Расчет ливневой канализации - алгоритм и онлайн-калькулятор

Нормативные документы, регулирующие установку канализации в частном доме

Существует «Свод правил: внутренний водопровод и канализация зданий», который объединяет всю нормативную базу по планировке, установке и эксплуатировании частной канализации. Со всеми последними изменениями и дополнениями свод был введен в действие 1 января 2013 года. Данный норматив разработан научным центром ОАО «Строительство» и научным институтом ОАО «СантехНИИпроект».

«Свод правил» выстроен на следующих документах, касающихся канализационных систем:

СНиП 2.01.09-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения».
СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий: актуализированная редакция».
СНиП 3.05.01-85 «Внутренние санитарно-технические системы зданий».
СНиП 2.01.09-91 «Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах».
ГОСТ 17.01.2.03-90 «Охрана природы. Гидросфера. Критерии и показатели качества воды для орошения».
СанПиН 2.1.2645-01 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях».

Стоит уточнить, что при применении «Свода: внутренний водопровод и канализация зданий», все установленные в нем правила являются обязательными. Выборочное следование требованиям, приведенным в документе, не допускается.

Что такое ливневка конструкционные особенности

Совокупность каналов для сбора и отвода сточных вод – называется ливневой канализацией. Наружные сети канализации варьируются по конструкции, но всегда содержат следующие элементы:

Направляющие желоба. Подкрышные и наземные. Последние оснащаются комплектующими – лотками из железобетона, кирпича или пеноблоков.
Дождеприемники. Ливневые воронки, находящиеся на углах кровли, куда под уклоном по желобам стекает масса осадков.
Коллекторы. Приемные колодцы, откуда насосом выкачивается масса воды по мере наполняемости резервуара.
Контрольные колодцы, позволяющие наблюдать за уровнем сточных вод для своевременного дренажа.

Дополнительно, водоснабжение и канализация снабжаются фильтрами, чтобы предохранить резервуары для стоков от грубых взвесей, способных испортить насосное оборудование.

Простейшая система в виде канавы, уходящей от дома под уклоном, отошла в прошлое – в ней больше недостатков, чем преимуществ. Во-первых, грунт вымывается, и сток мельчает, так как стенки осыпаются внутрь. Это приведет к переливу в сезон весны или лета. Во-вторых, участок никогда не избавится от грязи – глина сделает свое дело. В третьих, есть риск смешать сточные массы с водой из питьевой скважины, расположенной на участке. Рекомендовано воспользоваться услугами специалистов по проектным расчетам, дабы избежать описанных проблем.

Основная цель расчёта

Возьмём для примера расчет дождевой канализации, который покажет нам, как проводят расчётные операции специалисты, непосредственно занимающиеся вопросами монтажа и проектирования инженерных коммуникаций. Гидравлическое вычисление является основным, которое определяет следующие параметры и особенности строения инженерной коммуникации:

В примере гидравлического расчёта ливневой канализации не должны присутствовать компоненты хозяйственно-бытовых отходов и стоков, то есть, они не должны попадать в этот участок расчёта.
Все общие места стока в водоем и другие коллекторы должны осуществляться только по согласованию с санитарно-эпидемиологическими службами.
Для частного сектора, все поверхностные грунтовые воды могут направляться в общую систему коллектора без какой-либо предварительной очистки. Для промышленных и производственных площадок, необходимы вспомогательные узлы для очистки поверхностных вод.
Атмосферные осадки с частной территории или промышленных объектов должны попадать в каждый узел водостока точно столько, сколько это способен выдержать центральный очистной пункт сооружений.
По возможности, все сточные воды с поверхности идеально организовывать самотёчным способом транспортировки.
Для больших производственных площадей, а также для больших населённых пунктов идеальным вариантом станет закрытый тип ливневой канализации. Для небольших городов, а также небольших частных домовладений, допускается применение закрытого варианта ливневой канализации.

