3.3.2. Проверочный расчет внутренних водостоков

Предупредить и предотвратить негативные воздействия сможет правильно сооруженный водосток плоской кровли. Правила и принципы устройства столь важной системы водоотведения стоит внимательно изучить хозяину, заботящемуся об эффективной и долгой службе загородной собственности.

Организация водостока на крыше. Вопросы и ответы

Даже если пароизоляция в конструкции кровли выполнена тщательно, влага все же проникает в утеп­литель через неплотности вокруг коммуникаций, стыки материала и пр.

Влага конденсируется в утеплите­ле, за счет этого его теплоизоляционная способность резко уменьшается.

Самое важное качество пароизоляции:

  • ее непрерывность;
  • отсутствие подкровельной вентиляции: проветриваемых чердаков (если чердачное пространство не используется для проживания) и продухов или воздушного зазора между теплоизоляцией и кровельным покрытием (при использовании мансардного пространства для проживания).

Самый рациональный ме­тод удаления влаги – наличие воздушного зазора между теплоизоляцией и кровельным покрытием для вентиляции подкровельного пространства. В карнизах предусматривается непрерывная вентиляционная прорезь, а в коньке или фронтоне – вентиляционный проем.

Традиционно при установке теплоизоляции в конструкцию оставляют два вентиляционных зазора, образующих две зоны вентиляции – верхнюю и ниж­нюю. Через нижний вентиляционный зазор, расположенный между гидроизоляционным покрытием и утеп­лителем, отводится конденсат воздуха, поступающего изнутри помещения.

А через верхний вентиляци­онный зазор, образующийся между кровлей и гидроизоляцией, удаляется влага, попадающая внутрь с улицы. При современном способе утепления в качестве гидроизоляции применяются паропроницаемые (диффузионные) мембраны.

Вентиляция осуществляется через один вентиляционный зазор между кров­лей и диффузионной пленкой, сквозь которую проходит конденсат из помещения.

Примеры расчета внутренней и дворовой канализационной сети

Пример 1. Произвести проверочный расчет внутренней канализационной сети 5-этажного 40-квартирного дома.

Производится проверка пропускной способности наиболее нагруженного стояка СтК 1-3. Максимальный секундный расход сточных вод стояка СтК 1-3 определится по формуле (2.1)

Для стояка СтК 1-3 N=40 NP=0,48

По приложению 4 [1] α=0,665

л/с

л/с

Диаметр стояка назначается по максимальному диаметру выпуска прибора, т.е. унитаза. По приложению 2 [1] диаметр выпуска и отводной трубы унитаза должен не менее 85 мм. Принимаем стояк из чугунной канализационной трубы диаметром 100.

По таблице 8 [1] при диаметре стояка 100 мм, диаметре отводной трубы 100 мм и угле ее присоединения 900 допускается расход на стояк 3,2 л/с. Таким образом, нагрузка на стояк меньше допустимой, т.е. 3,2 л/с.

Пропускная способность выпуска проверяется по формуле (3.3). В данном примере оба выпуска имеют одинаковую нагрузку.

Расчетный расход сточных вод оба выпуска имеют одинаковую нагрузку.

Расчетный расход сточных вод для выпуска определяется по тем же формулам.

Для выпуска N=80 NP=0,98 α=0,95;

л/с

л/с

По таблицам [12] при расходе 3,03 л/с и уклоне 0,016

; U= м/с

<0.6

Уравнение формулы (3.3) не выполняется. В связи с этим принимаем уклон

Пример 2. Произвести расчет дворовой канализационной сети 5-этажного 40-квартирного жилого дома. Глубина заложения уличного коллектора 3.0 м; его диаметр 300 мм. Глубина промерзания 1.2 м.

Расчет сети ведется в соответствии с генпланом участка. Расчетные расходы определяются по формуле (2.1). Исходные величины для расчета такие же, как и в предыдущем примере, т.е.

На участке К1-К2 число приборов N=80; NP=; α=;

На остальных участках N=160; NP=; α=1.4

,. л/с

Выводы

Как правило, современное оборудование для систем водосливов продается полностью укомплектованным. При приобретении этого оборудования следует учитывать, что производители по-разному рассчитывают определяющие параметры системы.

То есть, найти универсальную формулу расчета водостоков для крыши невозможно. Это крайне усложняет задачу проектировщика, поскольку приходится принимать во внимание особенности измерений, принятых тем или иным производителем.

Поэтому разработку проекта и проведение расчетов лучше доверить профессионалам, имеющим опыт в данной области.

Строение водосточной системы

Чтобы система водоотведения с крыши работала правильно, она должна включать в себя все необходимые элементы. Несмотря на достаточно простое устройство, в ней должны присутствовать следующие детали конструкции:

  • желоб, который является основной частью системы. Он изготавливается из полукруглой трубы и устанавливается вдоль периметра строения, принимая в себя всю воду, стекающую с крыши. Желоба должны иметь небольшой уклон в сторону сливных воронок;

    Устройство водосточной системы крыши

  • отдельные детали желоба, если он получается слишком длинным, соединяются между собой при помощи соединителей-муфт;
  • внутренние и внешние углы обеспечивают соединение желобов на угловых частях строения;
  • воронка водоприемная направляет воду в сливную трубу, устанавливается на желоб. Внутри нее должна находиться защитная решетка, которая обеспечит защиту труб от засоров в результате попадания в них мусора, листьев;

    Монтаж воронок к желобам

  • вертикально расположенная длинная труба называется сливом или сливной трубой. Жидкость из желобов в нее попадает через воронки. Труба должна идти до канализационной системы;
  • окончание слива – это так называемое колено. Данная деталь слива имеет изгиб, который поможет сохранить дистанцию между стенами и фундаментом строения и местом, откуда вытекает вода. Также колена могут соединять между собой воронки и трубы-стоки, они присоединяются к воронкам под углом 45 градусов;
  • хомуты или кронштейны позволяют закрепить водосточный желоб на строении. Это крепежные элементы, они устанавливаются с шагом около 30-60 см и крепятся обычно на стропила либо лобовую доску на фасаде;
  • на желобе могут устанавливаться и заглушки, которые отвечают за ограничение потоков воды.

Таблица. Используемые для изготовления системы материалы.

Материал Характеристики

ПВХ

Простые в установке, легкие и удобные элементы. Сборка производится без особых трудностей, так как все детали точно подогнаны друг к другу. ПВХ не боится воздействия воды, не ржавеет и довольно устойчив и к другим факторам воздействия. Срок службы системы – до 50 лет.

Металл

Для изготовления стока может использовать металл с оцинковкой или черный. Сейчас используется все реже, так как появились новые виды материалов, позволяющих создать более долговечные конструкции. Срок службы – всего 10-15 лет.

Медь

Традиционный, но дорогостоящий материал для изготовления деталей водостока. Не имеет недостатков, за исключением стоимости.

Металлопластик

Материал, объединяющий в себе достоинства металлических и ПВХ изделий. Прочный, долговечный, может служить без нареканий свыше 50 лет.
Строение водосточной системы
Строение водосточной системы
Строение водосточной системы
Строение водосточной системы
Строение водосточной системы
Строение водосточной системы
Строение водосточной системы

Медный водосток в частном доме

Строение водосточной системы
Строение водосточной системы
Строение водосточной системы
Строение водосточной системы
Строение водосточной системы
Строение водосточной системы
Строение водосточной системы
Строение водосточной системы
Строение водосточной системы

Особенности водосточной системы

Внутренний водосток размещается не снаружи, но внутри пирога кровли и под ним. Система состоит из таких элементов:

· воронок для отвода ливневых и талых вод с крыши;

· наклонного горизонтального трубопровода, расположенного под гидро- и теплоизоляционным слоем;

· вертикального трубопровода – для сбора воды, поступающей из горизонтальных труб, с последующим выводом стоков в ливневую канализацию.

Отсутствие внутреннего водостока вызовет скопление воды на плоской крыше, что через некоторое время приведет к разрушению и просадке кровельного покрытия, проникновению влаги в пирог кровли, протечкам. Кроме того, к влажной крыше прилипает пыль, которая, накапливаясь, образует благоприятную среду для прорастания семян, занесенных ветром. Корни растений способны повредить все слои кровельного пирога, а также разрушить кирпичную, каменную или газобетонную кладку стен.

Виды системы и водосточного желоба

Ливневые водоотводы классифицируют различными способами; их принято различать по пропускной способности, которая определяется габаритами труб и желобов (их диаметром). По данному критерию водосливные системы делятся на два вида:

  • Малая. Устанавливается на небольших и средних по площади домах. Размер и конфигурация крыши таких жилищ позволяют монтировать трубы диаметром 90 мм и желоба диаметром 125 мм, что вполне достаточно для нужд постройки.

  • Большая. Если дом (а, следовательно, и крыша) имеет большую площадь, выбирают конструкцию с увеличенными размерами: трубу в 100 мм, желоб — в 150 мм. Специалисты рекомендуют такую систему и для маленьких домов, если кровля имеет сложную форму или дом стоит в местности с высоким уровнем годовых осадков.

Медный водосток и снегозадержателиИсточник

Виды системы и водосточного желоба

Вторая принятая классификация — по материалу изготовления:

  • Металлические системы. Такой вариант предпочтителен из-за его жесткости, надежности и ремонтопригодности. Материалом может служить оцинкованная сталь, покрытая полимером, сплав цинка и титана, медь. Металлические водостоки устойчивы к механическим воздействиям и прослужат 30-40 лет без ремонта (в случае медной системы гораздо дольше).

