Bezpieczne odwadnianie awaryjne dachów płaskich przez attykę

Do niedawna awaryjne odwadnianie dachu płaskiego kojarzyło się z koniecznością wykonana wycięcia w ścianie attykowej o dowolnym przekroju. Oczywiście takie rozwiązanie nie może zapewnić bezpiecznego odwodnienia awaryjnego dachu, gdyż bez wykonania obliczeń nie jesteśmy w stanie określić ilości wody opadowej jaką należy odprowadzić z dachu, a co za tym idzie ustalić szerokości i wysokości awaryjnego wycięcia w attyce. 

Oczywiście problemem dodatkowym, w przypadku wycięć w attykach, jest zawsze uszczelnienie takich przejść. W praktyce, w tym właśnie miejscu, zawsze po pewnym czasie pojawiają się nieszczelności.

Obecnie do odwodnienia awaryjnego najczęściej stosujemy gotowe elementy czyli wpusty attykowe. Wpusty powinny posiadać fabryczny kołnierz umożliwiający szczelny montaż z pokryciem dachowym oraz, jako elementy odwadniające, spełniać wymagania norm gwarantując określoną wydajność.

W obliczu ciągle zmieniającego się klimatu i występowania gwałtownych oraz obfitych opadów atmosferycznych odwodnienie awaryjne powinny być projektowane i montowane jako system gwarantujący bezpieczeństwo statyczne konstrukcji poprzez szybkie odprowadzanie nadmiaru opadu.

Odwodnienie awaryjne możemy poprowadzić zarówno wewnątrz obiektu budowalnego poprzez oddzielny system orurowania jak i w najbardziej popularny sposób na zewnątrz budynku poprzez attykę. Attykowy system usuwania opadu jest bardzo popularny z racji braków przebić w konstrukcji do wewnątrz budynku co minimalizuje straty cieplne. Właśnie takie podejście spowodowało, iż w domach pasywnych systemy odwadniania również głównego są prowadzone bez ingerencji w konstrukcję dachu. Wykonawcy cenią sobie takie rozwiązanie, ponieważ umożliwia ono szybki dostęp do orurowania, wpustu i ewentualne prace remontowe, czy serwisowe w obrębie tych elementów, są bezproblemowe i nie wymagające ingerencji w warstwy dachowe.

Pomijając bardzo małe powierzchnie dachowe np. tarasy dla których wystarczy zastosowanie małego rzygacza, wykonanie odwodnienia awaryjnego dachu jest obowiązkiem wskazanym w normach DIN 1986-100 oraz PN EN 12056-3. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. nr 75 poz. 690 z 2002 r. wraz z późniejszymi zmianami), w §122 ust. 2 głosi, że "instalacja kanalizacyjna budynku powinna spełniać wymagania określone w Polskich Normach dotyczących tych instalacji" i przywołuje normę PN-EN 12056-3 "Systemy kanalizacji grawitacyjnej wewnątrz budynków. Część 3: Przewody deszczowe Projektowanie układu i obliczenia" w zakresie punktów 4-7 (załącznik do rozporządzenia Ministra Infrastruktury 7.04.2004 r., poz.1156). Punkt 7.3.1 Wyloty  W przypadku dachów płaskich z gzymsami powinno się zapewniać przynajmniej dwa wyloty (albo jeden wylot i przelew awaryjny) dla każdej powierzchni dachowej. Punkt 7.4  "Zaleca się, aby płaskie dachy z gzymsami oraz rynny nie okapowe miały zapewnione wyloty przelewowe i awaryjne w celu zmniejszenia ryzyka przelewania się wód opadowych do budynku lub przeciążenia konstrukcji"

Każdy duży opad jest obciążeniem konstrukcji dachu. Wiele osób jest przekonanych, że można zwiększyć ilości wpustów głównych na dachu jednocześnie rezygnując z wpustów awaryjnych. Oczywiście takie rozwiązanie jest błędne. Odwodnienie główne jest przyłączone do kanalizacji deszczowej i w przypadku intensywnych opadów nawalnych może nie być w stanie przyjąć tak dużych ilości wody -każdy system kanalizacji ma swoją graniczną przepustowość!. Obecnie jest to coraz częściej zauważalny problem na który należy zwrócić szczególną uwagę i zapewnić alternatywną drogę odprowadzenia nadwyżki wody opadowej z dachu.