Выбор труб

Диаметры канализационных труб В ходе укладки канализации частного дома применяются водопротоки круглого сечения с внутренним диаметром от 40 до 110 мм из устойчивого к агрессивной среде сточных вод поливинилхлорида. Так как различные сантехнические и бытовые приборы характеризуются неодинаковым объемом стоков, различающихся по консистенции и составу, используются трубы со следующими внутренними диаметрами:

умывальники, кухонные мойки – 40-50 мм;
ванны, душевые поддоны – 50 мм;
стиральные и посудомоечные машины – 50 мм;
писсуары, биде – 50 мм;
унитазы – 110 мм.

Если частный жилой дом имеет 2 и более этажей, верхние санузлы соединяют с канализацией нижних при помощи вертикально расположенных коммуникаций – стояков – с внутренним диаметром 110 мм.

Важность ливневой канализации и основные элементы системы

Можно ли обойтись без ливневки?

Прежде давайте вспомним назначение ливневой канализации, а также то, из каких основных элементов она обычно строится. Без понимания структуры этой системы подходить даже к предварительным наброскам – совершенно бессмысленное занятие.

Итак, ливневая канализация должна рассматриваться как обязательный элемент всей инженерной инфраструктуры участка. В идеале она должна распространяться не только на области застройки или облагороженного двора, но даже на ту часть территории, что отведена под ландшафтный дизайн или под «сельхозугодья».

Задача этой системы – организованно и в кратчайшие сроки собрать с обслуживаемой территории основные объемы воды, выпавшей дождем или образовавшейся в ходе таяния снега, отвести их в безопасное место, при необходимости – подвергнуть очистке, и затем – сбросить или в природный водоем, или в коллектор или иное хранилище.

В идеале ливневая канализация должна «обслуживать» всю территорию загородного участка.

Очень глупо надеяться на то, что выпавшая дождём вода «рассосётся и разойдётся» сама собой. Практика частного домостроения изобилует историями, когда пренебрежение к проблемам ливневой канализации оборачивалось очень серьёзными последствиями. Последствия могут коснуться очень многих сфер: от «банальщины», вечной сырости и грязи во дворе — до надежности капитальных построек, от разрушения дорожек и площадок — до плохой приживаемости или даже гибели высаживаемых растений. И это только так – навскидку…

Мало пользы будет от такой канализации, если она создавалась «на глаз» – велика вероятность, что она не будет справляться со своими обязанностями при сильном или затяжном дожде. Получается, затраченные деньги – на ветер. Другая крайность, когда система строится с огромным, никому не нужным «запасом», что оборачивается совершенно неоправданным усложнением проекта, и значительным удорожанием и материалов, и выполняемых работ.

Это говорится в пользу того, что создание ливневки должно предваряться планированием.

Никогда не следует пытаться «примерить» готовый проект на свой участок. И не имеет никакого смысла искать какую-то универсальную модель ливневки. Все зависит от особенностей участка, его площади, от местных климатических условий, от состояния грунтов, от того, что же планируется возвести на рассматриваемой территории, и от того, как эти объекты будут в дальнейшем эксплуатироваться, от наличия возможности свободного сброса собранных ливневых стоков и от многого другого.

Но при всем этом ливневки строятся из сходных элементов. Каждый из этих элементов (участков) системы выполняет определённые функции.

Какими нормативными документами определяется порядок расчета

Все необходимые решения в отношении ливневой канализации и расчетного объема дождевых стоков принимаются по результатам проектных работ. Они регламентируются СНиП 2.04.03 – 85 или СП 32.13330.2012, где содержатся все необходимые формулы и коэффициенты

При проектировании конкретной системы важно отыскать все необходимые величины и коэффициенты, характерные для метеорологических и гидрогеологических условий данного района. Большинство из них содержится в таблицах СНиП или СП, другие параметры надо рассчитать самостоятельно

Расчет диаметра дождевой канализации выполняется исходя из количества осадков, поступающих в коллектор и требующих перемещения по системе. При этом, важно обеспечить минимальные размеры, которые определены действующими нормативами.