  • Пластиковые. Очевидные преимущества конструкций из полимера — легкость, устойчивость к ультрафиолету и к коррозии. Минусом пластиковых конструкций является их низкая морозостойкость.

Водосточные желоба различаются по форме. Более привычны желоба и трубы классической круглой формы. Они компактны и хорошо смотрятся на фасаде дома в любом стиле. Прямоугольные желоба имеют большую пропускную способность, но при их сборке необходимо учитывать некоторые тонкости. Такие водосточные системы наиболее подходят для загородных домов, выполненных в одном из современных стилей, например, хай-тек.

Количество труб и соединений ↑

Точно измеряют расстояние от края кровли до отмостки. От полученного значения необходимо отнять высоту перехода, сформированного отводами от воронок, соединяющими желоб с трубой. В результате получают точную длину трубы от нижнего края переходника до поверхности грунта.

Элементы вертикальной трубы водостока

Если не планируется ввод прямого участка водостока в дождеприемник, от длины трубы отнимают высоту от земли до края слива. Обычно высота установки слива не превышает 30 см.

Водосточная труба из металлопластика

Длину вертикального отвода необходимо разделить на длину заводской трубы. Чтобы спланировать безотходную установку водосточных труб, высчитывают общую длину всех вертикальных стояков. Многие производители выпускают детали в нескольких размерах: 2, 3 и 4 м. Комбинируя длину заводских изделий, можно добиться минимального количества отрезных участков.

Соединители водостока

Крепление: сколько понадобится хомутов ↑

Крепление трубы к стене

Для фиксации хомутов используют шурупы. Длину метизов определяют по материалу облицовки стен. Для оштукатуренных поверхностей достаточно крепить хомут шурупами длиной 10 см.

Для фасадов с изоляционным слоем к стандартной длине метиза следует добавить толщину утеплителя и декоративной облицовки. К примеру, для стены с 6-сантиметровым пенополистирольным покрытием длина шурупа должна составлять 16 см.

Организация отвода влаги: приемные лотки или дождеприемники ↑

Дождеприемники устанавливают при подключении системы водоотвода к ливневке. Для каждого водостока планируют 1 дождеприемник.

Сливной отвод над открытым приемником

Если ливневой канализации нет, то слив дождевой воды из водостока организуют в дренажные каналы или на поверхность грунта. При соединении с дренажом под водостоками формируют открытые каналы с использованием бетонных или пластиковых лотков с решетками.

Подсчет водосточных труб на площадь кровли

Сначала определяют тип водосточной конструкции, который зависит от конфигурации крыши. Когда выполняется расчет водостоков для скатной кровли, то их требуется по одному на каждый скат. Если возводится вальмовая крыша, тогда необходимо устройство замкнутой конструкции водоотведения. Чем сложнее запроектированная конфигурация, тем тщательнее следует производить вычисления.

Далее нужно узнать количество водосточных труб на площадь кровли. Обычно одной трубы хватает на 70 – 100 квадратных метров. При этом следует учесть, что в случае, когда вся площадь поверхности двускатной крыши составляет менее 100 «квадратов», все равно потребуется установка двух труб – в соответствии с количеством скатов и водостоков.

В замкнутых системах расчет водосточной трубы для кровли опирается на ее общую площадь, но округление полученных результатов производится в большую сторону. Например, если площадь составляет 220 кв. метров, тогда лучше установить 3 трубы, чем надеяться, что будет достаточно двух. Вертикальные трубы для водостока реализуют трехметровыми отрезками.

Подсчет водосточных труб на площадь кровли

Чтобы узнать требуемое количество труб, поступают следующим образом:

  • измеряют расстояние от низа кровли до грунта и вычитают0,3 метра;
  • полученный результат делят на длину отрезка трубы;
  • умножают его на количество вертикальных стояков и итог округляют в большую сторону.

Что касается расчета диаметра водосточной трубы, то это можно узнать из соотношения: 1 см² сечения на 0,75 –1 м² кровли.

Подогрев ливневых воронок для плоских крыш

Зимой в условиях холодного климата дождеприемные воронки для плоских кровель необходимо обогревать. Делают это для того, чтобы в патрубках и трубопроводах не образовывались ледяные пробки.

Если в патрубках и трубах замерзнет вода, то поверхность крыши в период оттепели попросту затопит. Лед скрыт от прямых солнечных лучей, поэтому таять будет в последнюю очередь.

Подогрев ливневых воронок для плоских крыш

В продаже можно найти специальные водосточные воронки, уже оснащенные системой обогрева. Но проблему это не особо решает, так как лед нарастет с наружной стороны. Естественно, оттает такая конструкция быстрее, но все-же риск есть.