Zasada odwadniania awaryjnego jest jedna - wyprowadzenie opadu z dachu na teren wokół budynku bez podpinania do systemu orurowania budynku lub też kanału kanalizacji deszczowej. Tylko w ten sposób w trakcie burzy, deszczu stuletniego, czy też niedrożności kanału głównego, wpusty awaryjne mają drugą drogę umożliwiającą zrzucenie wody opadowej z powierzchni dachu.


Należy również pamiętać iż spowolnienie lub też awaria odwadniania głównego dachu prowadzi w krótkim czasie do spiętrzenia na dachu ogromnych ilości wody. Tylko dodatkowe 10 cm wody to 100 kg dodatkowego obciążenia na każdy m2 powierzchni. Jak łatwo zauważyć na dachu o powierzchni 150 m2 to dodatkowe 15 000 kg, czyli 15 średniej klasy samochodów osobowych!.

Aby zabezpieczyć się przed wystąpieniem awarii lub katastrof budowlanych konieczne jest zamontowanie wpustów awaryjnych , które przejmą zadanie odprowadzenia nadmiernych ilości wody w sytuacjach niebezpiecznych dla konstrukcji. Wpusty awaryjne powinny być montowane na wys. min 35mm ponad wpustem głównym lub też wyżej. Wyznaczenie wysokość na której system awaryjny ma zacząć działać powinien określić projektant wraz ze statykiem, w zależności od konstrukcji i możliwości technicznych.

Dobór wpustów awaryjnych jak i całego systemu dla konkretnego dachu wymaga wykonania obliczeń określających ilość wody opadowej, przeliczenia wydajności wpustów wraz z systemem orurowania -jeżeli występuje, i zestawieniu z konstrukcją dachu i możliwościami montażowymi. Przed każdym obliczeniem należy dokładnie określić czy mamy do czynienia z odprowadzeniem opadu z pojedynczej zlewni, czy z szeregowym połączniem zlewni tj. systemem kaskadowym.

Zakłada się, iż odwodnienie awaryjne powinno odebrać minimalnie taką ilość wody jaką odbierają wpusty odwodnienia głównego. W Niemczech przyjmuje się, iż ilość deszczówki przypadającej na wpusty odwodnienia awaryjnego jest dwukrotnie większa od ilości wody opadowej odprowadzanej przez wpusty odwodnienia głównego. Jest to rozsądne, gdyż zakładając niedrożność wpustów głównych i opad nadmierny, wpusty awaryjne powinny móc odebrać opad główny oraz opad deszczu nawalnego, czy też deszczu stuletniego. 

W Polsce wyjściowym parametrem pozwalającym na wykonanie obliczeń odwonienia awaryjnego, jak i też  głównego jest normą PN 92/B-01707 określająca  wartość natężenia deszczu nie mniejszą niż 300 l/s×ha, wraz z współczynnikami spływu wody dla różnych typów dachów.

Jaki wpust do awaryjnego odwodnienia przez attykę wybrać?

Wybór modelu wpustu jak wcześniej wskazywałem zależny jest od powierzchni dachu, otrzymanych wyników obliczeń i możliwości montażowych. Oczywiście osoby z dużym doświadczeniem w temacie odwadniania dachów już wstępnie potrafią określić potencjalną ilość i średnice wpustów dachowych. Do powierzchni mniejszych możemy zastosować wpusty serii SitaEasy(patrz Tabela.1) lub SitaRondo. W przypadku powierzchni większych, aby uniknąć wielu przebić przez attykę, jako odwodnienie awaryjne możemy zastosować wpust SitaTurbo (patrz przykłady obliczeniowe poniżej). Dla projektów wymagających spełnienia wielu kryteriów, z powodzeniem można wykorzystać specjalny zestaw do odwadniana awaryjnego SitaIndra, z korpusem izolacyjnym zapobiegającym wystąpieniu mostka cieplnego i o niskiej zabudowie w konstrukcji dachu.



