Расчет ливневой канализации: разбор важных особенностей проектирования

Техническое сооружение, предназначенное для сбора и отвода дождевой (талой) воды, называется ливневая канализация. Это одна из тех важных конструкций хозяйственно-технического назначения, которые входят в число неотъемлемых элементов жилых, хозяйственных, промышленных зданий.

Важным фактором при строительстве рассматривается расчёт ливневой канализации. Возведение же системы «вслепую», грозит рисками подтопления или пересушивания ландшафтных участков, а также разрушением структуры грунта.

В представленной нами статье подробно разобраны разновидности ливневок, описаны способы их сооружения. Изложены основные принципы проектирования систем отвода атмосферной воды. Даны ценные рекомендации по сооружению.

Классификация видов «ливневок»

Практика строительства различного рода сооружений показывает применение трёх видов систем, каждая из которых отличается способами сбора и отвода продуктов атмосферных осадков:

1. На основе открытых каналов и лотков (арычная).
2. На базе закрытых колодцев и трубопроводов (закрытая).
3. На основе комбинированного решения (смешанная).

Первый проект реализуется на практике путём сооружения каналов, соединяющих водосборные лотки между собой и, в конечном итоге, отводящих собранную воду за пределы намеченной территории.

Все эти элементы ливневой канализации имеют открытое сообщение с окружающей средой. Для строительства таких  сооружений требуется относительно небольшое количество ресурсов и материалов.

Схему ливневой канализации закрытого типа следует считать более совершенной в конструкторском плане. Здесь возводят скрытые водоотводные линии, а также систему дождеприёмников – специальных промежуточных резервуаров-накопителей.

Ливневая канализация открытого типа в промышленном исполнении. Основными элементами конструкции выступают бетонные лотки, поверх которых накладываются решётчатые металлические листы. По такому же принципу строятся открытые схемы ливневок для частного домостроения

Отвод собранной воды осуществляется по сетям трубопроводов, проложенных и скрытых под землей. Как правило, выводятся собранные продукты атмосферных осадков на очистные сооружения и далее в акватории естественных водоёмов.

Третий вариант – смешанная ливневая канализация. Она сооружается на базе монтажных компонентов, предназначенных для систем как открытого, так и зарытого типа.

Проектирование смешанной ливневой канализации ведётся исходя из рациональности эксплуатации системы на отдельных участках местности. Не последнюю роль в решении выбора комбинированного варианта играет финансовая сторона его реализации.

Отдельно следует выделить арычную (лотковую) систему сбора и отвода дождевой воды. Этой схеме ливневой канализации, вместе с простой схемой её изготовления, присуща универсальность эксплуатации.

Арычная ливневая канализация имеет преимущества в том, что вместе с функцией отвода дождевой воды может исполнять роль поставщика влаги для сельскохозяйственных насаждений. Также это экономичный вариант строительства по сравнению с другими проектами

Благодаря арычной конструкции реально организовать не только вполне эффективный водоотвод продуктов атмосферных осадков. Эту же систему можно успешно применить в качестве оросительной конструкции, к примеру, для нужд приусадебного (дачного) хозяйства.

Что учитывают при расчёте?

Под каждый частный строительный объект (эксплуатируемый участок территории) проектирование индивидуальной схемы ливневой канализации является обычным делом.

Однако за основу всегда берутся решения, характерные для типовых проектов строительства ливневки. Типовые решения по умолчанию предполагают обращение к техническим расчётам, прежде чем начнётся строительство системы.

Расчёты выполняются с оглядкой на СНиП и с учётом следующих факторов, характерных для конкретной местности и объекта:

• норма осадков за год;
• свойства грунта;
• площадь объекта;
• масса отводимых вод;
• требуемая площадь стока.

Кроме сведений о массе отводимых осадков, остальную информацию можно получить через обращение в местную метеослужбу. А условное количество отводимых продуктов атмосферных осадков рассчитывается по формуле, где в качестве расчётных данных берётся площадь водосборного участка и параметр интенсивности этих осадков.

Математический вид формулы:

М = (А * 20) * S * k,

В ней соответственно:

• М – масса отводимых вод;
• А – интенсивность атмосферных осадков в течение 20 минут;
• S – водосборная площадь (для кровли ещё и + 30% общей площади стен здания);
• k – коэффициент поглощения влаги материалом объекта.

В качестве материалов объекта часто выступают кровельные покрытия (k=1); бетонные и асфальтовые сооружения (k=0,9); грунт (k=0,75); щебень, гравий (k=0,45).

Особенности проектирования системы

Отвод атмосферных осадков с кровли здания осуществляется через систему сбора дождевой воды. Это внешние линии трубопроводов-стояков, размещаемых под конечными точками приёмных желобов. В свою очередь, приёмные желоба монтируются по периметру площади кровли под нижней кромкой покрытия.

Сбор дождевой (талой) воды с площади кровли осуществляется, прежде всего, желобами. Эти элементы конструкции монтируются вдоль нижней кромки покрытия кровли и в самой нижней точке уклона примыкают к стояку. Далее по трубе вода направляется к дождевому приёмнику

На плоских кровлях сток идёт непосредственно в трубные стояки. При такой схеме сливные трубопроводы обычно монтируют вертикально внутри зданий, а их верхние раструбы выводятся на кровлю и составляют одно целое с кровельным ковром. На плоских крышах частных домов допустимо наличие одной водосточной воронки.

Если в доме применяют внутренние стояки с открытым выпуском, их конструкция должна предусматривать возможность отвода талой воды в зимнее время в систему бытовой канализации. Линия отвода обязательно делается с гидрозатвором. Исходя из расчётных данных по расходной массе воды, выбирается диаметр труб для сооружения стояка ливневой канализации.

Таблица подбора труб под стояк:

Предпочтительный материал труб внутренних водостоков – пластик, асбоцемент, чугун. Жестяные и пластиковые трубы обычно применяются для устройства внешней системы ливневой канализации.

При монтаже горизонтальных магистральных линий требуется выдерживать нормативный уклон (не менее 0,005 м и не более 0,15 м  на 1 м длины линии).

Проектами ливневой канализации для частного домостроения обычно предусматривается использование пластиковых труб под монтаж линейных магистралей. Это на самый надёжный вариант, но самый экономичный. Однако частые повреждения отдельных участков сводят на нет всю экономию

На случаи технического обслуживания необходимо предусмотреть установку ревизий и прочисток. На стояках ливневой канализации ревизии монтируют в границах нижнего этажа здания.

Для того чтобы рассчитать пропускную способность лотков линейной ливневки, нужно учесть площадь обрабатываемого объекта, величину уклона в сторону каналов и коэффициент водопоглощения, принятый для покрытия территории. Кроме этих данных потребуется еще вычислить гидравлическое сечение лотка.

Общие принципы обустройства «ливневки»

Владельцам частных домов вполне по силам собственноручно сооружать коммуникации для сбора и отвода дождевых (талых) вод. После выполнения всех расчётов и приобретения требуемых материалов, приступают к действиям по обустройству ливневой канализации.

Первым делом копают на придомовой территории траншеи для водоотводных линий, согласно намеченному плану. Подводят траншеи к точкам расположения сливных стояков (водосточных труб). Под планировку системы частного хозяйства достаточно глубины траншей 300-500 мм.

Выполняя раскопку траншей, учитывают уклон будущих трубопроводов (или лотков) в сторону центрального водосборника-накопителя. Днище готовых траншей уплотняют путём трамбовки и засыпают слоем речного песка (высотой не менее 200 мм)

На площадках под водосточными трубами копают приямки под дождеприёмники и устанавливают их. Эти элементы системы представляют собой ёмкости прямоугольной формы небольшого объёма (5-10 литров).

Для устройства смотровых и поворотных колодцев рекомендуется использовать готовые промышленные пластиковые ёмкости или делать литые из полимербетона. Первый вариант дороже, но проще в установке и обслуживании.

Выпускаемые промышленностью дождеприемники, как правило, дополняются корзинами-сборщиками крупного мусора. Природный мусор неизбежно попадает в ливневую канализацию с потоками дождевой воды.

Одна из многочисленных существующих конструкций дождеприёмников. Материал изготовления – пластик. Оптимальный выбор в рамках проектов частной недвижимости. Такие ёмкости, как правило, дополняются корзинами-фильтрами для задержки крупного мусора

Исходя из выбранной технологии сооружения ливневой канализации (открытая или закрытая), в траншеях укладывают лотки или монтируют линию из полимерных труб.

Если делается простая лотковая система слива с выводом на близлежащий газон, желательно предусмотреть риски возможного размыва почвы на участках слива. Элементы закрытого монтажа в местах стыков обязательно герметизируют.

Собранные таким образом коммуникации должны подключаться к общему резервуару-накопителю или коллектору централизованной сети.

Также следует позаботиться о сооружении фильтров-уловителей песка непосредственно перед входом в общий накопитель. И не забыть установить смотровые колодцы. Их монтаж необходим на участках магистралей длиной более 10 метров, а также в местах схемы, где образуются повороты водоотводной линии.

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.

Выводы и полезное видео по теме

Полезные видеоролики расширят ваш кругозор о назначении и монтаже ливневой канализации.

Видео #1. Ливневка в частном доме — от проекта до монтажа:

Видео #2. Промышленные технологии:

Этапы проектирования и тщательного расчёта ливневой канализации являются неотъемлемой частью строительства частных домов. Тщательно продуманный проект ливневки и точные расчёты — это долговечность строения и комфортная обстановка для его обитателей.

Хотите рассказать о том, как устроили ливневую канализацию на собственном дачном участке? Желаете сообщить полезную информацию и разместить фото по теме статьи? Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке.