются точечные или линейные дождеприемники. Вертикальные водоотводы крепятся к стене с помощью хомутов. Расчет интервала крепления стояков ливневой канализации выполняется с учетом материала трубы. Для ПВХ хомуты размещаются с интервалом 2 м, для стали – 1-1,5 м.

1. Охранная зона.

СНиП предусматривает организацию так называемых охранных зон вблизи расположения ливневой сети. На расстоянии менее 3 м от трубопровода запрещено возводить строительные объекты, сажать кусты и деревья, устраивать свалку мусора, обустраивать парковочное место.

Типовая схема ливневки частного дома

Проектирование системы отвода дождевой воды является важным этапом строительства жилого дома или промышленной площадки. В данной статье приведены формулы для грубого расчета диаметра трубопровода, поскольку они не учитывают такие параметры, как трение воды о внутреннюю поверхность трубы, количество изгибов и соединений в системе и др. Для более точного расчета ливневой канализации существуют специальные программы, которые можно найти в интернете. Однако самый верный метод – доверить проектирование специалистам, которые учтут все нюансы и предложат наиболее эффективный и экономически выгодный вариант.

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.

Для удобства проведения расчетов, удобнее всего схематично изобразить крышу дома и расположение всех элементов водостока на листке бумаги. Обозначить все известные размеры будущей конструкции.

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.