Wybór konkretnego modelu wpustu zależy od jego wydajności, na którą z kolei znaczący wpływ ma spiętrzenie wody (-spiętrzeniem określamy wysokość poziomu lustra wody liczoną od poziomu montażu krawędzi wlotu wpustu). Wraz z ciągłym wzrostem lustra wody nad wpustem, wzrasta wydajność wpustu osiągając graniczną wartość swojej wydajności -przepustowości (patrz tabele). Po osiągnieciu tej wartości następuje gwałtowny wzrost słupa wody na dachu, a co za tym idzie nagły wzrost obciążenia konstrukcji dachu. Dlatego odpowiednie określenie wysokości spiętrzenia wody ma bardzo duże znaczenie. Przyjmuje się, iż bezpiecznie poruszać się w zakresie wysokości spiętrzenia wody do 60-65mm.

Ważną kwestią jest sposób wyrzutu wody przez wpusty attykowe. Oprócz wyrzutu wolnego, jako zwyczajny rzygacz, możemy wpusty awaryjne podpiąć do orurowania pionowego, z wyrzutem wody na poziomie gruntu. Wpusty attykowe z misą wlotową w połaci dachu podpięte do orurowania mają znacznie większą wydajność niż wpusty z wyrzutem wolnym jako rzygacz. Dla zobrazowania zależności w tabeli 2 i 3 zaznaczono dwie wartości wydajności wpustów, przy spiętrzeniu 35 mm (ponad dwukrotnie większa wydajność wpustu podłączonego do orurowania!). Cechy te wynikają z występowania w orurowaniu pewnego ciśnienia i braku zasysania powietrza. Korzyścią powyższego jest większa wydajność, a co za tym idzie mniejsza ilość wpustów attykowych.

Odwodnienie awaryjne:

Q_(A) = ( r_(5,100)- r_(5,5) x C) x A (ilość wody przypadająca na odwodnienie awaryjne przy założeniu że odwodnienie główne jest w pełni sprawne i odprowadzi przyjętą obliczeniowo ilość wody)

Q_(AA) = r_(5,100) x A (dla obiektów budowlanych o zwiększonym zakresie bezpieczeństwa; w przypadku kiedy odwodnienie główne jest częściowo lub całkowicie niesprawne)

Q_(A) =[600 (^l/_s*ha) - 300 (^l/_s*ha) x 0,8] x 160 m² x 1ha/10 000m²

Q_(A) = 5,76 (l/s)

Wydajność wybranego wpustu (tutaj: SitaEasy Plus DN 100) - jako żygacz
Dla odwodnienia awaryjnego: natężenie opadu 5,76 (l/s) dzielone przez wydajność pojedynczego wpustu 0,8 (l/s) = 7,2 → 8 wskazuje na liczbę wymaganych wpustów Sita Easy Plus.
*Wymagana minimalna ilość elementów odwadniających → 8 sztuk SitaEasy

Z uwagi na dużą liczbę przebić przez attykę alternatywnie zaproponować można wpust SitaTurbo.

Wydajność wybranego wpustu (tutaj: Sita Turbo jako żygacz)

Dla odwodnienia awaryjnego: natężenie opadu 5,76 (l/s) dzielone przez wydajność pojedynczego wpustu 4,3 (l/s) = 1,34 → 2 wskazuje na liczbę wymaganych wpustów SitaTurbo (zamontowany jako żygacz).
*Wymagana minimalna ilość elementów odwadniających → 2 sztuki SitaTurbo

