Podtlakové odvodňovací systémy TOPWET

Při návrhu odvodnění ploché střechy stojí projektant před rozhodnutím, jaký ze dvou základních systémů odvodu dešťové vody ve svém projektu bude nejlepší použít. Zda klasické gravitační systémy, nebo podtlakové systémy, kterým se rovněž někdy říká vakuové systémy, nebo systémy plného průřezu. Oba systémy využívají sílu gravitace, ale značně rozdílným způsobem, což má za následek rozdíl ve výkonu, uspořádání a výpočtu.

Klasický gravitační systém odvodu dešťové vody může být navržen pro velké povrchy střech, ale nezabraňuje přístupu vzduchu do potrubí. Z tohoto důvodu je potrubí vyrobeno ve větších rozměrech za předpokladu, že zaplnění dešťovou vodou je cca 20 % až 33 %, zbylá část objemu potrubí je pak vyplněna odpovídajícím množstvím vzduchu. U klasického odvodnění střechy jsou vpusti jednoduché „trychtýře“, zabudované do střešní krytiny a připojené ke svodům, které jsou stejně vysoké jako budova. Následně je dešťová voda odváděna do vodních akumulačních nádrží, případně dešťové kanalizace (obr. 1).

Obr. 1.

 

 

 

 

 

 

 

U klasických systémů odvodnění střechy vpust neobsahuje žádnou vložku nebo zařízení, a tudíž vtok vody do systému je možno popsat jako vír vtahující vzduch do potrubí (obr. 2).

Obr. 2.

 

 

 

 

 

 

Horizontální odvod je vždy se sklonem min. 1 %, což může někdy způsobit potíže při návrhu vnitřní dispozice. Největší výhodou tradičního systému gravitačního odvodnění je vysoký koeficient bezpečnosti díky velkým průměrům potrubí. Jednotlivé komponenty se spojují jednoduchým způsobem bez nutnosti dalšího speciálního vybavení.

Naproti tomu podtlakový systém se skládá ze speciálních vpustí, zahrnujících desku, která zamezuje vzniku víru a brání pronikání vzduchu do potrubí. Vpusti jsou připojeny krátkými trubkami o poměrně malém průměru k horizontálnímu sběrnému potrubí, které se nachází hned pod střechou budovy. Sběrné potrubí vede vodorovně (není vyžadován žádný sklon), dokud se nepřipojí ke svodu. Svod vede do odvodňovacího potrubí, které je pod zemí a odvádí vodu přímo do sběrné nádrže nebo do hlavního potrubí obecní dešťové kanalizace (obr. 3).

Obr. 3.

 

 

 

 

 

 

Největší výhodou podtlakového odvodnění je menší počet vpustí než u klasického systému. Díky tomu je určen především pro odvodnění velkých střech. Kvůli nižšímu koeficientu bezpečnosti je povinnost současně instalovat systém pojistného odvodnění.

Zamezení přístupu vzduchu umožňuje, aby systém pracoval při 100% naplnění vodou (obr. 4), díky čemuž se využívá celý průměr potrubí a výrazně zvyšuje průtok, který je až 10krát rychlejší ve srovnání s klasickými odvodňovacími systémy.

Obr. 4.

 

 

 

 

 

 

Podtlakové odvodnění je rovněž někdy nazýváno sifonový systém odtoku dešťové vody, protože je založen na stejném principu jako sifon (obr. 5). Sifon je obecně obrácená trubka ve tvaru písmene U, která se používá na přenesení kapaliny z jedné nádoby do druhé, která je umístěna v nižší poloze. Když je potrubí plné, kapalina v delší části potrubí má tendenci klesat v důsledku vlastní hmotnosti, což způsobuje nasávání kapaliny do kratší části trubičky.

Obr. 5.

 

 

 

 

 

 

Podtlakové proudění začíná až v okamžiku, kdy je potrubí zcela plné, a pokračuje, dokud nebude dosažena rovnováha. Energie, která stojí za tímto účinkem, je důsledkem rozdílu výšky dvou nádob. Čím větší je tento rozdíl, tím vyšší je tlak, a v důsledku toho je vyšší rychlost průtoku v potrubí. Výkon podtlakového odvodňovacího systému je proto mnohem vyšší než u klasického systému, kde tlak vytváří pouze množství vody, které se kumuluje na střeše. U podtlakového odvodnění vzniká v různých místech místech podtlak a přetlak, a tak dochází k rychlému zvýšení rychlostí a v důsledku toho i průtoku systému (Bernoulliho rovnice).

Jednotlivé fáze podtlakového odtoku dešťové vody

1. Fáze
Mírný proud vody, tzn. do 15 % návrhové hodnoty intenzity srážek. Střešní vpust funguje jako v konvenčním gravitačním systému a proudění obsahuje velký podíl vzduchu (obr. 6).

Obr. 6.

 

 

 

 

 

 

2. Fáze
Druhá fáze nastává, když se stupeň plnění vody odváděné ze střechy pohybuje v rozmezí 15 až 60 % z návrhové hodnoty intenzity srážek. Průtok vody je nespojitý a systém proto kolísá mezi gravitačním a podtlakovým režimem. Při těchto hodnotách srážek voda na střeše zahltí střešní vpust, zamezí se přisávání vzduchu do potrubí, a tím se spouští podtlakový režim. Rychlost vody v potrubí se proto zvyšuje, což má za následek pokles vodní hladiny na střeše. Tím se do potrubního systému opětovně dostává vzduch, který naruší podtlakový režim (obr. 7).

Obr. 7.

 

 

 

 

 

 

3. Fáze
Když se stupeň plnění vody odváděné ze střechy pohybuje v rozmezí 60 až 95 % návrhové hodnoty intenzity srážek, potrubí je zcela naplněné vodou, i když je v potrubí stále přítomno velké množství vzduchových bublin. Tento stupeň se nazývá bublinkové proudění a vyznačuje se vysokou rychlostí proudění vody díky vytvořenému podtlakovému efektu (obr. 8).

Obr. 8.

 

 

 

 

 

 

4. Fáze
Když je stupeň vody odváděné ze střechy větší než 95 % návrhové hodnoty intenzity srážek, podtlakový režim má maximální efekt a dosahuje se maximální rychlosti proudění vody v potrubí bez jakéhokoliv přisávání vzduchu. Tento stupeň se nazývá plné proudění a v tomto režimu neprodukuje žádný hluk ani vibrace (obr. 9).

Obr. 9.

 

 

 

 

 

 

 

Proč zvolit podtlakový systém TOPWET?

Úspora materiál

Podtlakový systém vyžaduje menší počet střešních vpustí a umožňuje výrazné snížení průměrů trubek, počtu požadovaných úchytů a počtů svodů. To má za následek úsporu až 80 % ze svislých trubek. Tyto úspory se projeví především u velkých odvodňovaných ploch.

Flexibilní dispoziční řešení

Všechny střešní svody jednoho žlabu jsou napojeny na jedno vodorovné potrubí, tzv. kolektor, který je bezespádý. Svislé svody jsou umístěny kdekoliv u obvodových stěn budovy, čímž se zabrání jakémukoliv narušení dispozice. Možnost volby umístění svislých svodů a absence dalších potrubí umožňuje vysokou flexibilitu návrhu tohoto podtlakového systému.

Celkový výkon

Při provozu dosáhne dešťové potrubí 100 % stupně plnění v celém systému. Rychlost vody v potrubí je proto vyšší a má za následek mimo jiné samočištění potrubí.
Integrovaná manžeta hydroizolace

Vpusti podtlakového systému TOPWET je možné dodat s integrovanou manžetou hydroizolace dle vlastního výběru v závislosti na střešním plášti.

Technická podpora

Na návrh a konstrukci správně fungujících podtlakových systémů je potřeba dobrá znalost principu fungování a režimu průtoku celého podtlakového systému. Návrhy podtlakového systému jsou prováděny za pomocí speciálního softwaru. Výstupem je pak grafické izometrické znázornění rozmístění jednotlivých větví rozvodů a výkaz výměr. Součástí návrhu je vždy i výpočet nouzového odvodnění, které je nedílnou součástí odvodnění ploché střechy. Firma TOPWET, s. r. o., jako tradiční výrobce vpustí pro gravitační odvodnění nabízí nyní v rámci technické podpory svým zákazníkům i poradenství a zpracování návrhů podtlakových systémů zdarma.

Ing. Jakub Král
TOPWET, s.r.o.

Komerční sdělení