Afløbsinstallationer. Hans Thorkild Jensen. Undervisningsnotat BYG DTU U-057 DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET ISSN

Transkript

1 nov-06-ainst.doc Hans Thorkild Jensen Afløbsinstallationer DANMARKS TEKNISKE UNIVERSITET Undervisningsnotat BYG DTU U ISSN

2 nov-06-ainst.doc BYG.DTU/htj AFLØBSINSTALLATIONER

3 nov-06-ainst.doc INDLEDNING ADMINISTRATIVE FORHOLD VED AFLØBSSYSTEMER HOVEDAFLØBSSYSTEMET Hovedafløbsledninger og deres placering GENERELLE FORHOLD VED AFLØBSINSTALLATIONER Normkrav - funktionskrav Tilløb og tilslutning til hovedafløbsledninger Udformning af afløbsinstallationer HYDRAULISK GRUNDLAG, FORMLER OG DIAGRAMMER Formler og diagrammer til dimensionering Minimumsfald og selvrensning SPILDEVANDSINSTALLATIONER Dimensionerings forudsætninger Spildevandsstrømme Minimumsfald for spildevandsledninger Dimensionering af udluftede spildevandsledninger Liggende udluftede spildevandsledninger Stående udluftede spildevandsledninger Dimensionering af ikke-udluftede spildevandsledninger Dimensionering af udluftningsledninger REGNVANDSINSTALLATIONER Overfladeafstrømning og afløbskoefficienter Regnintensitet Acceptabel risiko for overbelastning Dimensionering af regnvandsledninger Dimensionsgivende regnvandsstrøm Minimumsfald for regnvandsledninger Dimensionering med stuvning i hovedafløbssystemet Afløb fra tage Afløb fra skrå tage Afløb fra flade tage Tagafvandingssystemer med fuldtløbende ledninger Nedsivning af regnvand Opbygning af faskiner Dimensionering af faskiner DIMENSIONERINGSMETODER FOR AFLØBSINSTALLATIONER Dimensionsgivende afløbsstrøm Minimumsfald ved dimensionering Opbygning af beregningsskema PROJEKTERING AF AFLØBSINSTALLATIONER Tilslutning af afløbsgenstande til faldstammer Udførelse af afløbsledninger i bygninger Side- og samleledninger i bygning Disponering af ledningsfald Ledningsføring fra bygning til jord Rensemuligheder Normens krav Placering og afstandskrav til renseadgange Renseadganges udformning Stikledningers placering og rensemuligheder Rørtyper og rørdimensioner til afløbsinstallationer... 40

4 nov-06-ainst.doc DRÆNSYSTEMER VED BYGNINGER Principper for dræning Jordbunds- og grundvandsforhold Drænsystemers opbygning og udformning Ledningsdræn Stendræn Dimensionering af dræn DIMENSIONERINGSDIAGRAMMER OG EKSEMPLER Figur 1 Administrative forhold ved afløbssystemer....7 Figur 2 Placering af afløbsledninger og andre ledninger i et gadetværsnit...7 Figur 3 Eksempler på ledningsplacering i lodret plan for fælles- og separatsystemer...8 Figur 4 Indløbsdele og byggedele til afløbsinstallationer...9 Figur 5 Afløbsinstallationer, stikledning og hovedledning ved fællessystemet...10 Figur 6 Afløbsinstallationer, stikledninger og hovedledninger ved separatsystemet...10 Figur 7 Afløbsinstallationer og tilslutning til hovedledninger, lodret snit...10 Figur 8 Eksempel på kælderplan med afløbsinstallationer og samleledninger i jord...11 Figur 9 Definition af fyldningsforhold og relativ vanddybde [2] Figur 10 Grafisk afbildning af Coolebrook-Whites formel for fuldtløbende, cirkulære ledninger...13 Figur 11 Grafisk afbildning af Brettings omregningsformel til delvist fyldte rør...13 Figur 12 Afløbskarakteristik for almindeligt WC (øverst) og WC med reduceret skyllevandsmængde [8]...15 Figur 13 Dimensionsgivende spildevandsstrøm i udluftede ledninger for Σq s,f 12 l/s. Efter [1] Figur 14 Definition af ledningstyper i bygning Figur 15 Regnafstrømning fra skrå flader [2]...25 Figur 16 Vandrette tagrenders kapacitet afhængig af regnintensitet, dimension og nedløbsrørets placering.[2]...26 Figur 17 Nedløbsrørs kapacitet afhængig af regnintensitet, dimension og placering.[2]...26 Figur 18 Tagnedløbsskåle (tagbrønde) til flade tage af plast (A) og støbejern (B) [2] Figur 19 Tagafvanding ved traditionelt gravitationssystem og ved "udsugningssystemet" [3]...27 Figur 20 Tagafvanding, trykbalance i "udsugningssystem" Figur 21 Tagnedløb til mindre faskine. Efter [3]...28 Figur 22 Dimensionering af mindre rendefaskiner. [4] Figur 23 Eksempel på ledningsdiagram for afløb fra parcelhus tilsluttet fællessystem...31 Figur 24 Eksempel på ledningsdiagram for afløb fra etagebolig tilsluttet separatsystem...31 Figur 25 Beregningsskema for afløb fra parcelhus tilsluttet fællessystem Figur 26 Beregningsskema for afløb fra etagebolig Figur 27 Eksempel på ledningsdiagram med tilslutning af installationsgenstande...34 Figur 28 Dimensionsskift ved overgang fra stående ledning til liggende ledning. [2]...34 Figur 29 Styr, fastspænding og ekspansionsmuligheder. [2]...35 Figur 30 Genanvendelse af indstøbte støbejernsrør ved renovering (Blucher RS 75) Figur 31 Tilslutning af WC og gulvafløb (GA) til faldstamme ved renovering (Blucher RS 75)...35 Figur 32 Tilslutningsmuligheder for WC og gulvafløb (GA) til rensebrønd. [2]...36 Figur 33 Tilslutning til hovedledning via nedgangsbrønd. [2]...36 Figur 34 Eksempler på ledningsføring ved rækkehusbebyggelse. [2]...36 Figur 35 Inspektions- og rensebrønd af plast, lodret og vandret snit [2] Figur 36 Rensegrenrør der kan anvendes, hvor der ikke forekommer trafikbelastning. [2]...38 Figur 37 Rensemuligheder for stikledninger [2]...39 Figur 38 Inddeling af jordbunds - og grundvandsforhold i 4 klasser [2] Figur 39 Drænsystem ved bygning. Stendræn, stikdræn og omfangsdræn [2] Figur 40 Lodret og vandret indskudsdræn ved bygning, hvor der er højt grundvandsspejl [2] Figur 41 Dimensioneringsdiagram for udluftede spildevandsledninger af ler, beton eller støbejern...47 Figur 42 Dimensioneringsdiagram for udluftede spildevandsledninger af plast eller rustfrit stål Figur 43 Dimensioneringsdiagram for regnvandsledninger af ler, beton eller støbejern...49 Figur 44 Dimensioneringsdiagram for regnvandsledninger af plast og rustfrit stål...50 Figur 45 Principtegning for stuvning i ledningssystem [2]...54 Figur 46 Tilslutning til faldstammer og samling i stueplan eller kælder. Blucher RS

