Каким должен быть уклон ливневой канализации: как рассчитать?

Изучаем нормативы

Все строительные и монтажные работы должны проводиться согласно действующим нормативам, правилам и нормам. Такие требования указываются в ГОСТах и СНиП. Это же касается и укладки ливневой канализации. Тут действует СНиП 2.04.03-85, который носит название «Канализации. Наружные сооружения и сети».

В некоторых пунктах данного документа указывается рекомендуемая глубина заложения труб ливневки. Согласно им укладку стоит проводить:

• для труб с сечением до 500 мм не менее 30 см ниже уровня замерзания грунта;
• для труб с сечением более 500 мм – не менее 50 см.

Но все эти пункты, касающиеся глубины залегания, носят скорее рекомендательный характер. Их применение лежит на совести монтажников и строителей. Согласно СНиП укладку необходимо проводить, опираясь на опыт эксплуатации канализационных систем в каждом конкретном регионе. В целом минимальная глубина должна быть не менее 70 см от поверхности.

Формулы для гидравлического расчета ливневых сетей

Для того чтобы выполнить расчет диаметра трубы ливневой канализации, следует определить средний расход дождевых вод, который зависит от климатических условий в конкретной местности.

Предельный расход (интенсивность) дождевых вод рассчитывается по формуле:

Qr = q20·Ψ·F

где:

q20 – расчетная интенсивность дождя в течение 20 минут;

Ψ –коэффициент поглощения влаги определенным типом покрытия (кровля – 1,0; асфальт – 0,95; бетон – 0,85; щебень – 0,4);

F–площадь поверхности(в гектарах), на которой планируется осуществлять водоотвод.

Карта интенсивности дождя для определения коэффициента q20

Для гидравлического расчета сети дождевой канализации необходимо сделать поправку на коэффициент заполнения свободного трубопровода при возникновении напорного режима (β). Таким образом, расход дождевых вод рассчитывается как

Q = Qr·β

Коэффициент β определяется по таблице:

Показатель продолжительности дождя n	0,7	0,6	0,5	0,4
Значение коэффициента β	0,65	0,7	0,75	0,8

В свою очередь параметрn зависит от географического расположения объекта:

Район	Значение параметра n
Побережье Баренцева и Белого морей	0,4
Север Европейской части РФ	0,48
Центр и запад Европейской части РФ	0,59
Западный склон Урала	0,59
Низовье Дона и Волги	0,57
Нижнее Поволжье	0,66
Средняя Сибирь	0,47
Восточная Сибирь	0,52
Западная Сибирь	0,58
Алтай	0,48
Побережье Охотского моря	0,31

Если уклон местности составляет 1-3 см на 1 м, тогда коэффициент βнеобходимо увеличить на 15%. При большем уклоне данный параметр принимается равным 1.

Важность правильных расчетов при проектировании системы ливневой канализации

При неверно смотированной системе водоотвода может произойти затопление участка

Крайне важно придерживаться рекомендуемых СНиП норм заглубления и уклона ливневки. Если пренебречь точными расчетами, это грозит следующими проблемами:

• плохой отток дождевой/снежной воды и как результат заболачивание участка;
• образование застоев влаги и мусора в виде ила, песка, земли на конкретных участках канализации;
• выталкивание проложенных труб из-за склонности грунта к пучению;
• необходимость проведения сложных ремонтных работ по прочистке линии водоотвода;
• промерзание труб или лотков канализации в морозы, а отсюда и возможный разрыв дрен;
• риск выполнения демонтажа всей системы и её новая прокладка.

На момент составления проектной схемы ливневой канализации желательно ознакомиться со СНиП 2.04.03-85 или с обновленной версией печати СП 32.13330.2012.

Определение глубины заложения ливневой канализации

Карта глубины промерзания грунта

Чтобы смонтированная коммуникация работала исправно не один десяток лет, важно правильно определить глубину укладки ливневки в частном доме. СНиП 2.04.03-85 регламентирует такие минимальные нормы:

• для желобов/труб системы водоотведения сечением до 500 мм углубление составляет от 30 см;
• для лотков/труб диаметром от 500 мм глубина залегания ливневки стартует от 70 см.

Для закрытой прокладываемой системы водоотведения трубы дренажа должны располагаться на 20 см ниже уровня грунтовых вод. Это позволит влаге свободно опускаться и уходить через трубы в период весеннего таяния снегов.

Важно учитывать уровень промерзания почвы зимой. Чем более пористый грунт на участке, тем меньшим будет толщина льда в земле при минусовых температурах. К тому же обращают внимание на толщину снега в зимний период. Если она равна 10 см и более, то является своеобразной подушкой, сокращающей толщину промерзания земли. Таким образом, зная уровень промерзания грунта и учитывая толщину снега, можно вывести минимальные показатели укладки дренажных труб на участке: от имеющегося уровня льда в грунте зимой на снежную шапку отнимают приблизительно 30 см (при трубах сечением до 50 см) и 50 см (при сечении дрен от 50 см).

Пример: уровень промерзания грунта на участке составляет 1200 мм. Толщина снежного слоя в регионе равна 10 см. Диаметр трубы — 50 см. Значит, от 120 см отнимаем 30 см разрешенных и получаем минимальную глубину залегания — 90 см. При этом важно помнить, что 90 см – это глубина по верхнему краю уже уложенной трубы со всеми подсыпками из песка и щебенки.

Если проложить закрытую систему на уровне промерзания почвы или выше, в сезон весенних паводков лед в трубах будет таять медленно. За это время талая вода подтопит постройки и огородные/садовые культуры.

Если по какой-либо причине укладка дренажных труб на рекомендуемой глубине невозможна, придется делать их качественное утепление. Необходимо предусмотреть уровень динамической и статической нагрузки на систему с уменьшением глубины залегания дрен.

Величина минимального уклона ливневой канализации по СНиП

Немаловажным критерием устройства ливневки является уклон системы. При его соблюдении дождевая вода уходит самотеком в сторону приемника. Минимальные уклоны ливневой канализации по СНиП 2.04.03-85 меняются в зависимости от внутреннего сечения трубы. Регламент выглядит таким образом:

• Для системы водоотведения с трубами/желобами диаметром 20 см и более допустимый уклон на каждый погонный метр ливневки равен 7 мм.
• Если для монтажа канализации используют лотки/дрены меньшего диаметра, уклон увеличивается от 8 мм до 1,5 см. Поскольку меньший диаметр труб формирует большее сопротивление свободному оттоку жидкости.

В СНиП 2.04.03-85 прописан и максимальный уровень наклонности ливневки — он равен 1,5 см/м. При произвольном увеличении уклона система будет засоряться песком и землей, которые из-за большего удельного веса не смогут продвигаться вместе с потоком воды с той же скоростью.

Уклон открытых систем водоотведения зависит от уровня шероховатости внутренних стенок коммуникации. Регламентом установлены такие показатели:

• канавы водоотводящие и лотки на асфальтобетонных дорогах — 0,003;
• щебневые и брусчатые покрытия дорог — 0,004;
• булыжниковые покрытия — 0,005.

Как правило, в частном секторе делают открытые канавы, устланные битым кирпичом и булыжником.

Расчет минимального уклона ливневки

Расчет уклона трубы канализации

Чтобы рассчитать минимальный уклон системы водоотведения, нужно взять во внимание такие параметры ливневки:

• тип дренажной системы (открытая/закрытая);
• диаметр используемых труб/желобов;
• материал, из которого изготовлены дрены (по пластику вода скользит быстрее, чем по бетону);
• уклоны ливневки на 1 метр по СНиП в зависимости от сечения дрен.

Здесь важно правильно подобрать диаметр труб под объем отводимой воды на участке. Он высчитывается по такой формуле:

• Q=q20×F×Ψ

Все значения в формуле трактуются таким образом:

• Q – общий объем дождевых стоков, который будет уходить по дренам.
• q20 – коэффициент интенсивности годовых осадков (исчисляется в литрах в секунду на 1 га площади земли). Коэффициент берут в местной природоохранной организации по региону.
• F – общая площадь участка с учетом кровли, с которого будет отводиться вода (исчисляют в Га).
• Ψ – поправочный коэффициент, который учитывает впитывающие способности грунта.

