Przykład obliczeń i wymiarowania instalacji gromadzenia wód opadowych

Izohiety dla Polski według IMGW
Izohiety dla Polski według IMGW
rys. Joanna Ryńska

Zamiar wykorzystania wód opadowych na danej działce powinien być poprzedzony analizą, jaką część wody pitnej można zastąpić wodą deszczową i ile wód opadowych (w zależności np. od wielkości i rodzaju dachu czy lokalizacji inwestycji) można pozyskać. Przeprowadzenie takiej analizy obliczeniowej dla domu jednorodzinnego jest stosunkowo proste.

Wykorzystanie wód opadowych na cele inne niż spożywcze czy higieniczne (do mycia się, zmywania naczyń) – m.in. spłukiwanie miski ustępowej, podlewanie ogrodów i upraw, mycie samochodów i innych pojazdów oraz porządki i czynności gospodarcze, np. mycie okien, podłóg i posadzek, a także dróg czy chodników – pozwala zaoszczędzić nawet do 60% uzdatnionej wody o jakości wody pitnej. Dlatego coraz większa grupa inwestorów prywatnych przejawia zainteresowanie wodą deszczową – tym bardziej, że od 2020 roku zaczęły pojawiać się gminne i rządowe programy dofinansowania rozwiązań „małej retencji”. Można oszacować, czy inwestycja taka będzie opłacalna w przypadku konkretnego domu jednorodzinnego – taką prostą analizę obliczeniową pokazano na poniższym przykładzie.

Jakie czynniki są ważne przy obliczeniach dotyczących wykorzystania wód opadowych?

Dla każdego domu jednorodzinnego można oszacować:

  • ile wody wodociągowej lub ze studni można zastąpić wodą deszczową;
  • ile wód opadowych można pozyskać w skali roku;
  • jaki zbiornik będzie potrzebny do obsługi tej nieruchomości;
  • jaka będzie w przypadku tej działki wysokość rocznej opłaty za zmniejszenie naturalnej retencji terenu przez zabudowanie go, jeśli wejdą w życie projektowane zmiany ustawy Prawo wodne [1].

Oszacowania ilości wody pitnej, którą można zaoszczędzić, dokonuje się na podstawie liczby mieszkańców i wyposażenia domu w przybory sanitarne oraz wielkości ogrodu. Można też uwzględnić liczbę samochodów, jeśli są one myte przy domu.
W obliczeniach związanych bezpośrednio z wodą deszczową należy uwzględnić:

  • lokalizację – zależy od niej ilość wody deszczowej, którą można pozyskać (średnia wysokość opadów na danym terenie);
  • rodzaj i powierzchnię połaci dachowej – od rodzaju materiału zależy skuteczność zbierania wód opadowych;
  • rodzaj gruntu – na gruncie przepuszczalnym zastosowanie rozsączania jest łatwiejsze i tańsze, łatwiej też o retencję naturalną w celu ograniczenia ryzyka przepełnienia zbiornika przy deszczu nawalnym.

Do oszacowania możliwej opłaty za zmniejszenie retencji dodatkowo potrzebna będzie powierzchnia działki oraz powierzchnia terenów utwardzonych (dachy, drogi, chodniki, podjazdy, parkingi, tarasy i inne), wraz z rodzajem materiałów wykorzystanych do ich pokrycia.

W ramach przykładu obliczeniowego analizowana jest nieruchomość znajdująca się w Sobótce pod Wrocławiem. Powierzchnia działki wynosi 6,3 a. Na działce znajduje się dom z dachem o powierzchni 200 m2 krytym dachówką oraz chodniki i podjazdy z kostki brukowej o powierzchni 120 m2. Pozostałą część nieruchomości (310 m2) zajmują tereny zielone – trawnik i uprawa ogrodowa. Dom zamieszkiwany jest przez czteroosobową rodzinę, użytkującą jeden samochód, który raz w miesiącu jest myty przy domu. Ciepła woda w budynku pochodzi z lokalnego źródła ciepła.

Obliczenia zużycia wody pitnej, które można zastąpić wodą deszczową

Do obliczeń przyjęto, że wodę opadową można wykorzystać do podlewania ogrodu, mycia samochodu i spłukiwania toalety. Podstawą obliczeń są normatywy podane w rozporządzeniu w sprawie określania przeciętnych norm zużycia wody [2], ujęte w tabelach 1 i 2.



Zgodnie z normatywami jedno mycie samochodu osobowego pochłania ok. 175 l wody [2]. Na podstawie danych literaturowych przyjęto też, że w budynkach mieszkalnych na spłukiwanie miski ustępowej wykorzystuje się ok. 30% całkowitego zużycia wody w gospodarstwie domowym [3]. Wartość zużycia wody przyjęto jako 100 dm3/d/M (według wyposażenia mieszkania z wersu 4. tabeli 1).

Na podstawie powyższych oszacowań obliczono, że:

  • na spłukiwanie toalety każdy mieszkaniec zużywa: 30% · 100 dm3/d = 30 dm3/d/M, dla całego gospodarstwa:
    30 dm3/d/M · 365 d/rok · 4 M/rok = 43 800 dm3/rok = 43,8 m3/rok;
  • na mycie samochodu zużywa się:
    12 mies./rok · 0,175 dm3/mies. = 2100 dm3/rok= 2,1 m3/rok;
  • na podlewanie ogrodu zużywa się (zgodnie z tabelą 2, wers 1):
    15 dni/mies. · 6 mies. · 2,5 dm3/m2 · 310 m2 = 69 750 dm3/rok = 69,75 m3/rok.

woda do zaoszczędzenia
= 43,8 + 2,1 + 69,75 = 115,65 m3/rok.

Ponieważ do obliczeń przyjęto określone założenia, realne zużycie wody do potencjalnego zaoszczędzenia może być nieco niższe lub wyższe.

Czytaj też: Opomiarowanie zużycia mediów i zdalny odczyt >>

Obliczenie ilości wody deszczowej uzyskiwanej dla przykładowej inwestycji

Szacunkowa ilość wody na rok będzie obliczana według wzoru:

Q = H · A · Ψ m3/rok

gdzie:

H – wysokość opadu, m;
A – powierzchnia dachu w rzucie poziomym, m2,
Ψ – współczynnik spływu, charakterystyczny dla danej powierzchni, -.

Wielkość H jest odczytywana z mapy izohiet [4]. Wartości na mapie podane są w [mm], do obliczeń należy podzielić odczytaną wartość przez 1000.

HSobótka = ok. 570 mm/rok = 0,57 m/rok.

Wielkość Ψ można znaleźć w różnych źródłach, np. w normie PN-EN 752-2008 [5], w normie PN 92/B-01707 [8] czy w normie niemieckiej DIN 1989-1 [9]. Według normy PN-EN 752-2008 współczynnik Ψ wynosi 0,9 dla dachów płaskich i 1,0 dla stromych, a według normy PN 92/B-01707 – 1,0 dla dachów o nachyleniu >15° oraz 0,8 dla dachów o nachyleniu <15°.

Dla domu w Sobótce z przykładu obliczeniowego:

  • H = 0,57 m,
  • A = 200 m2,
  • Ψ = 0,9 – przyjęto wartość mniej korzystną (dla której pozyskane zostanie mniej wody):

Q = H · A · Ψ = 0,57 m/rok ∙ 200 m2 ∙ 0,9 = 102,6 m3/rok

Uzyskana wartość jest nieco mniejsza od ilości wody pitnej, którą teoretycznie można zastąpić wodą deszczową. Oznacza to, że przy odpowiednim zaprojektowaniu instalacji (np. z wykorzystaniem wody deszczowej do spłukiwania toalet) i sprzyjającym rozkładzie opadów można zrobić użytek ze 100% wód opadowych z danego terenu.

Obliczanie objętości zbiornika i zasady jego doboru

Podstawą systemu wykorzystania wód opadowych jest zbiornik do ich bezpiecznego magazynowania. Zbiornik dobiera się w oparciu o objętość magazynowanej wody opadowej. Objętość zbiornika jest przyjmowana tak, by zapewnić pełną sprawność systemu wody opadowej przez 20–30 dni – w literaturze i materiałach producentów pojawia się często 21 dni, tj. 3 tygodnie.

Objętość zbiornika wyznacza się ze wzoru opartego na wcześniejszych obliczeniach:

V = f ·H · A · Ψ · 1/365 · t [m]

gdzie:

f – sprawność filtra zastosowanego na dopływie wody do zbiornika, przyjmowana według materiałów producentów, -;
H – wysokość opadu, m2;
A – powierzchnia dachu w rzucie poziomym, m2;
Ψ – współczynnik spływu charakterystyczny dla danego rodzaju dachu, -;
t – liczba dni bez opadów, podczas których zbiornik zapewnia pełną sprawność systemu, d; t = 20–30 d.

Dla domu w Sobótce:

  • H = 0,57 m,
  • A = 200 m2,
  • Ψ = 0,9,
  • f = 0,9 (wartość przyjęta do oszacowań wstępnych, choć rzeczywista zależy od konkretnego rozwiązania),
  • t = 21 d (wartość zalecana w wielu materiałach producentów).

V = 0,9 · 0,57 m/rok · 200 m2 · 0,9 · 1/365 rok/d · 21 d = 5,31 m3

Na podstawie tak obliczonej objętości można podjąć decyzję, jakie będzie zastosowanie wód opadowych (podlewanie ogrodu, mycie samochodu, spłukiwanie toalet) i wytypować odpowiedni rodzaj zbiornika.

 

Przy ostatecznym doborze wielkości zbiornika i decyzji, ile zbiorników zastosować, należy uwzględnić, że zbyt mały zbiornik nie wystarczy do założonych zastosowań, a w zbyt dużym woda będzie przetrzymywana za długo, co może negatywnie wpłynąć na jej jakość.

Zbiorniki wykonuje się z polietylenu, polipropylenu, kompozytów i betonu o różnych kształtach. W przypadku zbiorników z tworzyw sztucznych wzmocniona konstrukcja i użebrowanie zwiększają ich wytrzymałość, co przekłada się na zakres zastosowań.

Zbiorniki wymagają także wyposażenia w przelewy awaryjne lub kanały odpływowe, uruchamiane w przypadku nadmiaru wody deszczowej. Planując dofinansowanie budowy z programów takich jak „Moja Woda” (na 2021 rok planowany jest jej kolejny nabór), należy pamiętać, że cała woda opadowa ma pozostać na działce [6]. W tym przypadku nadmiar wody trzeba odprowadzić na teren działki (do gruntu, oczka wodnego, ogródka wodnego lub studni chłonnej).

Należy bezwzględnie przestrzegać zasad posadowienia zbiorników, uwzględniając wskazania producenta: rodzaj gruntu, głębokość posadowienia i przykrycia oraz zasady wykonania wykopu i zabezpieczenia zbiornika w wykopie (np. zastosowanie podsypki).

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[wody opadowe, gromadzenie wód opadowych, analiza obliczeniowa, oszczędność wody, dom jednorodzinny, zużycie wody pitnej]

   12.01.2021

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Jak uzyskać do 5000 zł za polecenie instalacji na gaz »

ogrzewanie na gaz


 

Który grzejnik wybrać? Aluminiowy czy stalowy »

grzejniki aluminiowe czy stalowe


 


Zaprojektuj niezawodne instalacje w budynku »

Czy wiesz, jakich błędów unikać przy instalacji? »

zawory antyskażeniowe
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


 Jak zapewnić skuteczny monitoring parametrów środowiskowych w pomieszczeniach medycznych »

izolacje w instalacji


 


Czy bezdotykowy design stanie się standardem? »

Jak zminimalizować stratę energii w układach wentylacyjnych »
armatura bezdotykowa
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Skróć czas montażu i uruchomienia układu mieszającego nawet o 50% »

uklad mieszający projektowanie



Jak zadbać o higienę w miejscach publicznych »

Na której platformie znajdziesz niezbędne narzędzia dla instalatora »
 
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Co zrobić kiedy nie możesz pozbyć się wody z wycieku »

wyciek z rury


 


Jaki wybrać płyn do instalcji w przemyśle spożywczym »

Od czego zacząć, gdy chcesz zabezpieczyć hale przemysłowe przed pożarem »
panele fotowoltaiczne ochrona przed pożarem
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jak zabezpieczyć dylatację przed pożarem »

dyletacja

 



Do 77% oszczędności na zużyciu energii »

Z poradnika hydraulika - gdzie kupisz sprawdzony sprzęt »

cichy oszczedny klimatyzator hydraulik
jestem na bieżąco » korzystam z wiedzy »

 


Jakich elemntów potrzebujesz do projektu fotowoltaicznego »

alternatywne zrodla energii


 


Które pompy ściekowe mogą być stosowane na dużej głębokości » Upały dają się we znaki! Co lepsze? Centrala wentylacyjna czy rooftop? »
kanalizacja wentylatory
wiem więcej » poznaj dziś »

 


Czy pompa ciepła się opłaca »

alternatywne zrodla energii


 


Poznaj metody na oszczędność wody »

W czym tkwi sedno w projektowaniu instalacji grzewczej »
produkcja studni wodomierzowych
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Co osuszy powierznię do 80 m² »

osuszanie pomieszczeń


 

 


Ekspert Budowlany - zlecenia

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
10/2021

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 10/2021
W miesięczniku m.in.:
  • - Zmiany klimatyczne a ogrzewanie
  • - Rekomendacje dla central basenowych
Zobacz szczegóły

Bezpłatny newsletter

Mamy dla Ciebie prezent 


Wystarczy,

że zapiszesz się na newsletter,
a otrzymasz link do

e-book

" Kotły na biomasę i biopaliwa "

Zapisuję się »

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl