Calcolo della fognatura pluviale: analisi delle importanti caratteristiche di progettazione

L'opera tecnica destinata alla raccolta e allo smaltimento dell'acqua piovana (di fusione) è chiamata sistema di drenaggio delle acque piovane. È una di quelle importanti strutture di scopo tecnico-economico che fanno parte degli elementi essenziali di edifici residenziali, commerciali e industriali.

Un fattore importante nella costruzione è considerato il calcolo del sistema di drenaggio delle acque piovane. Costruire il sistema 'alla cieca' comporta rischi di allagamento o eccessiva essiccazione delle aree paesaggistiche, nonché la distruzione della struttura del suolo.

Nell'articolo che presentiamo vengono analizzati in dettaglio i tipi di sistemi di drenaggio, descritti i metodi di costruzione. Vengono esposti i principi fondamentali della progettazione dei sistemi di smaltimento dell'acqua atmosferica. Vengono forniti preziosi consigli per la costruzione.

Classificazione dei tipi di “drenaggi”

La pratica di costruire vari tipi di strutture mostra l'uso di tre tipi di sistemi, ciascuno dei quali si differenzia per i metodi di raccolta e smaltimento dei prodotti delle precipitazioni atmosferiche:

1. Basata su canali e cunette aperti (sistema di tipo a canale).
2. Basata su pozzetti e tubazioni chiusi (sistema chiuso).
3. Basata su una soluzione combinata (sistema misto).

Il primo tipo si realizza in pratica costruendo canali che collegano tra loro le cunette di captazione e, in definitiva, convogliano l'acqua raccolta al di fuori dell'area prevista.

Tutti questi elementi della rete fognaria pluviale hanno una comunicazione aperta con l'ambiente. Per la costruzione di tali strutture è necessaria una quantità relativamente piccola di risorse e materiali.

Lo schema della fognatura pluviale di tipo chiuso dovrebbe essere considerato più avanzato dal punto di vista progettuale. Qui vengono costruite linee di drenaggio nascoste, nonché un sistema di pozzetti di raccolta – speciali serbatoi di accumulo intermedi.

Fognatura pluviale di tipo aperto in versione industriale. Gli elementi principali della struttura sono canali in cemento, sui quali vengono sovrapposte lamiere metalliche grigliate. Con lo stesso principio vengono costruite le reti aperte di fognatura pluviale per l'edilizia privata.

Lo scarico dell'acqua raccolta avviene attraverso reti di tubazioni interrate e nascoste. Di norma, le acque meteoriche raccolte vengono convogliate verso impianti di trattamento e successivamente in bacini idrici naturali.

La terza opzione è la fognatura pluviale mista. Viene realizzata basandosi su componenti di montaggio destinati a sistemi sia di tipo aperto che chiuso.

La progettazione della fognatura pluviale mista viene effettuata in base alla razionalità dell'esercizio del sistema in specifiche aree del territorio. Un ruolo non secondario nella scelta della variante combinata è giocato dall'aspetto finanziario della sua realizzazione.

Occorre menzionare separatamente il sistema a canaletta (a cunetta) per la raccolta e lo smaltimento dell'acqua piovana. Questo schema di fognatura pluviale, insieme alla semplicità della sua realizzazione, è caratterizzato dall'universalità d'uso.

La fognatura pluviale a canaletta presenta il vantaggio che, insieme alla funzione di smaltimento dell'acqua piovana, può svolgere il ruolo di fornitore di umidità per le coltivazioni agricole. Inoltre, è una soluzione costruttiva economica rispetto ad altri progetti.

Grazie alla struttura a canaletta è possibile realizzare non solo un drenaggio efficace delle acque meteoriche, ma lo stesso sistema può essere utilizzato con successo come struttura di irrigazione, ad esempio per le esigenze di un orto domestico (da giardino).

Cosa si considera nel calcolo?

Progettare uno schema di drenaggio delle acque piovane personalizzato per ogni cantiere privato (area di terreno sfruttata) è una pratica comune.

Tuttavia, come base vengono sempre prese soluzioni tipiche dei progetti standard di fognatura pluviale. Le soluzioni standard presuppongono di default il ricorso a calcoli tecnici prima dell'inizio della costruzione del sistema.

I calcoli vengono eseguiti tenendo conto delle norme SNiP e considerando i seguenti fattori, caratteristici dell'area e dell'oggetto specifici:

• precipitazione media annua;
• proprietà del terreno;
• superficie dell'oggetto;
• volume delle acque da smaltire;
• area di deflusso richiesta.

Oltre alle informazioni sulla massa delle precipitazioni deviate, è possibile ottenere le altre informazioni contattando il servizio meteorologico locale. La quantità convenzionale di prodotti delle precipitazioni deviate si calcola con una formula che utilizza come dati di calcolo l'area del bacino idrografico e il parametro di intensità di tali precipitazioni.

Forma matematica della formula:

M = (A * 20) * S * k,

Dove:

• M – massa delle acque deviate;
• A – intensità delle precipitazioni atmosferiche in 20 minuti;
• S – area di raccolta (per il tetto si aggiunge anche il 30% della superficie totale delle pareti dell'edificio);
• k – coefficiente di assorbimento dell'umidità del materiale dell'oggetto.

Come materiali dell'oggetto si utilizzano spesso i rivestimenti per tetti (k=1); le strutture in cemento e asfalto (k=0,9); il terreno (k=0,75); la ghiaia e il pietrisco (k=0,45).

Caratteristiche della progettazione del sistema

Lo smaltimento delle acque meteoriche dal tetto dell'edificio avviene tramite un sistema di raccolta dell'acqua piovana. Si tratta di condotti verticali esterni posizionati sotto i punti terminali delle grondaie. A loro volta, le grondaie vengono montate lungo il perimetro del tetto sotto il bordo inferiore della copertura.

La raccolta dell'acqua piovana (di fusione) dalla superficie del tetto viene effettuata principalmente tramite grondaie. Questi elementi strutturali vengono montati lungo il bordo inferiore della copertura del tetto e nel punto più basso della pendenza si collegano al montante. Successivamente, attraverso il tubo, l'acqua viene convogliata verso un pozzetto di raccolta della pioggia.

Sui tetti piani, il deflusso avviene direttamente nei tubi montanti. In questo schema, i tubi di scarico vengono solitamente installati verticalmente all'interno degli edifici, e i loro imbuti superiori vengono portati sul tetto e formano un tutt'uno con il manto impermeabile. Sui tetti piani delle case private è ammessa la presenza di un solo imbuto pluviale.

Se in casa vengono utilizzati montanti interni con scarico aperto, la loro costruzione deve prevedere la possibilità di convogliare l'acqua di fusione in inverno nel sistema fognario domestico. La linea di scarico deve essere realizzata con un sifone idraulico. In base ai dati di calcolo della portata massica dell'acqua, si sceglie il diametro dei tubi per la realizzazione del montante della fognatura pluviale.

Tabella di selezione dei tubi per il montante:

Il materiale preferito per i tubi degli scarichi interni è plastica, cemento-amianto, ghisa. I tubi di latta e plastica sono generalmente utilizzati per il sistema esterno di drenaggio delle acque piovane.

Durante l'installazione delle linee principali orizzontali è necessario rispettare la pendenza normativa (non inferiore a 0,005 m e non superiore a 0,15 m per 1 m di lunghezza della linea).

Nei progetti di fognatura pluviale per l'edilizia residenziale privata si prevede solitamente l'uso di tubi in plastica per l'installazione delle linee principali lineari. Non è l'opzione più affidabile, ma è la più economica. Tuttavia, i frequenti danni a singoli tratti annullano tutto il risparmio.

Per i casi di manutenzione è necessario prevedere l'installazione di ispezioni e pulizie. Sui montanti della fognatura pluviale, le ispezioni vengono montate entro i confini del piano inferiore dell'edificio.

