Technika Grzewcza i Sanitarna
INSTAL-MNOCHY
ul. Parkowa 1 b
47-100 Błotnica Strzelecka
Tel.: +48 77 4619065
Fax: +48 77 4619065
E-mail: biuro@instal-mnochy.pl
Systemy drenażowe i odwodnienia terenów - zagadnienia teoretyczne
Drenaż francuski - to system drenażu odporny na zamulenie, zapchanie i pęknięcie. Składa się tylko z geowłókniny i kruszywa. Geowłóknina dzięki swojej igłowanej strukturze pełni rolę filtra, co zapobiega migracji drobnych cząstek gruntu i nie dopuszcza do zamulenia drenu. Woda sączy się przez bardzo dużą ilość mikroporów w geowłókninie co sumarycznie daje większą, w porównaniu do rury perforowanej, ilość transportowanej wody. Tego typu odwodnienie można stosować powszechnie przy odwodnieniu dużych powierzchni np. placów, boisk sportowych, parkingów oraz dróg dojazdowych, itp., gdzie zasadniczą sprawą dla długowieczności obiektu jest prawidłowy i niezawodny system odprowadzenia wody. Ponadto drenaże francuskie stosuje się do odwodnień liniowych budowli wodnych np. drenaże zapór czy wałów przeciwpowodziowych.
Drenaż opaskowy - wykonuje się wokół fundamentów budynku, aby zbierać nadmiar wody deszczowej spływającej w głąb ziemi oraz obniżyć poziom wód gruntowych wokół budynku poniżej poziomu posadzki w piwnicy. Najprościej mówiąc drenaż opaskowy to system rur, które odbierają wodę gromadzącą się w pobliżu fundamentów budynku. Drenaż może być niezbędny zarówno wokół budynku z piwnicami, jak i wokół budynku niepodpiwniczonego, jeśli tego wymagają warunki gruntowe i wodne. Dokoła odwadnianego obiektu układa się sączki połączone ze studzienkami retencyjnymi i studzienką zbiorczą, skąd woda odprowadzana jest do odbiornika. Rury drenarskie należy układać z zachowaniem odpowiednich spadków, aby zapewnić grawitacyjny spływ wody. Zwierciadło wody gruntowej, może zlegać płytko, nawet ok., 50 cm poniżej powierzchni terenu. Jej wpływ na budynek, zależy z jednej strony od jej poziomu, ale z drugiej strony bardzo istotna jest głębokość, na jakiej znajdują się ławy fundamentowe domu. Jeśli budynek nie jest podpiwniczony, woda na głębokości np.2,0 m p.p.t raczej mu nie zaszkodzi. Natomiast w przypadku budynku podpiwniczonego w którym 2/3 wysokości zagłębione jest w gruncie, wtedy, w może zalewać piwnice, podmyć fundamenty, zawilgocić, uplastycznić grunt wokół fundamentu powodując zjawisko uplastycznienia i wyparcia gruntu. W takich sytuacjach drenaż jest niezbędny. Poziom wód gruntowych może się zmieniać w ciągu roku – latem jest niski, wiosną bardzo się podnosi i jeśli dochodzi do wysokości ław fundamentowych, może niekorzystnie wpływać na konstrukcję budynku. W przypadku budynku posadowionego na gruncie nieprzepuszczalnym (np. gliny, iły), zasypanie wykopu piaskiem, żwirem lub innym materiałem bardziej przepuszczalnym niż grunt rodzimy powoduje, że w utworzonej wokół budynku „wannie” będzie zbierać się woda, która nie może odpłynąć do głębszych warstw gruntu. W takich sytuacjach drenaż opaskowy jest niezbędny.
Reasumując drenaż opaskowy jest potrzebny wówczas, gdy grunt jest niejednorodny, np. warstwy nieprzepuszczalne, poprzedzielane są niewielkimi warstwami gruntu bardziej przepuszczalnego.
Problem drenażu opaskowego nabiera szczególnej wagi wokół ław fundamentowych w tzw. „niestandardowym terenie”, gdy budynek ma zostać usytuowany na zboczu, skarpie lub w jej otoczeniu i to niezależnie od rodzaju gruntu. Niewykonanie drenażu w takich warunkach może spowodować, że spływ powierzchniowy i podpowierzchniowy wody po zboczu prowadzi do zatrzymania się wody wzdłuż fundamentów budynku i powoduje rozmiękanie gruntu. Konsekwencją takiego stanu rzeczy może być np. osunięcie się ściany budynku. Drenaż wystarczy zamontować po stronie wzniesienia a to zabezpieczy budynek w odpowiednim stopniu przed wodą płynącą zboczem.
Drenażu opaskowego nie wykonuje się wówczas, gdy woda gruntowa znajduje się pod ciśnieniem hydrostatycznym inaczej mówiąc zwierciadło wody posiada charakter naporowy. W takim przypadku niezbędna jest ekspertyza specjalisty geotechnika. Zwierciadła takiej wody nie da się obniżyć i w takim przypadki pozostaje należy wykonać izolację przeciwwodną wokół ścian fundamentowych budynku. Jest to przypadek gdy fundament ma stały kontakt z wodą gruntową.
Drenaż melioracyjny - Jest to systemem stosowany przy w przypadku konieczności odwodnienia znacznych powierzchni terenu. Drenaż melioracyjny układamy głównie w gruntach, na których długo utrzymuje się wysoki poziom zwierciadła wód gruntowych, a także występują zjawiska wycieków, wysięków i lokalnych podtopień. Zasada wykonania drenażu odwadniającego teren jest praktycznie analogiczna jak w przypadku drenażu opaskowego wokół ław fundamentowych budynków. Stosuje się takie same komponenty oraz analogiczną technologię montażu. Drenaż melioracyjny niekiedy bywa nazywany systematycznym i składa się z sieci drenów rur ułożonych w rowach wypełnionych żwirem. Sączki (dreny) zbierają nadmiar wody z powierzchni terenu i odprowadzają ją do punktów zbiorczych a następnie do odbiornika. Drenaż melioracyjny stosuje się zazwyczaj na dużych działkach oraz w terenie otwartym.
Drenaż płaszczyznowy – jest to specjalny typ drenażu niesłusznie bardzo często pomijany bądź zapominany w praktyce budowlanej. W wykopach wypełnionych gruntem spoistym niejednokrotnie może pojawić się pewna ilość gruzy czy kamieni zakopana jako zbędna pozostałość po skończonym pewnym etapie budowy. Obecność tego typu elementów obcych „nierodzimych” może powodować powstawanie na różnych wysokościach ścian fundamentowych tzw. soczewek wodnych, wywierających znaczne parcie hydrostatyczne na ściany budynku. Konsekwencją takiego stanu rzeczy może być np. przedostawanie się wody do wnętrza piwnic. Głównym zadaniem tego typu drenażu jest ochrona ściany budynku przed parciem hydrostatycznym wody. Woda, która pojawia się w gruncie w pobliżu ściany jest przejmowana przez warstwę drenującą i w znajdujących się w niej kanalikach spływa do rury drenującej. Wbudowana styropianowa płyta drenująca jest na całej powierzchni osłonięta tkaniną filtrującą. Na niej zatrzymują się cząstki stałe niesione przez wodę przesączającą się w głąb styropianu i w ten sposób styropianowy filtr jest chroniony przed zatkaniem. Istotne jest aby żwir zachodził wysoko na pionowy drenaż ściany tak aby woda mogła bez trudu dostać się do rury drenującej. Żwir musi sięgać na tyle wysoko, aby woda z płaszczyznowego drenażu ściany w całości trafiała do rury drenującej.
Odwodnienia liniowe - oparte jest na korytkach, kanałach i kratkach z nowoczesnych materiałów montowanych powierzchniowo. Doskonale spełniają swoją rolę w przypadku dużych powierzchni narażonych na ciągłe i zmienne obciążeń na powierzchni terenu np. tereny parkingowe, ciągi ruchu pieszych, obszary przydomowe, samochodów, garaże, obszary przemysłowe, itd. Odwodnienie liniowe często nie jest inwestycją niezbędną, lecz warto je wykonać szczególnie gdy działka jest na gruncie nieprzepuszczalnym. Podczas dreszczów uwolni otoczenie budynku od wielkich kałuż, błota i usunie nadmiar wody z powierzchni utwardzonych.
Kilka słów o wykonawstwie…
Sposób wykonania drenażu zależy przede wszystkim od przepuszczalności gruntu. W przypadku gruntów przepuszczalnych, wykonanie systemu jest proste gdyż na poziomie ławy fundamentowej układa się obsypkę drenarską, następnie rury drenarskie równo obsypane na całej długości. Całość przykryta jest gruntem rodzimym.
Sytuacja nieco bardziej się komplikuje gdy mamy do czynienia z gruntem nieprzepuszczalnym lub bardzo słabo przepuszczalnym. Wzdłuż ściany fundamentowej należy najpierw wykonać tzw. drenaż płaszczyznowy. W tym celu montuje się na ścianie fundamentowej izolację przeciwwilgociową lub przeciwwodną, potem warstwę izolacji ze styropianu i warstwę drenażową, która ułatwia spływanie wody wzdłuż ściany i przyspiesza jej osuszanie. Całość zabezpiecza się tkaniną filtracyjną, czyli zazwyczaj geowłókniną, która układana jest również na dnie wykopu. Stanowi ona filtr zatrzymujący płynące z wodą drobinki gruntu, które mogłyby spowodować kolmatację rur drenarskich. Następnie w odpowiedniej obsypce filtracyjnej, umieszcza się rurę drenarską i zabezpiecza ponownie geowłókniną. Obsypkę filtracyjną wykonujemy z materiału średnicy minimum 16 mm, który zapewni swobodny przepływ wody. Może być żwir rzeczny, otoczaki albo keramzyt. Aby do drenażu mogła dopłynąć woda opadowa, należy na powierzchni terenu wykonać opaskę żwirową wokół całego budynku i tuż przy jego ścianach.
Podstawowe komponenty klasycznych systemów odwodnieniowych:
- rury drenarskie – najbardziej obrazowo rury z otworami na całym obwodzie, przez które do wnętrza wpływa woda. Ponieważ układane są ze spadkiem, woda spływa do najniższego punktu i dzięki temu można ją odprowadzić poza obręb budynku. Rury wykonywane są zazwyczaj z PVC, PE luz z ceramiki (np. kamionka). Należy zaznaczyć, że najbardziej rozpowszechnione i najczęściej stosowane są rury z tworzyw sztucznych ze względu na lekkość, trwałość i łatwy transport. Rury umieszcza się mniej więcej w połowie wysokości ławy fundamentowej. Spód rury powinien znajdować się minimum 20 cm poniżej górnej krawędzi ławy, natomiast nie może znaleźć się poniżej jej dolnej krawędzi, gdyż woda mogłaby się wtedy dostawać pod fundament i powodować jego podmywanie. Jeżeli wykonanie drenażu było przewidziane w czasie prac budowlanych, rury układa się obok ścian fundamentowych. Natomiast jeśli drenaż opaskowy wykonywany jest wokół gotowego już budynku, należy wykonywać go w odległości2-3m od ścian. Rury muszą być ułożone ze spadkiem – najlepiej 2-3 promile (2 - 3 mm na metr)– bo zapewnia on samooczyszczanie się rur. Dopuszczalny jest mniejszy spadek, nawet do wartości 0,5%, ale wtedy należy liczyć się z ewentualnym zatykaniem się rur i koniecznością częstszego przepłukiwania ich wodą. Do wykonania drenażu można zastosować rury owinięte otuliną czyli filtrem, który zabezpiecza ich otwory przed zatykaniem przez cząstki mineralne. W gruntach gliniastych ilastych i pylastych można zastosować rury wykonane z włókien kokosowych. Natomiast w gruntach grubo i drobnoziarnistych (piaski, żwiry) mają zastosowanie rury z tworzyw sztucznych.
- studzienki kontrolne – umieszcza się tam, gdzie rury drenażowe zmieniają kierunek a więc ich zadaniem jest łączenie kolejnych odcinków drenażu. Srednica studzienki musi być na tyle duża, by można było zapewnić swobodny dostęp do końcówek rur drenarskich. Dzięki temu rury drenarskie można czyścic z nagromadzonego w okresie eksploatacji szlamu i mułu. Studzienki zamykane są od zewnątrz zdejmowanymi płytami. Zwykle stosuje się studzienki plastikowe o śr. ok. 30cm lub rzadziej z kręgów betonowych o śr. ok. 80-120cm. Wielu producentów oferuje również studzienki z tzw. „łapaczami piasku”. Studzienki tego typu posiadają wolną przestrzeń poniżej poziomu wlotu rury drenarskiej w której zbierają się cząstki mineralne które wraz z woda mogą przedostać się do wnętrza drenu.
- studzienka zbiorcza – montowana jest na końcu systemu i połączona z nim rurą kanalizacyjną. Jej zadaniem jest odprowadzenie zebranej wody z rejonu budynku. Najwyższy punkt systemu, od którego zaczyna się zbieranie wody, zależy od kierunku spływu wód gruntowych. Będzie to pierwszy róg budynku, na który napotyka płynąca woda. Po przeciwległej stronie znajduje się punkt najniższy, w którym umieszczana jest studzienka zbiorcza.
- obsypka filtracyjna – wykonana z odpowiednio dobranego kruszywa otacza rury drenarskie. Rodzaj obsypki w dużej mierze decyduje o skuteczności i trwałości odwodnienia. Prawidłowo wykonana obsypka potrafi zatrzymać drobne cząstki gruntu, które migrują wraz z woda gruntową. Zazwyczaj zaleca się aby wykonywać obsypkę filtracjną ze żwiru stosowanego jako dodatek do betonu. Na obsypkę nadaje się również keramzyt czyli lekkie kruszywo ceramiczne produkowane z naturalnej gliny.
- materiał filtracyjny (geowłóknina) - oddziela obsypkę filtracyjną od gruntu rodzimego wypełniającego wykop. Geowłóknina jest materiałem, który pełni podwójne zadanie. Po pierwsze przepuszcza spływającą wodę do materiału filtracyjnego a następnie do drenu a po drugie zatrzymuje drobne cząstki mineralne i zabezpiecza złoże filtracyjne przed kolmatacją.
- warstwa filtracyjna – podobnie jak materiał filtracyjny ma znaczący wpływ na skuteczność drenażu. Warstwa filtracyjna wykonywana jest wzdłuż ścian fundamentów lub piwnic budynków. Jej zadaniem jest odprowadzenie wody dopływającej w kierunku ściany do obsypki filtracyjnej i rur drenarskich. Może być wykonana ze żwiru i wówczas wykonywana jest jednocześnie z obsypką. Zamiast żwiru można stosować specjalne płyty drenujące, które wykonuje się przez wykonaniem obsypki filtracyjnej.
- odprowadzenie wody z drenażu - Gdy mamy do czynienia z gruntem przepuszczalnym, a poziom wód gruntowych jest niski, zebraną przez drenaż wodę możemy rozsączyć na terenie, zachowując odległość min. 20,00mb od budynku. Rury rozsączające zakopuje się w ziemi poniżej studzienki zbiorczej systemu drenarskiego. Można dodatkowo wykonać oczko wodne, do którego będzie spływać część zebranej wody. Z oczka wodnego będzie ona stopniowo odparowywać i wsiąkać w glebę. Innym rozwiązaniem jest wykonanie studni chłonnej z dnem usytuowanym w niżej położonej warstwie gruntów przepuszczalnych. Jest to możliwe do zrealizowanie jedynie gdy nie mamy odczynia z naporowym zwierciadłem wody i nie występuje ona pod ciśnieniem. Coraz bardziej popularnym rozwiązaniem jest montaż w ziemi zbiornika w celu magazynowania wody na potrzeby gospodarstwa domowego - podlewanie terenu, woda z przeznaczeniem do sanitariatów itp. Zebraną wodę możemy także odprowadzić poza działkę. Odbiornikiem może być system kanalizacji deszczowej lub ogólnospławnej (nie bytowo-gospodarczej), rów melioracyjny, pobliskie jezioro, staw lub płynący nieopodal ciek wodny. Najlepiej aby odbiornik był położony poniżej systemu drenarskiego, jeże linie ma takiej możliwości, wówczas, można przepompowywać wodę za pomocą pompy do wody zanieczyszczonej.
Wykonując odwodnienie budynku absolutnie wskazane jest wykonanie izolacji fundamentów przed czynnikami zewnętrznymi takimi jak, wilgoć, woda, zimno. Dzięki prawidłowo wykonanej izolacji ważne elementy konstrukcyjne budynku będą chronione przed niszczącym działaniem wody a sam przed nadmiernymi stratami ciepła.
Izolacja termiczna - termoizolacja
Izolacja termiczna chroni dom przed nadmiernymi stratami ciepła. Płyty ze styropianu są lekkie, wystarczająco odporne na wilgoć i mają dobrą izolacyjność termiczną. Do izolacji ścian fundamentowych najlepiej używać płyt ze styropianu hydrofobizowanego, który ma kilkakrotnie mniejszą nasiąkliwość niż tradycyjny styropian, dzięki czemu inwestor zyskuje pewność, że zastosowany styropian nie straci właściwości termoizolacyjnych przez zawilgocenie. Termoizolacje powinno się wykonywać na całej zewnętrznej powierzchni ścian fundamentowych.
Izolacja przeciwwilgociowa
Izolacje przeciwwilgociowe chronią podziemne części budynków przed wilgotnym gruntem. Mają zastosowanie szczególnie wówczas gdy budynek jest posadowiony w gruntach przepuszczalnych (piaskach i żwirach) powyżej poziomu zwierciadła wody gruntowej. Lekką izolację przeciwwilgociową wykonuje się od zewnątrz fundamentów, najczęściej z masy bitumicznej lub zaprawy wodoszczelnej, która jest najłatwiejsza do nałożenia.
Izolacja przeciwwodna
Izolacje przeciwwodne stosuje się, gdy mamy do czynienia z gruntem spoistym, w którym woda może zalegać w pobliżu konstrukcji. Są również niezbędne w budynkach posadowionych poniżej zwierciadła wody gruntowej, a także gdy istnieje niebezpieczeństwo okresowego podnoszenia się poziomu wody gruntowej powyżej poziomu podłogi piwnicy. Izolację przeciwwodną należy wykonać po uprzednim oczyszczeniu powierzchni, uzupełnieniu ubytków zaprawą wodoodporną oraz zagruntowaniu podłoża. Izolacje przeciwwodne można wykonywać przy pomocy papy na lepiku, papy termozgrzewalnej, zaprawy wodoszczelnej czy masy asfaltowej. Dobra izolacja przeciwwodna prócz absolutnej szczelności musi się charakteryzować dużą wytrzymałością mechaniczną.
Izolacja pozioma
Poziome izolacje przeciwwilgociowe w ścianach fundamentowych powinno się wykonywać w dwóch miejscach – na styku z ławami fundamentowymi i ścianami parteru. Zadaniem izolacji poziomej układanej na ławach fundamentowych na całej ich szerokości jest ochrona ścian przed kapilarnym podciąganiem wilgoci z gruntu.
Izolacja pionowa
Pionowe izolacje przeciwwilgociowe w ścianach fundamentowych powinno się wykonywać na całej zewnętrznej powierzchni ścian fundamentowych. Jej zadaniem jest zatrzymanie wilgoci, wody opadowej lub gruntowej przed wniknięciem w ścianę. Izolacja taka powinna szczelnie przylegać na całej powierzchni do podłoża. Od strony zewnętrznej warstwę izolacji pionowej należy zabezpieczyć przed uszkodzeniami mechanicznymi, o które bardzo łatwo podczas zasypywania gotowych fundamentów gruntem. Czasem wystarczy folia kubełkowa, innym razem funkcję ochronną spełni ocieplenie.
Kilka słów o wykonywanie hydroizolacji…
Przystępując do zabezpieczenia fundamentów budynku nalezy pamiętać o odpowiednim przygotowaniu powierzchni. Podłoże należy osuszyć, wyczyścić i zagruntować. Dopiero po wyschnięciu gruntu, można przystąpić do wykonania hydroizolacji. Gdy nałożone warstwy izolacji wodochronnej są już dostatecznie suche dopiero wówczas można przystąpić do wykonywania izolacji termicznej fundamentu czyli do przyklejania płyt styropianowych. Na sam koniec warto zabezpieczyć całość folią kubełkową.
Najczęściej stosowane materiały zabezpieczające przed wodą gruntową:
- papy na lepiku asfaltowym oraz papy termozgrzewalne - nadają się do wykonywania zarówno izolacji poziomej, jak i wszystkich typów izolacji pionowej. Mają dużą wytrzymałość mechaniczną i dobrą elastyczność, rzadko ulegają uszkodzeniu w czasie układania czy podczas eksploatacji. Są odporne na czynniki chemiczne i promienie UV.
- folie płaskie - PVC (polichlorek winylu) o grubości od 0,6 do 2,0 mm służą do wykonywania izolacji poziomych wszystkich typów. Do wykonywania izolacji pionowych każdego rodzaju wykorzystuje się się z kolei folie polietylenowe (PE) – zwykłe, samoprzylepne, zgrzewalne lub klejone o grubość 0,4-0,5 mm.
- folie tłoczone (kubełkowe) - same w sobie nie stanowią izolacji, natomiast służą głównie do ochrony izolacji pionowej czy ocieplenia ze styropianu przed uszkodzeniem podczas zasypywania gruntu oraz jako element drenażu. Produkowane są z polietylenu. Regularnie rozmieszczone wytłoczki umożliwiają odwadnianie zaizolowanej powierzchni oraz swobodny dostęp powietrza do ściany fundamentowej. Grubość folii kubełkowej wynosi zwykle 0,5 lub 0,6 mm, a wysokość wytłoczenia waha się między 3 a 12 mm.
- masy hydroizolacyjne - można z nich wykonywać izolacje przeciwwilgociowe. W zestawieniu z innymi materiałami chroniącymi przed wodą mogą posłużyć do wykonania zasadniczej izolacji przeciwwodnej. Wykorzystuje się do gruntowania powierzchni przed ułożeniem właściwej izolacji. Najbardziej popularne produkty izolacyjne tego typu to lepiki i masy asfaltowe, asfaltowo-żywiczne, asfaltowo-kauczukowe, asfaltowo-polimerowe oraz pozostałe masy bitumiczne. Nanosi się je na ściany pędzlem, szczotką, wałkiem lub pacą. Po wyschnięciu tworzą elastyczną i szczelną powłokę.
- zaprawy hydroizolacyjne - można ich używać do wykonywania wszystkich typów izolacji pionowej. Są to drobnoziarniste zaprawy cementowe modyfikowane żywicami syntetycznymi. Niektóre zaprawy po nałożeniu na fundamenty tworzą powłokę trwale elastyczną, inne – sztywną. Te pierwsze są wygodne w stosowaniu, drugie mogą popękać, gdy nałoży się je zaraz po wykonaniu fundamentów.