Системы удаления атмосферных осадков

Крыши общественных зданий проектируют скатными и плоскими, из мате­риалов с различными сроками службы. При этом долговечность здания в целом во многом зависит от того, насколько имеющаяся на нем кровля защищает здание от воздействия атмосферных осадков.

Атмосферные осадки удаляются с кровель как организованно, так и неорганизованно (естественным путем). Для организованного удаления атмосферных осадков предусматривают наружные или внутренние водосточные системы.

Способы удаления атмосферных осадков

Существует несколько способов удаления атмосферных осадков с крыш зданий:

1. Наружная система. Состоит из расположенных снаружи здания лотков, желобов и водосточных стояков, изготовленных из листовой кровельной стали (меди, различных пластиков и др.):

• с отрытым выпуском воды на тротуар, в зеленую зону или на проезжую часть улицы, примыкающую непосредственно к зданию;

• с закрытым выпуском воды в подземную сеть городских водостоков или общесплавную сеть канализации — так называемый рижский тип.

2. Внутренняя система. Состоит из расположенных снаружи водосточных воронок и выпусков и внутри — водосточных стояков:

• с отрытым выпуском воды на тротуар или в зеленую зону, примыкающую к зданию;

• с закрытым выпуском воды в подземную сеть городских водостоков или в общесплавную сеть канализации.

3. Регулярный сброс вручную либо с использованием средств малой механизации выпадающего снега с крыш на свободные участки прилегающей к зданию территории и последующего его вывоза грузовиками, например, на снегоплавильные станции.

4. Общесплавная система внутренних водостоков. При использовании этой системы водосточные воронки устанавливают на канализационных стояках общесплавной системы водоотведения.

5. Открытый слив дождевых и талых вод с кровель зданий:

• неорганизованный — при сбросе вод по всему периметру крыши, имеющей уклон;

• сосредоточенный — при отрытом сбросе воды с помощью выносных лотков;

• ориентированный — при устройстве плоской крыши с нулевым уклоном со сбросом дождевых вод на подветренную сторону.

6. Система удаления атмосферных осадков при помощи их испарения — так называемые бессточные крыши-ванны.

Широкое распространение получили первые три способа.

Обшесплавные системы внутренних водостоков устраивают либо при общесплавной системе городской канализации, либо при наличии резерва мощности на очистных сооружениях раздельной системы водоотведения, что могло бы дать возможность присоединить водосточные воронки к канализационным стоякам и при раздельной системе. В практике такие условия встречаются крайне редко, поэтому эти системы практически не применяют.

Открытый слив дождевых и талых вод с крыш зданий в связи с повышенными требованиями к благоустройству зданий применяют очень редко. При этом способе происходит наледеобразование в зимнее время, а в теплое — смачивание стен зданий стекающими по всему периметру кровли потоками воды, что приводит к преждевременному разрушению строительных конструкций.

Системы ориентированного открытого слива, при которых удаление дождевых вод с плоскости крыши с нулевым уклоном на подветренную сторону должно исключать задувание ветром воды на стены здания, недостаточно проверены.

Крыши-ванны нашли распространение в Канаде и других странах. В России эта система почти не применяется в силу очень жестких требований, предъявляемых к долговечности и водонепроницаемости гидроизоляционных материалов.

Наибольшее распространение имеют системы наружных и внутренних водостоков. Вновь строящиеся здания оборудуют, как правило, внутренними водостоками. Большинство уже существующих имеют наружные водостоки. Практика эксплуатации показала, что в периоды с устойчивыми отрицательными температурами воздуха системы наружных водостоков работают не всегда удовлетворительно. В результате наледеобразования у водосточных воронок на кровле образуется подпор талых вод, что приводит к разрушению конструкции крыши, вызывает сырость в зданиях, ухудшает температурно-влажностный режим чердаков и т. д. Для выхода из такой ситуации иногда используют анти-обледенительные нагревательные системы, недостатком которых является высокая цена.

Системы наружных водостоков с закрытым выпуском воды в подземную сеть, так называемые системы рижского типа, не применяют в условиях средней полосы России из-за того, что водосточные стояки, проходящие через слои мерзлого грунта для присоединения к закрытым городским сетям, замерзают и тем самым выводят систему водостоков из строя.

Одним из основных недостатков наружных водостоков является их малая долговечность, в несколько раз меньшая, чем у строительных конструкций зданий. Применение для водостоков не только черной, но и оцинкованной листовой стали нельзя считать целесообразным. Теоретически считается, что хорошо изготовленные, правильно навешенные и эксплуатируемые в нормальных условиях трубы из черной листовой стали имеют срок службы 15 лет, а из оцинкованной — 20 лет. Однако фактический срок службы наружных водосточных труб из оцинкованной стали, например, в условиях Москвы сокращается почти в восемь раз и составляет не более семи—восьми лет. В промышленных районах, где в воздухе наблюдаются значительные концентрации хлористых и сернистых соединений, ремонт и смену водосточных труб зачастую требуется производить каждые два—четыре года. На сооружение и ремонт систем наружных водостоков расходуют огромное количество дефицитного тонколистового проката. Так, только в Москве ежегодно на ремонт жилого фонда уходит более 500 000 п.м. водосточных труб и 150 000 комплектов соединительных частей, для которых требуются тысячи тонн оцинкованной стали. Использование для устройства наружных водосточных систем полимерных труб, желобов и других изделий позволяет существенным образом изменить ситуацию, поскольку они, как правило, имеют весьма высокую коррозионную устойчивость к химическим загрязнениям атмосферы.

Самым совершенным и надежным способом отвода воды с кровель зданий являются внутренние водостоки. Они отвечают современной архитектурно-строительной тенденции к устройству плоских и пологих кровель. Конструкции водосточных систем, а следовательно, их проектирование и монтаж тесно связаны с конструкцией и архитектурным решением здания. С другой стороны, на решение некоторых конструктивных элементов здания могут оказать влияние способы устройства внутренних водостоков. В связи с этим монтаж такой системы должен быть тесно увязан с решением строительных конструкций и план­ровочным решением здания в целом, а также прилегающей к нему территории.

Для обеспечения наибольшей надежности работы внутренние водостоки зданий устраивают с одной воронкой на стояке. При этом стояки прокладывают так, чтобы они не ухудшали интерьер здания. Чаще всего их заделывают в специальные штробы.

Наиболее перспективным направлением является применение для устройства внутренних водостоков полимерных тонкостенных труб. Типоразмеры выбирают только на основе априорного знания гидравлических, временных и температурных режимов работы проектируемых систем внутренних водостоков. Временные параметры работы водостоков в различных режимах, в том числе в режиме «отдых», в течение расчетных сроков службы систем при применении металлических труб во внимание не принимаются, поэтому их определяют на основе обработки метеорологической информации для конкретного климатического района. Тепловой режим изучают на внутренних водостоках зданий, аналогичных проектируемым водосточным системам. Гидравлические режимы принимают по имеющимся метеорологическим данным для конкретного климатического района.

Атмосферные воды с кровель общественных зданий удаляют также неорганизованным (естественным) способом. Такой способ используют как для плоских, так и для скатных кровель. Обязательное условие при этом устройство достаточно больших свесов карниза, чтобы предохранить стены, углы и цоколи зданий от переувлажнения.

При возведении общественных зданий капиталовложения в неорганизованное (естественное) удаление атмосферных вод минимальны, а на последующую эксплуатацию и ремонт — максимальны. Объясняется это тем, что при дальнейшей эксплуатации зданий происходит интенсивное разрушение их кровли, в особенности при значительных колебаниях температуры наружного воздуха. Переувлажнение стен и цоколей, обмерзание карнизов зданий приводит к существенным ухудшениям эксплуатационных качеств ограждающих конструкций и, как следствие, снижению долговечности здания в целом.

Достаточно эффективными для удаления атмосферных осадков особенно дождевых являются наружные водосточные системы, которые устраивают с использованием водосточных желобов, лотков и труб. К сожалению, наружным водосточным системам в значительной мере свойственны те же недостатки, что и имеющиеся при неорганизованном отводе атмосферных вод. Осенью и весной вода в водосточных желобах, лотках, воронках и трубах может замерзать. Это непременно будет приводить к ускоренному разрушению отдельных элементов и, следовательно, к необходимости их ремонта либо замены. Отсюда существенные эксплуатационные расходы на содержание наружных водосточных систем. Увеличить время до разрушения элементов наружной водосточной системы при оттепелях и заморозках удается только за счет дополнительных капитальных вложений — путем увеличения диаметра водосточных труб (до 200—250 мм). Это не всегда приемлемо при строительстве нового общественного здания.