Per calcolare la capacità di portata dei canali di drenaggio lineari, è necessario considerare l'area dell'oggetto in esame, l'entità della pendenza verso i canali e il coefficiente di assorbimento dell'acqua adottato per la copertura del terreno. Oltre a questi dati, sarà necessario calcolare anche la sezione idraulica del canale.

Principi generali di allestimento del “drenaggio”

I proprietari di case private sono perfettamente in grado di realizzare da soli le infrastrutture per la raccolta e lo smaltimento delle acque piovane (di fusione). Dopo aver completato tutti i calcoli e acquistato i materiali necessari, si procede alle operazioni per la realizzazione della fognatura pluviale.

Prima di tutto, si scavano delle trincee nell'area adiacente alla casa per le linee di drenaggio, secondo il piano stabilito. Le trincee vengono condotte ai punti in cui si trovano i pluviali (tubi di scarico). Per la progettazione di un sistema per una proprietà privata è sufficiente una profondità delle trincee di 300-500 mm.

Durante lo scavo delle trincee, si tiene conto della pendenza delle future tubazioni (o canali) verso il collettore centrale di accumulo. Il fondo delle trincee finite viene compattato mediante costipamento e ricoperto con uno strato di sabbia di fiume (di altezza non inferiore a 200 mm).

Nelle aree sotto i pluviali, si scavano dei pozzetti per i pozzetti di drenaggio e li si installano. Questi elementi del sistema sono contenitori di forma rettangolare di piccolo volume (5-10 litri).

Per la realizzazione di pozzetti di ispezione e deviazione, si consiglia di utilizzare contenitori in plastica già pronti di tipo industriale, oppure realizzarli in polimerbetone colato. La prima opzione è più costosa, ma più semplice da installare e mantenere.

Le caditoie prodotte industrialmente sono generalmente dotate di cestelli per la raccolta di detriti grossolani. I detriti naturali finiscono inevitabilmente nella rete fognaria per acque meteoriche insieme ai flussi di acqua piovana.

Una delle tante strutture esistenti di caditoie. Materiale di fabbricazione: plastica. Scelta ottimale nell'ambito di progetti di proprietà privata. Tali contenitori sono generalmente dotati di cestelli-filtro per trattenere i detriti grossolani.

In base alla tecnologia scelta per la realizzazione del sistema fognario per acque meteoriche (aperto o chiuso), nelle trincee si installano canali o si monta una linea di tubi polimerici.

Se si realizza un semplice sistema a canali con scarico su un prato vicino, è opportuno considerare i rischi di una possibile erosione del suolo nelle aree di scarico. Gli elementi di installazione interrati devono essere sigillati nei punti di giunzione.

Le tubazioni così assemblate devono essere collegate a un serbatoio di accumulo comune o a un collettore della rete centralizzata.

È inoltre necessario provvedere alla realizzazione di filtri separatori di sabbia immediatamente prima dell'ingresso nel serbatoio comune. E non dimenticare di installare pozzetti di ispezione. La loro installazione è necessaria su tratti di condotte di lunghezza superiore a 10 metri, nonché nei punti dello schema in cui si formano curve della linea di drenaggio.

Metodi di smaltimento dell'acqua raccolta

Un compito importante per i proprietari di immobili suburbani è lo smaltimento dell'acqua piovana raccolta dall'intera area del terreno.

Se nelle vicinanze della casa non sono presenti reti centralizzate, per risolvere questo problema rimangono due opzioni:

1. Raccolta in un serbatoio speciale per un successivo utilizzo nell'irrigazione;
2. Smaltimento dell'acqua dal serbatoio nel terreno o in aree naturali.

La prima opzione è considerata razionale a condizione che sul terreno della casa siano presenti punti di irrigazione. In tal caso, sarà necessario un semplice dispositivo (una stazione di pompaggio domestica) per estrarre l'acqua dal serbatoio di accumulo e poi convogliarla verso le aree irrigue.

Schema di drenaggio dell'acqua piovana raccolta nel terreno. È uno degli schemi possibili a disposizione dei proprietari di case di campagna. L'efficienza in termini di velocità di drenaggio è bassa, ma considerando l'applicazione su aree ridotte, questo schema è adeguato.

La seconda opzione comporta maggiori difficoltà. Lo scarico nel terreno è un processo che richiede tempo. Il tempo necessario dipende dalla capacità del terreno di assorbire l'umidità. In diverse aree del terreno, il coefficiente di saturazione dell'umidità del suolo può variare notevolmente.

Per scaricare le acque del drenaggio pluviale in aree naturali (sul terreno o sul paesaggio), sarà necessario realizzare uno schema aggiuntivo. Questo schema include un collettore centrale e un sistema di depurazione del terreno, ad esempio un campo di filtrazione.

Lo schema di scarico «sul rilievo» o «sul paesaggio» comporta difficoltà nella costruzione dei moduli di depurazione. Entrambe le opzioni richiedono l'approvazione da parte degli enti di protezione ambientale.

Di solito, per quanto riguarda l'oggetto dell'approvazione, il proprietario dell'immobile (terreno) deve rivolgersi ai seguenti enti:

1. Dipartimento di supervisione ambientale.
2. Direzione della pesca.
3. Direzione della supervisione dei consumatori.
4. Direzione di bacino idrico.
5. TsGMS.

Per 'oggetto dell'approvazione' si intende il «Progetto di norme che caratterizzano la procedura di scarico». Sulla base di tale progetto, viene rilasciata un'autorizzazione che permette lo scarico di inquinanti «sul paesaggio» o «sul rilievo», e viene presa una decisione in merito alla concessione di un corpo idrico.

Scarico dell'acqua dalla fognatura per acque piovane «sul rilievo» o «sul paesaggio». Tali schemi non sono affatto regolamentati dai documenti SNiP.

L'attuazione di queste opzioni per vie illegali comporta il rischio di multe elevate, mentre lo scarico legale richiede l'approvazione delle autorità.

I progetti di proprietà private includono tradizionalmente, oltre al drenaggio pluviale, altre reti di comunicazione. La rete fognaria domestica e il sistema di drenaggio fanno anch'esse parte delle infrastrutture domestiche. Il principio di funzionamento di queste differisce poco da quello del drenaggio pluviale, e i proprietari di case private non di rado vedono la possibilità di utilizzare queste reti.

Tuttavia, la combinazione della fognatura per acque piovane con la rete fognaria domestica per lo scarico dei reflui è vietata dallo SNiP. Il divieto di combinare diversi tipi di fognatura è dovuto a fattori evidenti.

Sì, a condizione che l'acqua piovana venga scaricata nella rete fognaria domestica e tenendo conto dell'elevata intensità delle precipitazioni, il livello normale dei reflui fognari viene sovrastimato di diverse volte.

L'allagamento dei pozzetti di lavoro provoca il blocco dei reflui domestici e fecali. I depositi di fango e i rifiuti naturali confluiscono nel sistema fognario domestico. Di conseguenza, dopo un altro temporale, i gestori dell'impianto dovranno occuparsi della pulizia del sistema.

L'unione della rete di drenaggio pluviale con la rete fognaria principale rischia di avere conseguenze negative. Il sovraccarico del sistema di drenaggio a causa della violazione dei carichi di progetto porta all'allagamento delle fondamenta dell'edificio.

Gli allagamenti frequenti alterano la struttura del terreno, causando lo spostamento dei blocchi di fondazione, l'erosione della base sotto la struttura monolitica e, in seguito, possono portare al crollo dell'edificio.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Utili video amplieranno il Suo bagaglio di conoscenze sullo scopo e l'installazione del drenaggio pluviale.

Video n. 1. Drenaggio pluviale in una casa privata – dal progetto all'installazione:

Video n. 2. Tecnologie industriali:

Le fasi di progettazione e il calcolo accurato del drenaggio pluviale sono una parte indispensabile della costruzione di case private. Un progetto ben studiato del drenaggio pluviale e calcoli precisi – questo significa durabilità dell'edificio e un ambiente confortevole per i suoi abitanti.

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