5 nov-06-ainst.doc Tabel 1 Opdeling af afløbsvand....6 Tabel 2 Forudsatte spildevandsstrømme fra forskellige installationsgenstande [1]...16 Tabel 3 Forudsatte- og dimensionsgivende spildevandsstrømme for en boligs enkelte rum [1]...17 Tabel 4 Mindste luftstrømme og største tilladelige tryktab i udluftningsledninger [2]...19 Tabel 5 Vejledende regler for ledningsdimensioner og antal WC-tilslutninger. Efter [1] Tabel 6 Vejledende dimensioner og faldhøjder for ikke-udluftede spildevandsledninger. Efter [1] Tabel 7 Afløbskoefficienter for forskellige overfladetyper på arealer med afvanding Tabel 8 Landsregnrækker bestemt ud fra i alt 139 års målinger fra 6 stationer [9] Tabel 9 Dimensionsgivende regnintensiteter for regnhændelser med 10 minutters varighed.efter [2]...22 Tabel 10 Leveringsprogram for tætte afløbsledninger i PVC Ø 90 mm...40 Tabel 11 Eksempler på plastrør godkendt til anvendelse i jord...40 Tabel 12 Dimensioner for forskellige typer af plastrør til afløbsinstallationer i bygning...41 Tabel 13 Støbejernsrør og rustfri stålrør. Handelsdimensioner i systemer til bygning og jord...41 Tabel 14 Filtermaterialer og rørtyper til drænsystemer afhængig af jordart ved tilbagefyldning Tabel 15 Dimensionsgivende drænvandsstrømme. Efter [2]...45 Tabel 16 Drænsystemer ved bygninger. Hovedtyper, anvendelse, udformning og placering...45 Tabel 17 Beregning af hastighed, vandføring og minimumsfald for spildevandsledninger...46 Tabel 18 Beregning af hastighed, vandføring og minimumsfald for regnvandsledninger...46 Litteratur: [1] DS 432. Norm for afløbsinstallationer (1994). Dansk Standard. [2] Afløbsinstallationer, SBI-anvisning 185 (1997), Statens Byggeforskningsinstitut. [3] Vand & Afløb, Ståbi, Ingeniøren bøger (2000). [4] Miljøstyrelsen (1992), Spildevandsforskning nr. 36, Lokal afledning af regnvand. [5] Mikkelsen, P.S. og Jacobsen, P. (1993): Dimensionering af anlæg til Lokal Afledning af Regnvand. Laboratoriet for Teknisk Hygiejne, DTH. [6] IDA Spildevandskomitéen (1994), Skrift nr. 25. Nedsivning af regnvand - dimensionering. [7] B. Howald Petersen (2004). Elementære rørstrømninger. [8] Nye muligheder for udformning af vand- og afløbsinstallationer (1986)., SBI rapport 178 [9] DIF Spildevandskomitéen (1974). Bestemmelse af regnrækker. Skrift nr. 16.

6 nov-06-ainst.doc Indledning Type afløbsvand: Tilledes fra: Et traditionelt afløbssystem består af installationer i bygninger med tilhørende grundareal samt hovedledninger og bygværker i offentlige arealer. Afløbssystemet skal transportere spildevand, regnvand samt dræn- og infiltrationsvand, der samlet benævnes afløbsvand. Afløbsvand skal principielt transporteres fra kilden, dvs. fra bebyggelser og afvandede arealer til recipienten, der er betegnelsen for det vandområde, som afløbsvandet udledes i. Ved lokal afledning af regnvand (LAR) kan recipienten være grundvandet. I det samlede afløbssystem kan følgende dele indgå: 1. Afløbsinstallationer, der omfatter anlæg for opsamling og afledning af afløbsvand fra bygninger med tilhørende grundarealer. 2. Hovedafløbssystemer, der omfatter sammenhængende systemer af afløbsledninger, som transporterer afløbsvandet fra de enkelte bebyggelser og andre befæstede arealer (fx veje) til rensningsanlæg og/eller recipient. 3. Bygværker (fx bassiner og overløbsbygværker) placeret i forbindelse med afløbsnet. 4. Rensningsanlæg, hvor opløste og suspenderede stoffer kan udskilles fra afløbsvandet. 5. Udløbsledning, der transporterer afløbsvand til et fastlagt udledningssted i recipienten. Tilstrømningen til hovdafløbssystemer foregår især via stikledninger fra ejendommene i oplandet, fra rendestensbrønde i grund- og vejarealer samt fra tilsluttede drænsystemer. Tilstrømningen opdeles normalt i spildevand, overfladevand og grundvand, jf. Tabel 1. Størrelsen af tilstrømningen varierer med tiden, både indenfor et døgn og fra døgn til døgn. Især tilstrømningen af overfladevand giver store variationer, mens spildevands- og grundvandstilstrømningen følger en mere jævn rytme. Spildevand Overfladevand Grundvand Husspildevand Industrispilde-vand Regn- og smeltevand Dræn- og infiltrationsvand Tabel 1 Opdeling af afløbsvand. 2. Administrative forhold ved afløbssystemer Husholdninger, institutioner. kontorer m.v. Erhvervsvirksomheder Vand fra produktion, herunder køle-og spulevand Veje, gader, parkeringspladser, gårdarealer, tagflader m.v. Bygningsdræn og drænede arealer samt utætte rør og samlinger. Et afløbssystem kan opdeles i en privat del og en offentlig del som vist øverst på Figur 1. Fra afløbsvandets kilder frem til recipienten er systemet teknisk set en helhed. Men af flere årsager udgør grundgrænsen mellem privat og offentligt areal en betydningsfuld skillelinie. Afløb på privat areal samt stikledning skal udføres efter "Norm for afløbsinstallationer" [1], som er en del af byggelovgivningen. Normen angiver funktions- og kvalitetskrav for afløbsinstallationer til afledning af spildevand, overfladevand og drænvand fra bygninger med tilhørende grundarealer. Afledning kan ske til hovedledninger, til anlæg for rensning og til nedsivning. For afløbsledninger uden for skel findes ingen central godkendelsesordning, hvorfor bygherren (sædvanligvis kommunen) selv må opstille funktionsog kvalitetskrav og sikre deres overholdelse.

7 nov-06-ainst.doc Afløbssystemets byggedele kan være ens til privat og offentlig anvendelse, men styrken af byggedelene skal tilpasses trafikbelastningen. Hovedafløbsledninger bør af hensyn til anlæg, drift og vedligeholdelse placeres i offentlige arealer. Afløbsledninger kan placeres i midten af gaderne. Ved brede, stærkt trafikerede gader er fortovene ofte så brede, at afløbsledninger med fordel kan placeres her. Placeres en ledning under hvert fortov, behøver stikledningerne ikke at krydse kørebanen. I øvrigt må placeringen vælges under hensyntagen til alle de andre typer installationer, der placeres i gade og vej, jf. Figur 2. Figur 1 Administrative forhold ved afløbssystemer. 3. Hovedafløbssystemet Ethvert byggeri kræver forundersøgelser om afløbsmuligheder og tilslutningsbetingelser. I denne forbindelse er det derfor vigtigt at have kendskab til den principielle opbygning af hovedafløbssystemer. Hovedafløbssystemet består af hovedafløbsledninger, rensningsanlæg og udløb til recipient. Hovedafløbssystemets kapacitet og opbygning er bestemmende for hvilke tilslutningsbetingelser, der stilles ved udledning fra de enkelte ejendomme. 3.1 Hovedafløbsledninger og deres placering. Hovedafløbsledninger er det net af ledninger, som transporterer afløbsvandet fra de enkelte bebyggelser og andre afvandede arealer (fx veje) til rensningsanlæg og recipient. I forbindelse med afløbsledninger placeres fx indløbsbygværker for overfladevand, nedgangs- og inspektionsbrønde. Figur 2 Placering af afløbsledninger og andre ledninger i et gadetværsnit. Afløbsledninger bør bl.a. udfra et økonomisk synspunkt lægges så højt som muligt, dog aldrig så højt, at de kan komme til at deltage i jordens bevægelser ved tøbrud. Disse bevægelser kan forårsage utætheder i samlingerne og forskydning af ledningerne både i lodret og vandret plan. Frostfri dybde regnes i Danmark til 0,75 m. Tørre ledninger tæt på bygninger, jf. Figur 4, kan dog placeres i minimum 0,3 m dybde. Ved placering i vejarealer bør dybden til oversiden af afløbsledningen være minimum 1,25 m. På Figur 3 er vist nogle principielle placeringsmuligheder for ledninger i lodret plan. Den nødvendige ledningsdybde bestemmes primært af, om kældre og dræn i de omliggende bebyggelser skal kunne afvandes ved gravitation til afløbsledningerne.

8 nov-06-ainst.doc De afløbssystemer, der udføres i praksis, domineres af de to hovedtyper, fællessystemet og separatsystemet. I fællessystemet afledes spildevand samt regn- og drænvand i et fælles ledningssystem. Ved separatsystemet udføres der to adskilte ledningssystemer, et for spildevand og et for regn- og drænvand. Ledningssystemet for regnvand kan afhængig af bebyggelsen erstattes med en åben grøft. Transporten i afløbsledninger kan principielt ske ved enten gravitation, tryk eller vakuum. Valg af transportmetode afhænger af terrænforhold, vandmængde, stofkoncentration m.v. Fællessystemet bygger på, at afløbsvandet i størst muligt omfang transporteres ved gravitation, medens separatsystemet er mere fleksibelt over for kombinationer af tryk og gravitation som transportmetoder. Som en variant af separatsystemet kan nævnes vakuumsystemet, hvor spildevandet transporteres ved, at der skabes undertryk i ledningerne. Vakuumsystemet består i princippet af to spildevandsledninger, en til spildevand fra WC-afløb og en til spildevand fra køkken- og badafløb. Figur 3 Eksempler på ledningsplacering i lodret plan for fælles- og separatsystemer. De øverste figurer viser den mest udbredte placering og udformning. Placeringen nederst til venstre har i praksis vist sig at give mange problemer. 4. Generelle forhold ved afløbsinstallationer Afløbsinstallationer er som en del af byggevirksomhed underlagt byggelovgivningen, hvor "Norm for afløbsinstallationer" DS 432 [1] indeholder myndighedernes krav til afløbsinstallationer. Normen fastsætter funktionskrav til afløbsinstallationer og anviser metoder til kravopfyldelse. Som supplement til normen henvises til Afløbsinstallationer, SBI-anvisning 185 [2]. I denne anvisning beskrives, hvordan installationer kan projekteres og udføres, så de opfylder normens krav. Udførelse af afløbsinstallationer må kun forestås af autoriserede personer (sanitetsmestre og kloakmestre). 4.1 Normkrav - funktionskrav Af afløbsnormens funktionskrav fremgår det bl.a. at afløbsinstallationer skal udføres således : Der skal opnås en tilfredsstillende bortledning af det tilførte afløbsvand under hensyntagen til tilslutningsforhold og omgivelser samt til installationens, grundens og bygningens anvendelse. Forudsigelige temperatursvingninger og andre fysiske påvirkninger må ikke medføre en utilfredsstillende bortledning. Der må ikke ske utilsigtet ind - og udtrængning af vand. Risikoen for at der forekommer skadelig erosion skal være lille. Ressourceforbruget skal være rimeligt lavt (vand -, energi -, og materialeforbrug). Der skal anvendes materialer med en rimelig bestandighed overfor mekaniske og kemiske påvirkninger.

9 nov-06-ainst.doc Normens funktionskrav kan sammenfattes til, at afløbsinstallationer udformes og dimensioneres, så der er en rimelig sikkerhed for at der ikke forekommer: Oversvømmelse aflejringer så transportkapaciteten nedsættes lugtgener ved brydning af vandlåse støjgener Ifølge normen må hovedafløbssystemet ikke tilføres afløbsvand, der kan skade eller forringe funktionen af ledninger, bygværker, rensningsanlæg og recipient. Spildevand må således ikke indeholde stoffer eller have egenskaber, der: Er til fare for personale, der vedligeholder afløbssystemet Medfører korrosion i afløbssystemet Forringer rensningsanlæggets funktion Krav til stofindhold i tilledt afløbsvand vedrører især spildevand og normalt vil husspildevand opfylde kravene. I installationerne kan indgå komponenter for tilbageholdelse af specielle stoffer, som ikke må tilledes hovedafløbssystemet. For at sikre at komponenter og materialer, der indgår i afløbsinstallationer, opfylder normens funktions- og kvalitetskrav er der etableret en række godkendelseseller kontrolordninger. De vigtigste er: VA-godkendelse (VA-mærkning), der administreres af Erhvervs- og Boligstyrelsen. CE-mærkning. Godkendte og mærket efter harmoniserede europæiske standarder og tekniske godkendelser. CE-mærkning vil efterhånden erstatte VA-mærkning. Mærkning efter dansk standard (DS), europæisk standard (EN) eller international standard (ISO). Mærkning efter frivillig kontrolordning, fx betonvarekontrollen (BVK), trekant-mærket. Figur 4 Indløbsdele og byggedele til afløbsinstallationer. ETA-Danmark A/S er udpeget til at udstede godkendelser. På hjemmesiden findes en oversigt over VA-godkendelser samt en oversigt over produkter, hvoraf det fremgår om der kræves VA-godkendelse. 4.2 Tilløb og tilslutning til hovedafløbsledninger Opsamling af afløbsvand sker ved indløb i installationsgenstande, dræn og overfladeindløb. Transporten foregår i afløbsledninger i bygninger og i jord og videre gennem stikledninger til hovedledninger. Hovedledninger kan udføres som et fællessystem, hvor spildevand samt regn- og drænvand afledes i samme ledningssystem; eller som et separatsystem, hvor der udføres to adskilte ledningssystemer, et for spildevand og et for regn- og drænvand.

