Расчет ливневой канализации

Расчет ливневой канализации является тем этапом благоустройства участка, которым нередко пренебрегают при строительстве. Между тем ливневка – это важная часть инженерных коммуникаций, которая отвечает за безопасность, комфорт и надежность всех построек на территории.

Судите сами: сбор и отвод лишней воды на участке служит не только для обеспечения комфорта, но и защищает фундамент и стены всех сооружений от лишней влаги. В нашей статье мы расскажем, что учесть при планировании ливневки, как провести необходимые расчеты, и поговорим о правилах эксплуатации и обслуживания.

Задачи расчета ливневой канализации

Расчет ливневой системы позволит посчитать пропускную способность трубопровода в напорном режиме. То есть на повышенном давлении, создающемся в подземной части канализационных труб в связи с огромной массой сточных вод. При этом уровень стекающей воды в коллекторах растет, и ее вес способствует увеличению напора жидкости в системе. При расчете применяется коэффициент наполнения коллекторов канализации ливневыми стоками, которые влияют на поток внутри системы.

Этим принцип действия ливневки отличается от бытовой канализации либо промышленных сливных систем. Ее режим работы будет максимальным или минимальным. При недостаточном сечении труб и низкой продуктивности трубопровод не выполнит поставленных задач. Чтобы узнать диаметр трубы, необходимо провести расчет ливневой канализации (далее ЛК), обладая следующей информацией:

• объем и частота осадков, выпадающих в конкретном регионе;
• потенциальное содержание ила и твердых включений в стоках вод;
• дальность транспортировки стоков.

Разрешенные размеры трубопроводов установлены техническими нормативами. Так, диаметр наружной дождевой ливневки составляет минимум 200 мм. Его нужно использовать в любом случае, несмотря на то что при расчете получается потребность в более узких трубах.

Благодаря этому работа упрощается, и на небольших отрезках магистрали можно не определять толщину труб, а сразу брать минимальный диаметр. Но для большей протяженности ЛК расчет сечения, как и других характеристик, очень важен.

Описание устройства ливневой канализации

Хозяева коттеджей, как правило, самостоятельно монтируют системы для сбора дождевых осадков (талых вод) и отведения их в землю. После расчетов и покупки стройматериалов они собственноручно собирают ливневый трубопровод.

Прежде всего роют водоотводные траншеи возле дома, как того требует проект или расчет ливневой канализации. Их подводят туда, где находятся водосточные трубы (сливные стояки). Для частного хозяйства подойдет канавка глубиной 30–50 см.

Для поворотных или смотровых колодцев отлично подойдут готовые пластиковые сосуды, но можно применять литые емкости из полимербетона. Пластик обходится дороже, зато он легок в установке и прост в эксплуатации. Заводские дождеприемники обычно оборудуют корзинами, где будет собираться крупный мусор. Потому что с потоками осадков в ливневку постоянно проникают разные природные отходы. С учетом метода создания водоотвода (закрытый, открытый) траншеи оснащают специальными лотками или проводят линию из пластиковых труб.

Лоточные сливные системы, которые отводятся на прилегающий газон, обычно укрепляют в зоне слива от размывания земли. Части скрытого трубопровода нужно обязательно герметизировать на стыках.

Смонтированные коммуникации соединяют с общим накопительным резервуаром (либо коллектором) централизованной сети.

Кроме этого, потребуются фильтры-пескоуловители, которые помещаются на входе в общий накопитель. Также важно сделать смотровой колодец или несколько. Без них не обойтись на трубопроводах длиннее 10 м и в тех местах, где магистраль сворачивает в сторону.

Планирование и расчет ливневой канализации

Вот главные вопросы, которые нужно решать в процессе планировки:

• Оптимальный кпд некоторых участков водоотвода и всей системы.
• Месторасположение колодцев и их вместимость.
• Уклон, диаметр и глубина укладки соединительных труб.

Сейчас мы вместе разберемся с этими вопросами. Итак, что нужно перед тем, как проводить расчет ливневой канализации.

• Общий проект ливневки

Как правило, перед планированием работ хозяева знакомятся с планом участка, где уже есть (или только намечаются) какие-то постройки. Нужно найти, откуда будет прибывать вода после дождя, локализовать эти зоны и в каждой из них отметить место будущих дождеприемников (точечных или линейных).

Пример. С заднего кровельного ската вода отводится в решетку дождеприемника № 1, а от гаража – собирается в лотке № 2. Колодец № 3 объединяет данные потоки. Двигаясь по направлению к коллектору, эти осадки соединяются с ручьем колодца № 6 и попадают в водосборник № 9. И дальше по тому же принципу.

Иначе говоря, на всех участках (до самого коллектора) нужно проложить пути перемещения воды и сделать точки, где соединяются эти потоки.

В каждом пункте накопления необходимо рассчитать минимальную производительность, которая потребуется для сбора определенного количества сливаемой воды. В местах объединения потоков эти показатели суммируются. По этому значению и выбирается калибр труб, их угол уклона, емкость колодцев и канализационных коллекторов.

Итак, мы разобрали принцип планировки. Теперь можно проводить расчет ливневой канализации, а в частности количества воды, которая накапливается на каждом из участков.

• Считаем объем собирающихся стоков

Безусловно, дождь – природная стихия, и часто его сложно предсказать. И тем не менее за много лет метеорологам удалось найти способ довольно точно прогнозировать количество осадков.

Доступным для простого понимания (непрофессиональным) языком эта зависимость определяется по формуле:

Q_сб = q20 × S × ϒ

где:

Q_сб – объем сточных вод, собираемых с конкретного участка;

q20 – интенсивность атмосферных осадков (этот коэффициент берется из таблицы).

S – площадь расчетного участка. Она обычно выражается в гектарах (1 га = 10 000 м²).

 – коэффициент поправки на водопроницаемость грунта. Какая-то часть осадков уходит в почву, не попадая в ливневую канализацию.

Некоторые параметры нуждаются в пояснении.

Для каждого региона России значения q20 установлены официально. Их просто нужно выяснить в своей метеослужбе или любой строительной организации. Как вариант, можно использовать карты-схемы, которые есть в свободном доступе. Правда, единицы измерения здесь могут быть необычными, например л/сек на 1 га земли.

Что касается площади S, то при определении этого показателя нужно учитывать его проектную величину. Например, берется не просто квадратура кровельного ската, а площадь горизонтальной проекции данного сегмента с учетом показателя уклона. Аналогично – для участков, находящихся на слишком пересеченной местности, допустим на отвесных склонах.

Параметр ϒ весьма многообразен, но нас интересуют цифры, характерные для частного домостроения.

Если не хотите делать расчет ливневой канализации вручную с переводом площади в гектары, возьмите в помощь онлайн-калькулятор. К тому же с его помощью вы сразу отразите квадратуру как горизонтальную проекцию участка (при необходимости).

• Выбираем калибр труб и их уклон

Соединительные трубопроводы ливневки должны иметь способность отводить всю воду, попадающую в дождеприемники. Это значит, что при самотеке дождевых осадков нужно выбрать трубы подходящего сечения и установить их под таким углом, чтобы скорость водного потока была оптимальной и исключала их переполнение.

Для этого существует целый ряд формул, поэтому проще взять значение из таблицы ниже. Там указано три основных сечения труб – 110 мм, 150 мм, 200 мм. Для большинства ливневок на среднестатистических участках этого достаточно вполне и даже более.

Под каждым диаметром в таблице стоит производительность трубы, точнее, масса собираемых осадков за единичный отрезок времени. В нашем случае берется литр в секунду. Здесь есть и оптимальное сечение трубопровода, и минимальный процент его наклона.

Если, к примеру, труба отходит от колодца, где соединились несколько потоков, их общие объемы нужно просуммировать. Это же действие проводится по всей трассе до самого коллектора.

Следует заметить, что на обычных приусадебных участках вообще не нужно изменять сечение труб. И процент уклона также не снижают до параметров, приведенных в таблице. Например, для труб сечением 200 мм потребуется смена уровней 7 мм/м, для D = 150 мм – перепад 10 мм/м, для D = 110 мм – порожек в 20 мм.

Теперь несколько слов о глубине прокладки труб. Вообще их нужно опускать ниже линии промерзания на 30 см. Однако это не всегда возможно.

Поэтому профессионалы советуют придерживаться нормы 70 см от земной поверхности. Теоретически при правильно организованной системе ливневой канализации застой воды в ней исключен. А значит, на морозе замерзать в ней будет нечему. Но все же лучше соблюдать рекомендации специалистов. Если отсутствует возможность хорошо углубить трубопровод, придется утеплять его участки, проходящие близко к поверхности.

• Размещаем колодцы

Итак, чем ближе стоки приближаются к коллектору, тем больше возрастает производительность колодцев. Потому что в них объединяются входящие потоки. В каких местах они располагаются, мы рассказали выше. Осталось только уточнить, какое расстояние должно быть между смотровыми окнами прямолинейных трубопроводов. Это указано в таблице.

Существует несколько рекомендаций по выбору размеров ливневых колодцев:

• Для трубопроводов сечением 110 мм либо 150 мм с заглублением колодца не более 1 метра, как правило, достаточно размера D= 700 мм.
• Для трубопроводов сечением 200 мм с заглублением колодца не более 3 метров и труб D= 110 мм или D = 150 мм с глубиной от 1–3 метра нужен как минимум D = 1 000 мм
• При прокладке трубопровода глубже 3 метров колодец должен обладать диаметром от 1 500 мм независимо от калибра труб.

Нюансы эксплуатации ливневки

Чтобы ЛК десятки лет работала без сбоев с неизменной пропускной способностью, нужен не только грамотный расчет ливневой канализации, но и правильная эксплуатация системы плюс регулярное обслуживание.

• Присутствие решеток на лотках, дождеприемниках и всех наружных составляющих ливневки здания для их защиты от проникновения крупного мусора.
• Ревизия (а если нужно – очищение) приемников и поворотных узлов водной магистрали после ливней и весеннего разлива талых вод.
• Систематическая полная очистка (раз в два года) элементов всей системы ливневой канализации с дальнейшим промыванием из шланга.
• Капитальное обслуживание (выполняется раз в 10–15 лет при отсутствии необходимости сделать это раньше). Система промывается водой с большим напором в двух направлениях для удаления наносов. Если гидродинамическая обработка не помогла, то твердые засоры извлекают механическим путем.

Своевременность ухода за элементами системы и периодическое проведение общего обслуживания ЛК обеспечит вам ее бесперебойную работу. А в случае ремонта, если таковой необходим, вы обойдетесь без демонтажа.

;