Przykład obliczeniowy 2 (wg. PN EN 12056-3)
1 500 m² dach płaski hali produkcyjnej
Miejscowość: Wrocław
Powierzchnia dachu: 1 500 m²
Natężenie deszczu miarodajnego r_(5,5): 300 (^l/_s*ha)
- opad główny wg PN-92/B-01707
Natężenie deszczu miarodajnego r_(5,100): 600 (^l/_s*ha)
- opad awaryjny wg DIN 1986-100
Współczynnik spływu C: 0,8 (bezwymiarowy)
Maksymalne spiętrzenie wody: 80 mm

Odwodnienie główne:
Q_G = r_(5,5) x C x A
Q_G = 300 (^l/_s*ha) x 0,8 x 1500 m² x 1ha/10 000m²
Q_G = 36,00 (l/s)

SitaTurbo:
Wydajność wybranego wpustu (tutaj: Sita Turbo podłączona do orurowania; adapter z przekroju 120x60 na rurę okrągłą DN 100)

Dla odwodnienia głównego: natężenie opadu 36,00 (l/s) dzielone przez wydajność pojedynczego wpustu podłączonego do orurowania 5,4 (l/s) = 6,67 → 7 wskazuje na liczbę wymaganych wpustów SitaTurbo (podłączonych do orurowania).
Zakładając maksymalny słup wody 80 mm, wysokość spiętrzenia dla odwodnienia awaryjnego jest równe 80-25=55 mm.
*Wymagana minimalna ilość elementów odwadniających → 7 sztuk SitaTurbo

Odwodnienie awaryjne:

Q_(A) = ( r_(5,100)- r_(5,5) x C) x A (ilość wody przypadająca na odwodnienie awaryjne przy założeniu że odwodnienie główne jest w pełni sprawne i odprowadzi przyjętą obliczeniowo ilość wody)

Q_(AA) = r_(5,100) x A (dla obiektów budowlanych o zwiększonym zakresie bezpieczeństwa; w przypadku kiedy odwodnienie główne jest częściowo lub całkowicie niesprawne)

Q_(A) = [600 (^l/_s*ha) - 300 (^l/_s*ha) x 0,8] x 1 500 m² x 1ha/10 000m²

Q_(A) = 54,00 (l/s)

Wydajność wybranego wpustu (tutaj: Sita Turbo podłączona do orurowania; adapter z przekroju 120x60 na rurę okrągłą DN 100)

Wymaganą liczbę wpustów “SitaTurbo” otrzymujemy dzieląc ilość obliczeniowego opadu dla odwodnienia awaryjnego 54,00 (l/s) przez wydajność jednostkową wpustu 17,2 (l/s) = 3,14. Wobec powyższego wymagane są 4 sztuki wpustu typu ”SitaTurbo” z orurowaniem spustowym długości 4,0m. Ale zgodnie z normą EN 12056-3 :2000, w przypadku odwodnienia grawitacyjnego, system orurowania o średnicy DN 100 może być obciążony spływem 10,7 (l/s). Dlatego w ostateczności to system orurowania określa liczbę wpustów: 54,00 (l/s) przez wydajność orurowania 10,7 (l/s) = 5,05. Zatem dla rury spustowej o średnicy DN 100 potrzebnych jest minimum 5 wpustów ”SitaTurbo”.
*Wymagana minimalna ilość elementów odwadniających → 5 sztuk SitaTurbo

Prawidłowo zamontowany system odwadniania może być estetyczny



Rys.6. Elewacja z wyjściem wpustu Sita Turbo dla odwodnienia głównego z podpięciem do orurowania oraz jako rzygacz dla systemu awaryjnego

Powyższe przykłady w skrócie ukazują problematykę, z jaką spotkać może się projektant lub wykonawca dokonując wyboru czy też doboru elementów odwodnienia awaryjnego dachów. Dlatego też firmy Sita Bauelemente od wielu już lat stara się poprzez dział techniczny wspierać projektantów czy też wykonawców dachów płaskich w kwestii prawidłowego doboru tychże elementów, chroniąc jednocześnie przed ewentualnym przekroczeniem granic bezpieczeństwa.

Piotr Stryjak
Sita Bauelemente GmbH Przedstawicielstwo w Polsce