Чтобы обеспечить исправное функционирование системы водостока, около воронки необходимо проложить саморегулирующийся греющий кабель для кровли. Это исключит шанс того, что слив будет закупорен льдом.

Расчет площади крыши

Для расчета площади крыши необходимы лестница, рулетка, лист бумаги и знание геометрии в объеме школьной программы. Методика расчета заключается в мысленном разбиении крыши сколь угодно сложной топологии на элементарные геометрические фигуры — треугольники, прямоугольники, трапеции. После этого измеряется сторона каждой фигуры, вычисляются их площади, суммируются полученные цифры.

Полученная в результате измерений и расчетов площадь крыши (водосборная площадь) будет использована в дальнейшем в формулах расчета систем водостока. Площадь каждого ската крыши необходимо записать отдельно, эти цифры пригодятся

Правила установки внешнего и внутреннего жёлоба

Если не соблюдать правила монтажа системы водоотвода, можно получить залитые стены, фундамент и подвальные помещения. Чтобы избежать этого, нужно выполнить простейшие указания:

  1. Внешний жёлоб устанавливается с уклоном в 1%.
  2. Прерываться внешний жёлоб должен не более трёх раз. В случае когда из-за сложной геометрии кровли это правило выполнить не удаётся, необходимо установить ещё одну водосточную трубу. Но её установку лучше выполнять на наружных углах стен.
Правила установки внешнего и внутреннего жёлоба

Главное в системе водоотвода — это правильная организация направления потока воды. Она не должна сливаться в местах расположения входных дверей и возле главных дорожек, так как зимой это приведёт к образованию приличного слоя льда, что чревато получением серьёзных травм.

Также немаловажно обеспечить нужный уклон внешних желобов, который зависит от размеров ската. В случае если значение длины ската кровли больше 12 метров, то уклон требуется делать в обе стороны и устанавливать два водоотвода.

Очень часто бывает так, что карниз располагается далеко не в горизонтальной плоскости, и уклон жёлоба требуется выполнять с учётом этого факта.

Скатная крыша по сравнению с плоской имеет ещё одно слабое место — так называемая ендова. Это внутренний стык скатов крыши, который наиболее подвержен давлению потока воды, что увеличивает вероятность её проникновения под кровлю именно в этом месте. Поэтому водоотводу с ендов необходимо уделять особое внимание и монтировать там внутренние желоба, которые будут задерживать влагу, выводить её наружу, а значит, предупреждать попадание воды под кровлю. Крепится он на дощатый настил (который должен выступать на 40 см за пределы оси внутреннего жёлоба) или обрешётку. Сам процесс происходит в несколько этапов:

Правила установки внешнего и внутреннего жёлоба
  1. На обрешётку или дощатый настил нужно прибить два бруска с шагом 5–10 см. Между брусками и обрешёткой должен быть небольшой зазор для обеспечения вентиляции.
  2. Прибить обрешётку, торцы деревянный брусков подвести к осям жёлоба.
  3. Усилить основную обрешётку в области ендовы, для чего прибить ещё несколько брусков.
  4. Вбить два деревянный бруска между обрешёткой в том месте, где есть свободное пространство.

    Угол сгиба внутреннего жёлоба должен быть больше, чем угол сгиба ендовы

  5. Подвести торцы брусков в середину внутреннего жёлоба, зажать их.
  6. Согнуть жёлоб таким образом, чтобы угол сгиба был немного больше, чем угол сгиба ендовы.

    Для крепления внутреннего жёлоба необходимо установить дополнительные бруски

  7. Уложить жёлоб с карнизного свеса в направлении сверху вниз.
  8. Закрепить, используя металлические скобы.

Способы крепления желобов

Для крепления желобов можно использовать кронштейны, которые совмещены с хомутами.

Способы крепления кронштейнов:

Правила установки внешнего и внутреннего жёлоба
  1. Крепление на лобовую доску — простейший способ, применяемый, когда кровля уже настелена. Такой тип кронштейнов используют для водостока из пластика. А для обеспечения прочности в кронштейнах предусмотрены силовые рёбра.
  2. Крепление на стропила — способ используется при больших площадях скатов до настила кровли при шаге стропил не более 60 см. В этом случае используются кронштейны с удлинителем, которым кронштейн и крепится к стропилу.
  3. Крепление на стену — при отсутствии лобовой доски и доступа к стропильным ногам крепление желобов выполняют к стенам при помощи костылей и шпилек.

    Если нет возможности закрепить кронштейны стандартным образом, их прикручивают к стене

  4. Крепление на обрешётку — при шаге стропил, превышающем 60 см, крепление жёлоба выполняется при помощи кронштейнов большой длины, если кровля сделана из металлочерепицы или ондулина. Или применяют комбинированные кронштейны в случае применения черепицы из битума.