10 nov-06-ainst.doc Tilslutningsbetingelserne for afløbsvand til hovedafløbssystemet kan indeholde bestemmelser om: afløbsinstallationen skal udføres som fællessystem eller som separatsystem afløbsvandets kemiske, fysiske og biologiske egenskaber maksimale afløbsstrømme og afløbsmængder hvor og hvordan der tilsluttes til hovedafløbsledningerne de hydrauliske forudsætninger for dimensionering og tilslutning af afløbsinstallationen Figur 5 Afløbsinstallationer, stikledning og hovedledning ved fællessystemet Figur 7 Afløbsinstallationer og tilslutning til hovedledninger, lodret snit. a) fællessystem b) separatsystem Figur 6 Afløbsinstallationer, stikledninger og hovedledninger ved separatsystemet.

11 nov-06-ainst.doc Udformning af afløbsinstallationer Afløbsinstallationer opdeles traditionelt efter installationer i bygning og installationer i jord, især fordi udførelsen pr. autorisation er tildelt to forskellige håndværksfag. Fra indløb i installationsgenstande samles afløbsvandet gennem koblingsledninger og sideledninger i en bygnings etager til lodrette ledninger (faldstammer), der fra nederste dæk, evt. i kælder, føres i jord under bygning eller ud i jord omkring bygning. I jord samles afløbsvandet fra sideledninger til samleledninger og herfra til stikledninger, der forbindes til hovedafløbsledningen i gade eller vej ud for bebyggelsen, jf. Figur 8. Indløb af spildevand, overfladevand og drænvand skal ske så der ikke opstår lugtgener i omgivelserne. Dette kan forebygges ved indbygning af lugtspærre og ved udluftning af installationen. Lugtspærre kan udformes som en vandlås, som er en særlig udformning af et rør eller en komponent, der sikrer, at en lille vandmængde holdes tilbage omkring en lufttæt spærredel, se Figur 4. Den lukkende vandsøjle er normalt mm, og lukket brydes, hvis vandet forsvinder. Vandet i en vandlås kan forsvinde ved utæthed eller fordampning, men kan også trykkes eller suges ud af låsen. I en stor del af brugstiden er en afløbsinstallation fyldt med luft ved atmosfæretryk. Når der sker afløb f.eks. ved skyl fra WC, vil trykændringer i indespærrede luftmasser påvirke vandlukket. Ulempen kan imødegås ved en passende dimensionering af rør, men især ved at udlufte installationen til det fri f.eks. ved at føre faldstammer eller særlige udluftningsstammer op gennem bygningens tag, jf. Figur 7. Hvis de stedlige bygningsmyndigheder tillader det, kan udluftning til det fri erstattes af en vakuumventil monteret under tag. En vakuumventil åbner kun, hvis der er undertryk i ledningen og bidrager ikke til udluftning af det samlede afløbssystem Figur 8 Eksempel på kælderplan med afløbsinstallationer og samleledninger i jord.

12 nov-06-ainst.doc Hydraulisk grundlag, formler og diagrammer Afløbsledninger skal generelt dimensioneres, så de ved strømning er delvis fyldte. Dette gælder specielt for spildevandsledninger, hvor vandet skal kunne bortledes uden at der kommer tryk- eller sugevirkning, der kan bryde vandlukket i de tilsluttede vandlåse. Strømhastigheden i ledninger skal desuden være så stor, at forskydningsspændingen mellem vand og rørvæg sikrer, at der ikke sker aflejringer i ledninger. bygning, samt at den relative vanddybde i fællesledninger ikke overstiger 0,7 for spildevandsandelen alene. Afløbsledninger kan enten placeres som liggende ledninger eller som stående ledninger. En ledning defineres som liggende, når ledningsfaldet ikke overstiger 1000 og som stående når ledningsfaldet er større end 1000 (dvs. når hældningen er større end 45 grader). På Figur 9 er vist definitioner af fyldningsforholdet for stående ledninger og af relativ vanddybde for liggende ledninger. Disse betegnelser benyttes i det følgende. Normens hovedkrav til fyldningsforhold og relativ vanddybde i afløbsledninger er: Ved dimensionering af stående gravitationsledninger må fyldningsforholdet højst være: 0,2 for spildevandsledninger og fællesledninger 0,33 for regnvandsledninger Ved dimensionering af liggende gravitationsledninger må den relative vanddybde højst være: 0,5 for udluftede spildevandsledninger i bygninger 0,7 for fællesledninger og for spildevandsledninger i jord under særlige betingelser 1,0 for fællesledninger i jord under særlige betingelser 1,0 for separate regnvandsledninger De særlige betingelse, der skal være opfyldt, er at ledningsdimensionen er mindst 150 mm og at ledningen har passeret en brønd i jord uden for Figur 9 Definition af fyldningsforhold og relativ vanddybde [2]. Fyldningsforholdet refererer principielt til stående ledninger og relativ vanddybde refererer til liggende ledninger. Ved stående ledninger forudsættes at vandstrømmen danner en hul cylinder langs rørets indervæg Formler og diagrammer til dimensionering Coolebrook- Whites formel for vandføring i liggende fyldte cirkulære ledninger kan udtrykkes som formel 5.8 i [7]. 1,8 ν k q f = U f Af = 1,23 g d S ln + A g d S d 3,7 d Vandføring og hastighed for netop fuldløbende ledninger, hvor energilinien er parallel med rørledningen, defineres med indeks f. For delvis fyldte ledninger kan den relative vandføring bestemmes af Brettings formel: q q f q f q d y U f π y 2π y = 0,46 0,5 cos + 0,04 cos d d vandføringen i netop fyldt ledning (m 3 /s) vandføringen i delvis fyldt ledning (m 3 /s) indvendig rørdiameter (m) vanddybden i ledning (m) strømningens middelhastighed i netop fyldt ledning (m/s) f

13 nov-06-ainst.doc U strømningens middelhastighed i delvis fyldt ledning (m/s) A f tværsnitsareal ved fyldt ledning (m 2 ) A tværsnitsareal røret ved delvis fyldt ledning (m 2 ) g tyngdeaccelerationen (9,81 m/s 2 ) S energiliniens gradient lig med rørledningens gradient (m/m) ν vands kinematiske viskositet (1, m 2 /s ved 10 C) k rørvæggens ruhed (m) A Af 1 y y y y = 2 arccos π d d d d U U f q Af = q A f Af ovenstående formler ses at for en valgt rørtype (med kendt ruhed) og en given temperatur er vandføringen, q = f (d, S, y/d). Sammenhængen mellem vandstrømmen, energiliniens gradient og ledningsdimensionen kan afbildes i diagrammer, der gælder for en valgt relativ vanddybde, ruhed og temperatur. Se eksempel for fyldte ledninger på Figur 10 og for ledninger med en relativ vanddybde 0,5 på Figur 41 og Figur 42. Figur 10 Grafisk afbildning af Coolebrook-Whites formel for fuldtløbende, cirkulære ledninger. Ruhed for ledninger, k = 1mm [3]. Brettings formel for relativ vandføring ved delvis fyldte ledninger er afbildet på Figur 11. På denne figur er også afbildet relative værdier for hastighed, hydraulisk diameter og gennemstrømmet tværsnitsareal. Afbildningen kan vises ud fra følgende formler: D D y y y d d d = 1, hvor D y 2arccos 1 d f 2 = 4 D f ledningstværsnittets hydrauliske diameter ved D P fyldt ledning (m) (D f = d) ledningstværsnittets hydrauliske diameter ved delvis fyldt ledning (m) ledningstværsnittets våde perimeter (m) A P Ledningens hydrauliske diameter, er defineret som forholdet mellem gennemstrømmet tværsnitsareal A og ledningens våde perimeter P multipliceret med 4. Figur 11 Grafisk afbildning af Brettings omregningsformel til delvist fyldte rør. Kurve for R/R f gælder også for D/D f

14 nov-06-ainst.doc For stående cirkulære gravitationsledninger kan vandføringen som funktion af ruhed, diameter og fyldningsforhold beregnes af Wyly-Eatons potensformel: q = 7,9 k d f 5 3 d ,9 q = k f 3 8 For et fuldtløbende rør (og et halvt fyldt rør) med indvendig diameter d i = d ses at ledningens hydrauliske diameter, D = D f = d. Formlen for relativ hydraulisk diameter D/D f er vist tidligere og afbildet i Figur 11. Det ses heraf at for relativ vanddybde i ledningen y/d < 0,5 er D < D f og for y/d > 0,5 er D > D f. q vandføring i en delvis fyldt ledning (l/s) k ledningens ruhed (m) d indvendig ledningsdiameter (m) f fyldningsforholdet (m 2 /m 2 ) Wyly-Eatons formel forudsætter at vandstrømmen danner en hul cylinder langs rørets indervæg og gælder kun for fyldningsforhold der ikke overstiger ca. 1/3. Udfra Wyly-Eatons formel kan sammenhængen mellem vandstrøm og ledningsdimension afbildes i dimensioneringsdiagrammer, der gælder for valgt fyldningsforhold og ruhed. Se diagrammer, der gælder for fyldningsforhold på henholdsvis 0,2 og 0,33 i afsnittet med eksempler Minimumsfald og selvrensning Afløbsnormens krav om, at der ikke må opstå aflejringer så transportkapaciteten nedsættes, betyder at ledninger skal være selvrensende. Selvrensningsevnen kan udtrykkes ved hjælp af forskydningsspændingen mellem rørvæg og afløbsstrøm. For en ensformig strømning beregnes forskydningsspændingen udfra formlen: D D τ = ρ g S = γ S 4 4 τ vægforskydningsspændingen (N/m 2 ) ρ afløbsvandets densitet (kg/m 3 ) g tyngdeaccelerationen (m/s 2 ) S energiliniens gradient (m/m) γ afløbsvandets rumvægt (N/m 3 ) D ledningstværsnittets hydrauliske diameter (m) De nødvendige forskydningsspændinger τ o for at selvrensning opnås er ifølge normen: 2,50 N/m 2 for spildevandsledninger af beton, glaseret ler og støbejern 2,25 N/m 2 for spildevandsledninger af plast og rustfrit stål 1,5 N/m 2 for regnvandsledninger af ler, beton og støbejern 1,35 N/m 2 for regnvandsledninger af plast og rustfrit stål. Selvrensningen i ledninger vil kun være opfyldt når vandføringen og dermed strømhastigheden er tilstrækkelig stor til at de nævnte forskydningsspændinger opstår. I praksis benyttes ofte begrebet ledningsfald eller ledningens bundhældning i stedet for gradienten. En lednings bundhældning defineres som forholdet mellem en ledningsstræknings lodrette og vandrette projektion, medens gradienten er forholdet mellem den lodrette projektion og ledningslængden. For små værdier af ledningens vinkel med vandret er forskellen mellem gradient og hældning ubetydelig. For delfyldte ledninger med konstant vanddybde kan den nødvendige bundhældning S o for at selvrensning opnås (ledningens minimumsfald) derfor beregnes af: S 0 4 τ o = ρ g D

15 nov-06-ainst.doc Spildevandsinstallationer Afløbsnormen DS 432 stiller som hovedregel krav om, at enhver lokalitet med vandinstallation skal forsynes med afløbsmulighed. Undtagelser kan forekomme ( f.eks.drikkevandsautomater og sprinkleranlæg). Det overordnede funktionskrav er, at der ikke må ske oversvømmelse eller skade på bygningsdele. 6.1 Dimensionerings forudsætninger Ved dimensionering af spildevandsledninger skal det sikres at de ved strømning kun er delvis fyldte og at der ikke sker aflejringer i ledninger. Generelt gælder det, at ledningsdimensioner ikke bør aftage i strømretningen. Ved dimensionering af spildevandsledninger skelnes der mellem følgende ledningskategorier: udluftede ledninger ikke-udluftede ledninger udluftnings ledninger En ledning kan regnes for udluftet når lufttilførsel sker i vandets strømningsretning fra enten en udluftningsledning, en vakuumventil eller en brønd. Hvis lufttilførsel kun er mulig mod vandets strømningsretning regnes ledningen for ikke-udluftet. En udluftningsledning er en ledning (normalt lodret), der udlufter systemet eller som sikrer luftilførsel ved undertryk i ledninger Spildevandsstrømme Ved dimensionering af spildevandsinstallationer bestemmes følgende vandstrømme: Den forudsatte spildevandsstrøm. Enten den vandstrøm der afgives fra installationsgenstande, eller den vandstrøm der afgives ved udtømning af magasinerede vandmængder over en rimelig tid. Den dimensionsgivende spildevandsstrøm. Beregnes udfra de tilsluttede installationsgenstande under hensyntagen til sandsynligheden for samtidig anvendelse. Den forudsatte spildevandsstrøm fra en installationsgenstand er fastsat udfra målinger og erfaringer ved brug. Værdier for almindeligt anvendte installationsgenstande er vist i Tabel 2. For installationsgenstande der ikke er anført i tabellen henvises til VA-godkendelser. Dette gælder fx WC med mindre skyllevandsmængde end 6 l/s. Se i øvrigt Figur 12, hvor afløbskarakteristikker er vist for WCér med skyllevandsmængde på henholdsvis 6 l/s og 3 l/s. Det fremgår heraf, at maksimumsstrømmen for de to typer er næsten ens. For vandførende ledninger skal bestemmes: dimensionsgivende spildevandsstrøm minimumsfald for ledningen det aktuelle ledningsfald og den tilhørende ledningsdimension Figur 12 Afløbskarakteristik for almindeligt WC (øverst) og WC med reduceret skyllevandsmængde [8]

16 nov-06-ainst.doc Forudsat Installationsgenstand spildevandsstrøm q s,f I/s Badekar 0,9 Bidet 0,3 Brusearrangement 0,4 Drikkekumme Medregnes ikke Gulvafløb i boliger 0,9 Gulvafløb i andet end boliger: GA med Ø 50 mm udløb 0,9 GA med Ø 75 mm udløb 1,2 GA med Ø 100 mm udløb 1,5 Håndvask 0,3 Køkkenvask i bolig, enkelt eller 0,6 dobbelt Køkkenvask ved erhverv, enkelt eller 1,2 dobbelt Opvaskemaskine i bolig 0,6 Rengøringsvask, udslagningsvask 0,6 Udslagningskumme, bækkenskyller 1,8 Urinal 0,3 pr. stand, dog højst 1,8 i alt Urinal med skylleventil 0,4 Vaskemaskine i bolig 0,6 Vaskerende 0,4 pr. m eller 0,3 pr. tapsted WC med cisterne eller skylleventil 1,8 med 6-9 I skyllevandsmængde For brusekabiner med pumpeafløb er den forudsatte spildevandsstrøm lig pumpens ydelse, dog mindst 0,4 I/s. For gulvafløb kan de anførte værdier anvendes, hvor de tilførte spildevandsstrømme ikke kan fastlægges med sikkerhed. For udluftede ledninger bestemmes q s,d som en reduceret vandstrøm fastsat udfra sandsynligheden for, at ikke alle installationsgenstande er i brug samtidigt. For udluftede ledninger med q s,f < 12 l/s vurderes det hvilke installationsgenstande, der kan være i brug samtidigt, se fx Tabel 3. Summen af afløbsstrømme fra disse installationsgenstande anvendes som dimensionsgivende spildevandsstrøm. For udluftede ledninger med q s,f > 12 l/s kan den dimensionsgivende spildevandsstrøm aflæses af diagrammet vist på Figur 13 udfra summen af de forudsatte spildevandsstrømme for alle tilsluttede og tilfældig benyttede installationsgenstande. Diagrammet er konstrueret således, at den aflæste værdi er den spildevandsstrøm, der kan forventes at optræde én gang i døgnet. Hvis der er installationsgenstande, der benyttes systematisk (stor sandsynlighed for samtidig benyttelse) skal de forudsatte vandstrømme herfra summeres og adderes til den dimensionsgivende vandstrøm fra de øvrige tilfældigt benyttede installationer. Tabel 2 Forudsatte spildevandsstrømme fra forskellige installationsgenstande [1]. Den dimensionsgivende spildevandsstrøm q s,d bestemmes forskelligt for udluftede og ikke-udluftede ledninger. For ikke-udluftede ledninger anvendes summen af de forudsatte spildevandsstrømme, dvs. q s,d = q s,f. I summen af forudsatte spildevandsstrømme medregnes alle vandstrømme fra tilsluttede installationsgenstande Σq s,f [l/s] Figur 13 Dimensionsgivende spildevandsstrøm i udluftede ledninger for Σq s,f 12 l/s. Efter [1]. A: Hoteller, sygehuse, skoler, kaserner, biografer, forsamlingsrum, omklædningsrum i fabrikker B: Boliger, kontorbygninger, kollegier, alderdomshjem.

17 nov-06-ainst.doc Rum Installationsgenstande i rummet Forudsatte spildevandsstrømme q s,f (l/s) Dimensionsgivende spildevandsstrøm q s,d (l/s) Køkken Køkkenvask 0,6 0,6 Opvaskemaskine 0,6 Toilet og WC 1,8 1,8 kombineret bad og toilet håndvask Andre installationsgenstande 0,3 - Baderum Håndvask 0,3 1,5 med badekar Bruser Badekar Vaskemaskine 0,4 0,9 0,6 Baderum uden badekar Håndvask Bruser Vaskemaskine Håndvask 0,3 0,4 0,6 0,3 1,0 0,4 Bruser 0,4 Hele 1,8 boligen Tabel 3 Forudsatte- og dimensionsgivende spildevandsstrømme for en boligs enkelte rum [1] For dimensionsgivende spildevandsstrømme forudsættes udluftet ledning Minimumsfald for spildevandsledninger Den dimensionsgivende spildevandsstrøm kan som nævnt forventes at optræde én gang i døgnet. Selvrensningskriteriet for spildevandsledninger er normalt formuleret ved at ledningen skal skylles ren én gang i døgnet. Den vandstrøm der skal anvendes ved beregning af selvrensning er således den dimensionsgivende spildevandsstrøm. Ved denne vandstrøm er ledningens evne til selvrensning opfyldt, hvis forskydningsspændingen, τ mellem rørvæg og afløbsstrøm bliver mindst : 2,50 N/m 2 for spildevandsledninger af beton, glaseret ler og støbejern 2,25 N/m 2 for spildevandsledninger af plast og rustfrit stål Selvrensningen i ledninger vil kun være opfyldt, når vandføringen og dermed strømhastigheden er tilstrækkelig stor til, at de nævnte forskydningsspændinger opstår. Hvis spildevandsledninger lægges med minimumsfald, opnås der principielt selvrensning én gang i døgnet svarende til at de nævnte forskydnings-spændinger opstår. Ifølge normen kan minimumsfald for liggende spildevandsledninger uden beregning sættes til: 12 når WC er tilsluttet (q s,d 1,8 l/s) 20 når WC ikke er tilsluttet (q s,d < 1,8 l/s) I det efterfølgende eksempel ses den hydrauliske begrundelse for normens angivelse af minimumsfald.

18 nov-06-ainst.doc Eksempel S1. Beregn minimumsfald for en liggende udluftet 100 mm spildevandsledning af beton. Krav til forskydningsspændingen er, τ 2,5 N/m 2 Liggende udluftede spildevandsledninger dimensioneres for en relativ vanddybde, y/d 0,5. For halv fyldt ledning er D = d = 0,1 m. Det mindste ledningsfald, der opfylder selvrensningskriteriet for en halv fyldt betonledning med d i = 100 mm: S 4 τ o 4 2,5 = = ρ g D ,81 0,1 0 = 10,2 Med det beregnede minimumsfald for den givne ledning, kan spildevandsstrømmen ved en relativ vanddybde på 0,5 beregnes af de tidligere angivne formler til 2,36 l/s (se Tabel 17) eller aflæses til 2,4 l/s af diagrammet vist i Figur 41. Hvis den aktuelle dimensionsgivende spildevandsstrøm, i en given ledning (handelsdimension), er mindre end svarende til en relativ vanddybde på 0,5, fås principielt et større minimumsfald end det ovenfor beregnede. For en (dimensionsgivende) spildevandsstrøm på 1,8 l/s i en valgt betonledning med d i = 100 mm kan minimumsfaldet beregnes til 11,5 ved en relativ vanddybde på 0,42 (jf. eksempel S2). For en (dimensionsgivende) spildevandsstrøm på 1 l/s i en valgt betonledning med d i = 100 mm kan minimumsfaldet beregnes til 15,3 ved en relativ vanddybde på 0,29. For en (dimensionsgivende) spildevandsstrøm på 0,55 l/s i en valgt betonledning med d i = 75 mm kan minimumsfaldet beregnes til 20 ved en relativ vanddybde på 0, Dimensionering af udluftede spildevandsledninger Liggende udluftede spildevandsledninger Liggende udluftede spildevandsledninger i bygninger dimensioneres for en relativ vanddybde 0,5. Formler eller diagrammer vist på Figur 41 og Figur 42 kan anvendes til dimensionering. Liggende udluftede spildevandsledninger i jord kan dimensioneres for en relativ vanddybde 0,7, hvis ledningsdimensionen er mindst 150 mm og ledningen har passeret en brønd i jord uden for bygning Formler eller diagrammer i [2] kan anvendes til dimensionering. Generelle krav til mindste indvendig diameter for liggende ledninger er, jf. Tabel 5 : I bygninger min. 75 mm når der føres afløb fra WC. I jord min. 75 mm og min. 96 mm når der føres afløb fra WC Stående udluftede spildevandsledninger Stående udluftede spildevandsledninger dimensioneres for et fyldningsforhold på 0,2. Formel eller diagrammer vist på Figur 41 og Figur 42 kan anvendes til dimensionering. Hvor en stående ledninger kommer efter en liggende betyder reglen om at ledningsdimensionen ikke bør aftage i strømnings-retningen, at en stående ledning efter en liggende ledning skal have mindst samme dimension som den liggende ledning.

19 nov-06-ainst.doc Dimensionering af ikke-udluftede spildevandsledninger Ved ikke-udluftede spildevandsledninger viser forsøg og erfaringer, at der skal anvendes større dimensioner end for tilsvarende udluftede spildevandsledninger. I ikke-udluftede ledninger kan trykudligning kun ske nedefra, dvs. mod spildevandsstrømmen og ved propdannelse kan trykudligningen derfor kun ske når proppen løsnes. Dimensionen på ikke-udluftede spildevandsledninger bestemmes udfra summen af de forudsatte spildevandsstrømme uden reduktion for samtidighed. Afløbsnormen indeholder regler, der angiver sammenhængen mellem forudsatte spildevandsstrømme, dimensioner og tilladelige faldhøjder, se Tabel 6. Minimumsfald for ikke-udluftede spildevandsledninger kan uden beregning sættes til: 12 når WC er tilsluttet (q s,d 1,8 l/s) 20 når WC ikke er tilsluttet (q s,d < 1,8 l/s) Hvis der ikke foretages beregning af tryksvingninger kan følgende mindste indvendige diameter anvendes: q s,f 5 l/s d i = 44 mm (d nom = 50 mm) q s,f > 5 l/s d i = 65 mm (d nom = 75 mm) Følgende overvejelser skal gøres: Ved lange udluftningsledninger med mange enkeltmodstande anbefales det at udføre udluftningsledningen med samme dimension som den udluftede ledning. Hvor flere udluftningsledninger samles til én, bør den have en indvendig diameter på mindst 96 mm. Nedløbsbrønde for regnvand bør kun anvendes som udluftning, hvis lufttilførslen er sikret under regn. Kontrol af den valgte udformning af udluftningsledningen kan ske ved en almindelig tryktabsberegning, når det forudsættes at udluftningsledningen fører en beregningsmæssig mindste luftstrøm. Denne luftstrøm og det tilladelige tryktab ses i Tabel 4. Antal etager Mindste beregningsmæssige luftstrøm (l/s) Største tilladelige tryktab (Pa) Figur 14 Definition af ledningstyper i bygning. Tabel 4 Mindste luftstrømme og største tilladelige tryktab i udluftningsledninger [2]. 6.4 Dimensionering af udluftningsledninger Udluftningsledninger skal udføres og dimensioneres, så tryksvingningerne i ledninger ikke overstiger Pa.

20 nov-06-ainst.doc Ledningsplacering I bygning lndv. diameter Stående ledning uden liggende del Liggende d i udluftet og (mm) Udluftet Ikke-udluftet ikke udluftet ledning 75 < di < 80 2 WC'er, anbragt på hver sin etage 1 WC 1 WC 80 < di < 95 7 WC'er, anbragt på hver sin etage 1 WC 1 WC i et 7-etages hus, eller 2 WC'er pr. etage i et 5 etages hus di > 95 Ingen begrænsninger, Udover de kapacitetsmæssige l jord 75 < di < 95 WC-tilslutning ikke tilladt di > 95 Ingen begrænsninger, udover de kapacitetsmæssige Tabel 5 Vejledende regler for ledningsdimensioner og antal WC-tilslutninger. Efter [1]. Mindre dimensioner kan anvendes i forbindelse med specielle VA-godkendte systemer. Sum af forudsatte spildevandsstrømme q s,f (l/s) Mindste indvendige diameter d i (mm) Typisk handelsdimension for plastrør (PP-rør) d (mm) Tilladelig faldhøjde fra installationsgenstand til tilslutning i udluftningspunkt (m) 0, , , ,4 60 (63) 3 2, , , (4) 8, (4) 12, (4) Tabel 6 Vejledende dimensioner og faldhøjder for ikke-udluftede spildevandsledninger. Efter [1]. For en ikke-udluftet spildevandsledning i jord med afløb fra ét WC er tilladelig faldhøjde 4 m.

21 nov-06-ainst.doc Regnvandsinstallationer Afløbsnormen DS 432 stiller et generelt krav om at regnvand, der falder inden for grundens grænser og kan forårsage gener i form af dryp eller oversvømmelser, skal bortledes gennem et ledningssystem. Dette indebærer at der skal etableres afløb fra: tagflader altaner og større lodrette facader terrasser åbne kældernedgange og lyskasser befæstede arealer terrænoverflader, hvor nedsivning eller overfladisk afstrømning kan give anledning til gener eller skader på bygninger Ved placering af overfladeafløb skal der tages hensyn til at også smeltevand skal kunne bortledes. Funktionskravene til regnvandsinstallationer er som for afløbsinstallationer generelt. De primære krav til regnvandsinstallationer er at de udformes og dimensioneres, så der er en rimelig sikkerhed for, at der ikke forekommer oversvømmelse eller skade på bygningsdele, samt at der ikke forekommer aflejringer i ledninger, der nedsætter transportkapaciteten. 7.1 Overfladeafstrømning og afløbskoefficienter Regn der falder på bygningsdele, der antages impermeable, skal kunne afledes gennem ledningssystemer. Ved regn der falder på befæstede arealer, der er mere eller mindre permeable, vil en del kunne infiltrere og nedsive i de underliggende jordlag. Regnvandsmængden der skal afledes er derfor kun den del der kan afstrømme overfladisk. Afløbskoefficienten er defineret som forholdet mellem den overfladisk afstrømmende regnmængde og den samlede regnmængde: ϕ = q q a R Afløbskoefficienten ϕ kan variere fra 0 til 1 efter befæstelsens art. Bygningsdele vil normalt have ϕ = 1. Afløbskoefficienten kan beregnes overslagsmæssigt udfra andelen af befæstede flader på det aktuelle areal. Overfladens art Afløbskoefficient Tagflade 1,0-0,9 beton- og asfaltoverflade, 1,0-0,8 brolægning med tætte fuger, klippegrund brolægning med grusfuger, 0,8-0,6 flisepladser alm. Grusmacadam 0,6-0,4 gruspladser og gruset fortov 0,4-0,2 parker med rig vegetation 0,15 græsmark, agerjord, haver 0,10 flad, tætbevokset skov 0,05 Tabel 7 Afløbskoefficienter for forskellige overfladetyper på arealer med afvanding. 7.2 Regnintensitet En regnhændelse karakteriseres ved dens intensitet og varighed. Regnhændelser er observeret og målt gennem mange år, og der er ved statistisk bearbejdning opstillet regnrækker, der gælder for enkelte lokaliteter og for landet som gennemsnit (landsregnrækker), se Tabel 8. En regnrække består af regnhændelser, der nås eller overskrides med samme gentagelsesperiode T (år). En regnrække med en angivet gentagelsesperiode består derfor af forskellige regnhændelser der statistisk set vil forekomme med den angivne gentagelsesperiode. I stedet for gentagelsesperiode har det været almindeligt at anvende frekvensen n (år -1 ), (n = l/t). Frekvensen n i Tabel 8 angiver for en given varighed, antallet af regnhændelser, der inden for et middelår har intensiteter den viste intensitet.

22 nov-06-ainst.doc Frekvens Regnvarighed tr minutter n / / / / Tabel 8 Landsregnrækker bestemt ud fra i alt 139 års målinger fra 6 stationer [9]. Observationsperiode Tabelværdier er regnintensiteter i l/(s ha). I den viste tabel med landsregnrækkerne, er kun medtaget regnhændelser med varigheder fra 5 min til 120 min. Ved dimensionering af korte regnvandsledninger, herunder stikledninger, benyttes traditionelt regnhændelser med en varighed på 10 minutter. Regnhændelser med kortere varighed har større intensitet, og kunne teoretisk give større dimensioner, men erfaringsmæssigt benyttes de ikke til dimensionering. Længerevarende regnhændelser, der har mindre intensitet, benyttes til dimensionering af lange ledninger, hvor afløbstiden er større end 10 minutter. Kun ved dimensionering af ledninger med længde over ca. 600 m og ved dimensionering af regnvandsbassiner er længerevarende regnhændelser relevante. 7.3 Acceptabel risiko for overbelastning Ifølge afløbsnormen skal regnvandsledninger dimensioneres udfra hvor hyppigt, der kan accepteres skader og ulemper som følge af overbelastning af ejendommens ledninger. Ved dimensionering af afløbsledninger er det første problem at fastlægge hvor hyppigt overbelastning kan tillades. Ved dimensionering af hovedafløbssystemer har praksis hidtil været: For separate regnvandsledninger tillades normalt, at der sker overbelastning én gang om året (n=1). Anvendes en regnvarighed på 10 minutter fås af landsregnrækkerne at den dimensionsgivende regnintensitet er 110 l/s pr ha (=11 μm/s). For regnvandsafledning i fællesledninger (regnvand + spildevand) tillades normalt at der sker overbelastning én gang hvert andet år (n=½). Anvendes en regnvarighed på 10 minutter fås af landsregnrækkerne at den dimensionsgivende regnintensitet er 140 l/s pr ha (=14 μm/s). For afløbsinstallationer er praksis stort set som for hovedafløbssystemet, men som det fremgår af Tabel 9 er det nødvendigt at differentiere efter skadernes omfang og efter let- eller svært oprettelige skader. Let oprettelige skader kan udbedres ved almindelig rengøring og kortvarig udtørring. Dimensionsgivende regnintensitet afhængig af skader og ulemper ved overbelastning (oversvømmelse) Frekvensen for overbelastning Regnintensiteten for varigheden tr = 10 min Separate regnvandsledninger Regnvand i fællesledninger n (år -1 ) i (l/s pr.ha) mindre oversvømmelser Lugtgener uden for bygninger 1/2 140 let oprettelige skader på bygningsinventar. oversvømmelser i rum med vandtætte gulvkonstruktioner 1/ svært oprettelige skader på bygninger og inventar ~0 ulykker og sundhedsfare for mennesker og dyr Tabel 9 Dimensionsgivende regnintensiteter for regnhændelser med 10 minutters varighed.efter [2] Frekvensen n angiver sandsynligheden for overbelastning i et middelår, dvs. n er i tabellen sandsynligheden for, at der inden for ét år forekommer regnhændelser med 10 minutters varighed, der har intensiteter den dimensionsgivende intensitet.

23 nov-06-ainst.doc Dimensionering af regnvandsledninger Liggende regnvandsledninger kan dimensioneres som fuldtløbende for den dimensionsgivende regnvandsstrøm. Stående regnvandsledninger dimensioneres normalt for et fyldningsforhold på 0,33, men større fyldningsforhold kan anvendes, hvis indløbene er udformet således at større fyldningsforhold kan opnås Dimensionsgivende regnvandsstrøm Den dimensionsgivende regnvandsstrøm q R,d beregnes udfra formlen: q R,d = i ϕ A i dimensionsgivende regnintensitet ϕ afløbskoefficienten A arealet der modtager regn Arealet der modtager regn beregnes som den vandrette projektion af de skrå flader samt 1/3 af de lodrette flader, der vender mod den fremherskende vindretning. Slagregn på facader medregnes kun under forudsætning af at der findes afløbssystem i terræn, så vandet kan afledes Minimumsfald for regnvandsledninger Regnvandsledninger dimensioneres så forskydningsspændingen mellem rørvæggen og afløbsstrømmen bliver mindst : 1,5 N/m 2 for ledninger af ler, beton og støbejern 1,35 N/m 2 for ledninger af plast og rustfrit stål. Selvrensningen i ledninger vil kun være opfyldt når vandføringen og strømhastigheden er tilstrækkelig stor til at de nævnte forskydningsspændinger opstår. Ved dimensionering af separate regnvandsledninger for n = 1 forudsættes normalt, at overbelastning må ske én gang hvert år, svarende til at den dimensionsgivende regnvandsstrøm forekommer én gang hvert år. Ledningens minimumsfald må derfor fastsættes ud fra en vandføring, der forekommer hyppigere end den dimensionsgivende, f.eks. én gang om ugen. Udfra målinger og landsregnrækkerne findes, at en regnhændelse med en intensitet på ca. 10% af intensiteten for den dimensionsgivende regnhændelse, vil forekomme i gennemsnit én gang om ugen i sommerhalvåret og ca. én gang om måneden i vinterhalvåret. Det vælges derfor, at selvrensningskriteriet skal være opfyldt for en vandføring på ca. 10% af den dimensionsgivende regnvandsstrøm. Hvis ledningen ikke er overdimensioneret, svarer det til en relativ vanddybde på ca. 0,25. Minimumsfald for ikke overdimensionerede regnvandsledninger kan derfor beregnes på følgende måder: Kendes kun ledningsdimension kan en relativ vanddybde y/d i 0,25 benyttes. Kendes ledningsdimension og vandstrøm kan en relativ vandstrøm q/q d q/q f = 0,1 benyttes. Eksempel R1. Bestem minimumsfald for en 100 mm regnvandsledning af beton. Minimumsfald for regnvandsledninger kan beregnes for en relativ vanddybde, y/d = 0,25. Krav til forskydningsspændingen er, τ 1,5 N/m 2 Den relative vanddybde, y/d = 0,25 D/D f = 0,6 D = 0,6 D f = 0,6 d Herefter beregnes minimumsfaldet af: S o = 4 τ /(γ D). For d i = 100 mm = 0,1 m fås D = 0,06 m S o = 4 1,5/(9810 0,06) = 10. Praktiske erfaringer viser at regnvandsledninger, der har passeret en sandfang, kan regnes for selvrensende, hvis de lægges med et fald på mindst 10.