Systemy odwodnień – odprowadzenie wody deszczowej z dachu płaskiego

Dachy płaskie mogą być odwadniane podciśnieniowo bądź grawitacyjnie – za pomocą rynien lub wpustów dachowych. Wybór sposobu odprowadzania wody deszczowej zazwyczaj wynika z decyzji projektanta, czasem jednak wymusza go samo ukształtowanie dachu i rodzaj budynku.

Odprowadzenie wody z dachu

Jeżeli odwadniana połać ma mniej niż 40 m2 lub mamy do czynienia z niewielką wysokością pionu (na przykład1 m) przy dużej odwadnianej połaci (na przykład 300 m2), wtedy nie ma możliwości podciśnieniowego odprowadzenia wody.

Ograniczeniem dla grawitacyjnego odwodnienia przy użyciu wpustów jest wielkość odwadnianej powierzchni przypadającej na jeden wpust – nie może być ona większa niż 300-350 m2.

Grawitacyjne odwodnienie przy użyciu rynien jest kłopotliwe, w przypadku gdy budynek jest wysoki (ma na przykład ponad 20 m), a powierzchnia dachu przekracza 3000 m2. Na rynku dostępne są wprawdzie systemy rynnowe przeznaczone do dużych obiektów (między innymi Stormflo firmy Marley, w którym rynna ma przekrój 200 mm, a rura spustowa 160 mm), ale ich liczba i kolorystyka są dość ograniczone.

Odprowadzenie wody deszczowej – systemy podciśnieniowego odwadniania

System odprowadzenia wody deszczowej z dachu obejmuje wpusty, rury, kształtki (redukcje, kolana, trójniki, czyszczaki) oraz system zawieszeniowy (obejmy, profil montażowy, uchwyty do podwieszenia profilu do konstrukcji budynku, uchwyty do zawieszenia rur pod profilem). Jego elementy wykonuje się z PVC lub HDPE. W systemach odwodnień z HDPE dostępne średnice to: 40, 50, 56, 63, 75, 90, 110, 125, 160, 200, 250, 316 mm. W instalacjach wykonanych z PVC nie są dostępne dwa ostatnie wymiary.

Dobór średnic dokonywany jest przez dostawcę systemu. Jemu też należy zgłaszać wszelkie zmiany odnośnie projektu, wynikające z kolizji, na przykład z instalacją wentylacyjną – może się bowiem okazać, że ominięcie przeszkody spowoduje zwiększenie średnicy przewodu. System odwodnienia powinno się montować w temperaturach powyżej 5°C. Rury z PVC, po wcześniejszym oczyszczeniu i odtłuszczeniu, łączy się za pomocą klejów agresywnych, natomiast w systemach z HDPE elementy – po uprzednim usunięciu zanieczyszczeń i odtłuszczeniu – łączone są przy użyciu zgrzewarek (zgrzewanie doczołowe i elektrooporowe). Części składowe umieszczane są w uchwytach lub obejmach, które zgodnie z wytycznymi są solidniejsze niż te stosowane do systemów kanalizacyjnych. Elementy montażowe dostarczane są razem z systemem.

Połączenie z kanalizacją zewnętrzną najczęściej ma miejsce we wnętrzu – w budynkach biurowych i mieszkalnych zwykle w garażu (pod płytą stropową), a w obiektach kubaturowych – na poziomie gruntu. Przed przejściem z układu podciśnieniowego do kanalizacyjnego wodę należy rozprężyć (zmniejszyć jej prędkość), co robi się przez zwiększenie średnicy. Działanie systemu podciśnieniowego nie wymaga pomp, lecz polega na wykorzystaniu różnicy ciśnień pomiędzy powierzchnią dachu a punktem rozprężenia. Woda wypełnia całkowicie przekrój rur i płynie bardzo szybko (przykładowo 35 m/s = 126 km/h), można więc zastosować dużo mniejsze średnice. Ważną funkcję odgrywają w systemie wpusty, które są tak skonstruowane, aby nie wpuszczać do instalacji powietrza. Istotną zaletą takiego rozwiązania jest możliwość bezspadkowego prowadzenia rur, które mogą zostać umieszczone w dociepleniu dachu lub elewacji, pod stropami. Łatwo ominąć przeszkody konstrukcyjne i inne instalacje w budynkach – ważne, aby nie doprowadzić do podniesienia rzędnej, ponieważ spowodowałoby to zasyfonowanie systemu i brak podciśnienia. W obiektach biurowych i przemysłowych należy zadbać o izolowanie rur, w przeciwnym razie może wystąpić efekt roszenia odcinków horyzontalnych (pojawia się, kiedy zimny deszcz trafia do instalacji).

Systemy grawitacyjnego odwadniania

Tradycyjne odwodnienie grawitacyjne można wykonać, stosując systemy rynnowe lub wpusty dachowe. W skład systemu wchodzą rury, kształtki i obejmy. Rury wykonywane są z PVC (najczęściej łączonego kielichowo) lub HDPE. W instalacjach grawitacyjnych, w odróżnieniu od systemów podciśnieniowych, woda płynie spodem rury (na odcinku poziomym), obmywając zewnętrzne ścianki (na pionach), pozostałą część zajmuje powietrze. Aby woda odpływała prawidłowo, należy zachować 1-2-procentowy spadek w kierunku odpływu, co jest dosyć kłopotliwe w przypadku prowadzenia długich odcinków, przy jednoczesnym ograniczeniu dostępnego miejsca. Przy kielichowym łączeniu rur szczególną uwagę należy zwrócić na głębokość ich osadzenia, gdyż niedokładny montaż może doprowadzić do rozłączenia instalacji. Ryzyko nieszczelności ogranicza stosowanie elementów wykonanych z HDPE połączonych poprzez doczołowe lub elektrooporowe zgrzanie – tego typu scalenie jest nierozłączne. Przejście z systemu grawitacyjnego do kanalizacyjnego odbywa się płynnie, nie wymaga zwiększania średnicy. Aby zapobiec roszeniu rur należy – podobnie jak w przypadku instalacji podciśnieniowych – stosować izolację termiczną układów w obiektach ogrzewanych i produkcyjnych. Cały system powinien być wyspecyfikowany przez projektanta, ponieważ zastosowanie odpowiednich produktów zapewnia bezproblemowe działanie instalacji.

Zabezpieczenie wpustów dachowych

W naszym klimacie wpusty dachowe należy wyposażyć w podgrzewanie elektryczne, które uniemożliwia ich zaczopowanie lodem. W przypadku instalacji podciśnieniowej o średnicach 40-56 mm ciągi przebiegające horyzontalnie przez przestrzenie nieogrzewane powinny być podgrzewane niezależnym kablem grzewczym. Podgrzewacze we wpustach dachowych zazwyczaj zasilane są prądem o napięciu 230 V. Niektóre firmy (na przykład Marley) stosują kable wykonane z półprzewodników, charakteryzujące się dobrą przewodnością w niskich temperaturach. Przy małych układach (do 5 wpustów) można zrezygnować z załączania podgrzewania termostatem, przy większych należy wyposażyć je w termostat dwuzakresowy włączający urządzenie, jeżeli temperatura zawiera się w przedziale od -5 do 5°C. Instalacja odwodnieniowa powinna być obliczona na opad o intensywności 300 l/s*ha, jednak ostatnio (zwykle wiosną) obserwuje się zwiększenie intensywności opadów nawet do ponad 500 l/s*ha, więc aby nie doszło do uszkodzenia dachu pod naporem wody, należy zaprojektować przelewy awaryjne lub dodatkową instalację, która odprowadzi nadmiar deszczu na teren wokół budynku. Wskazane jest, by przelewy awaryjne miały przekrój prostokątny, gdzie dłuższy bok ma podwójną długość. Jednak przelewy takie mogą doprowadzić do zabrudzenia i zawilgocenia elewacji budynku.

Rozwiązaniem droższym, ale eliminującym to niebezpieczeństwo, jest instalacja awaryjna, która stanowi kopią tej podstawowej. Awaryjne odwodnienie dachu odprowadzi wodę także w przypadku zapchania wpustu lub instalacji podstawowej. Aby odwodnienie to działało prawidłowo, wpusty awaryjne wyposaża się w przelewy/nadstawki, umożliwiające pracę instalacji awaryjnej po zgromadzeniu 5 cm wody na dachu. Wówczas woda trafia do instalacji awaryjnej. Eksploatacja systemów odprowadzania wody deszczowej sprowadza się do okresowego przeglądu dachu i sprawdzenia drożności wpustów.