Важность ливневой канализации и основные элементы системы

Можно ли обойтись без ливневки?

В идеале ливневая канализация должна «обслуживать» всю территорию загородного участка.

Это говорится в пользу того, что создание ливневки должно предваряться планированием.

Как вычислить параметры проекта

Исполнителю нужно обладать сведениями геологических особенностей местности, ландшафтных характеристик, строительной специфики объекта, расположения инженерных систем. При выполнении ливневки на промышленном предприятии дополнительно просчитывается количество подъездных пандусов, общая площадь участка, его проходимость.

Перед разработкой гидропроекта определяются следующие моменты:

составление сметы работ;
закупка материала;
установка датчиков, сигнализаторов;
количество колодцев, их месторасположение;
тип канализации (сток внешнего или внутреннего типа);
длина трубопроката;
проведение гидравлических вычислений.

Вышеназванные параметры зависят от нормы осадков и максимально возможного их количества, близости водоемов, скорости потока воды, площади водозабора. При прокладке ливневки выполняется расчет по расходу воды, то есть пропускной способности канализации в процессе водоотвода.

Некоторые особенности установки различных видов септиков

Автономная канализация частного дома состоит из 3 частей:

Внутрення часть – сантехприборы, соединительные трубы;
Наружная часть – септик, накопительный или фильтрационный колодец;
Трубопровод, соединяющий внутреннюю и наружную часть канализации.

Для наружной трубы, выходящей из дома, практичнее всего использовать трубы ПВХ, ПП. Ее размеры зависят от удаленности септика, а диаметр не менее 100-110мм. Также, при их прокладке необходимо соблюдать уклон 2-3 см на 1 погонный метр.

Современные септики нередко оснащаются насосным оборудованием. Их разделяют на самотечные и с принудительной откачкой. В обоих случаях сети электроснабжения заглубляются в грунт, должны быть изолированы от повреждений и защищены гофроканалом или полиэтиленовой трубой диаметром 20 мм.

Септики, в которых исключен контакт сточных вод с почвой, могут быть удалены от частного дома всего на 3-5 метров. Для канализационных систем с почвенной доочисткой существует целый ряд ограничений по удалению от объектов на участке, в зависимости от их конструкции и фильтрационной способности.

Бетонные септики устраивают из нескольких колодцев, сопряженных соединительными отрезами труб в верхней их части для оттока осветленных вод. Для этого применяют стандартные бетонные кольца. Размеры: диаметр –1,5 м, высота – 90 см.

Производительность септика также определяют исходя из объема залпового сброса воды. Эта характеристика обозначает тот объем сточных вод, которые септик способен принять за один раз, отфильтровывая их в своем обычном режиме. Бетонные септики, устраиваемые своими руками на даче, способны перерабатывать 1-5 кубических метров сточных вод в сутки, в зависимости от наличия фильтрационной системы, применения бактериологических добавок и прочих катализаторов данного процесса.

Септики, производимые специализированными компаниями, типа Топас, Септик-Танк, Тверь, Термит, рассчитаны на значительно больший объем залповых сбросов стоков, с последующей их фильтрацией до 98%. Например, недорогой бытовой септик Топас-6, при своей невысокой мощности всего в 1,5 кВт, способен переработать до 1,5 куб. метров стоков в сутки, и обеспечить полноценной канализацией 6 человек. Однако существуют комплексные локальные очистные системы, способные перерабатывать до 3500 куб. метров стоков в сутки, рассчитанные на значительно большее количество человек.

Каким бы ни был ваш выбор септика для дачного участка, расчет его – инженерная задача, для грамотного исполнения которой необходимо достаточно знаний и исходных данных. В наше время всю эту информацию возможно получить на специализированных сайтах компаний, ведомств и специализированных порталах и форумах. Только после этого расчет и установку септика для всей семьи можно сделать на своем дачном участке своими руками!

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:

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

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

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

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.

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.

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.

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.

Полезные рекомендации по обустройству

Если есть необходимость сделать поворот трубы на 90 градусов, лучше организовать два отвода по 45. Это уменьшит резкость поворота и создаст минимальное сопротивление в сети.

Если все-таки получается поворот на 90 градусов и более, на стыке устанавливается смотровой колодец. Он сглаживает угол поворота и предотвращает засор

Нельзя организовывать водоотведение с крыши на отмостку. Это приведет к переувлажнению грунта вокруг здания и потере его несущей способности.

Систему поверхностного отвода воды и дренаж фундамента объединять не стоит. Их совместная работа опасна попаданием дождевой воды в дренаж и подтоплением фундамента.

Не забудьте добавить в систему краны, которые предотвратят перенаправление потоков при аварийных ситуациях или во время ремонта.

Принцип расчета ливневой канализации

Расчет ливневой канализации производится поэтапно:

определяется площадь обслуживаемого участка;
подсчитывается объем стоков, приходящихся на эту площадь;
выбирается диаметр трубопроводов и количество коллекторов.

Для участков большей величины порядок расчета существенно усложняется, поскольку возникает несколько площадок с поверхностью разного типа и специфики. Они обладают собственными качествами и по-разному взаимодействуют с дождевыми стоками. Открытый грунт практически полностью их впитывает, асфальт для них почти непроницаем. Это определяется специальным коэффициентом поглощения влаги (Ψ). Кроме этого, учитывается интенсивность дождя за 20 минут (q20), определяющая объем воды на единицу поверхности.

Проще всего рассчитать ливневку для участка частного дома. Для него допускается сооружение открытых систем, не нуждающихся в рытье траншей и прочих работах. Единственной задачей становится определение пропускной способности лотков. Понадобится также гидравлический расчет ливневой канализации с учетом свойств всех поверхностей. Чаще всего в расчете участвует только наружная поверхность кровли, но, если есть открытые площадки с непроницаемым покрытием, их также включают в расчет. Основные формулы:

Расход дождевой влаги: Qr = q20·Ψ·F где F — площадь участка в гектарах.
То же при напорном режиме: Q = Qr·β, где β — табличное значение заполнения коллекторов.

Исходя из объемов воды, производится определение размеров и пропускной способности системы обычным порядком.

Необходимо учесть, что в некоторых случаях может потребоваться расчет очистных сооружений ливневой канализации, пример которого можно найти на специализированных ресурсах в сети. Это крайне сложная инженерная задача, решение которой доступно только подготовленным специалистам. Если обратиться к ним нет возможности, можно использовать онлайн-калькулятор, которые есть в сети. Точность их результатов достаточна для использования на практике.

Видео: Как можно использовать собранную дождевую воду

* * * * * * *

Вот таким порядком, не спеша и продумывая каждый нюанс, производится самостоятельное проектирование системы ливневой канализации.

В завершение нужно сделать одно очень важное предостережение. По большому счету, ливневая и дренажная система делают схожую работу, просто немного на разных уровнях

Но все равно, их в определенной степени можно совмещать, например, объединяя в одном коллекторе. Но ни в коем случае никогда не проводится никаких, даже малейших «пересечений» с бытовой канализацией. Такое объединение чревато катастрофическими последствиями, которые очень сложно будет потом исправить.

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.

Данные для продолжительности дождя	n	0,7	0,6	0,5	0,4
Значение, фиксированное коэффициента	β	0,65	0,7	0,75	0,8

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

Район	Коэффициент
Побережье Баренцево моря и прочих море	0,48
Центр и Запад Рф	0,48
Уральский регион (западный склон)	0,59
Для Верхней волги и Дона	0,57
Для нижней волги	0,66
Средняя Сибирь	0,47
Восточная Сибирь	0,52
Западная часть Сибири	0,58
Алтайский регион	0,48
Побережья Охотского моря	0,31

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.

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.