Коэффициент Ψ равен таким показателям:

• открытая почва – 0,35;
• щебенка – 0,4;
• бетон – 0,85;
• асфальт – 0,95;
• кровельное покрытие – 1.

По выведенному значению подбирают сечение труб для дренажной системы или ливневки. Согласно практическому опыту диаметр туб для водоотведения в частном владении чаще равен 110-150 мм.

Если из-за рельефа строительного участка или по другим объективным причинам невозможно соблюсти рекомендуемые СНиП нормы уклона, допускается его уменьшение до 5 мм для труб сечением 20 см и до 7 мм для труб сечением 15 см и менее.

Важно учитывать: чем больше диаметр труб системы, тем меньше может быть уклон; чем более шероховатая поверхность внутренних стенок дрен, тем сильнее нужно наклонять коллектор для свободного оттока воды с участка.

При устройстве закрытой дренажной системы необходимо соблюдать охранную зону. Она подразумевает отступы от каждой стенки труб на 3-5 метров. Запрещено строить, сажать деревья, организовывать свалки в этом месте. Также нежелательно блокировать подступы и подъезды к ревизионным/перепадным колодцам.

Табличные данные и расчет

Строительные правила (СП 32.13330.2012, дополненный и переработанный СНиП 2.04.03-85), предлагают минимальные углы наклона для уличных труб и канализационных сооружений разного типа, перечисленные в таблице ниже.

Таблица 1. Уклон элементов внешней канализации в зависимости от назначения и условий использования.

Тип устройства	Диаметр и/или сечение, мм	Минимальный уклон, в долях	Допустимое наполнение, проценты от диаметра или сечения
Каналы для осадков, лотки, дождеприемники	Произвольные	0,001…0,006	70…75
Трубы отвода уличные, квартальные, выделенные	150 200	0,008 0,007	70…75
Присоединения от дождеприемников	Произвольный	0,02	70…75

Примечание: для трубопроводов круглого сечения принимается максимальное заполнение 70%, для прямоугольных – до 75%. Дождеприемники открытого типа и с диаметром/сечением свыше 200 мм могут одномоментно заполняться на 100% при условии быстрого стока воды.

Таблица 2. Разница в уклоне уличных канализационных стоков открытого типа в зависимости от облицовки

Для канализационных сооружений, расположенных внутри зданий, правила обустройства описываются СП 30.13330.2012 (обновленный СНиП 2.04.01-85*). Любые такие трубопроводы должны иметь уклон не меньше 0,002.

Расчет минимального уклона канализации ведется из учета скорости течения сливных вод и наполнения трубопровода по формуле

V * √(h÷d) ≥ K

Здесь V – скорость перемещения жидкости по трубе, h – высота наполнения трубопровода по отношению к его диаметру d.

Значение К принимается равным 0,5 для труб из полимерных материалов и 0,6 для любых других.

Данный расчет проводится при условии, что скорость течения жидкости составляет не менее 0,7 м/с, а наполнение составляет как минимум 30%.

Если объем сточных вод недостаточен или нельзя определить скорость течения, минимальный уклон принимается равным 1/D, где D – диаметр трубы. Таким образом, уклон канализационной трубы 110 мм должен в целом составить одну стодесятую на метр длины, то есть 11 мм/1м.

Полезно знать: при устройстве душевого трапа для нормального стока воды обеспечивается уклон пола не менее 0,01…0,02 в направлении приемного лотка.

Для бытовых сантехнических приборов рекомендации даны в таблице 3.

Таблица 3. Необходимые уклоны и диаметры сливных труб в квартире, частном доме

Примечание: для систем «тропический душ», крупногабаритных ванн, домашних бассейнов, а также техники диаметр и уклон труб рассчитываются индивидуально или принимаются по рекомендациям производителя.

С учетом приведенной формулы – перепад высот на метр длины трубы равно 1/D – составим таблицу уклонов канализационных труб по СНиП с учетом принятых в современных условиях популярных диаметров трубопроводов.

Таблица 4. Уклоны канализационных труб на 50 мм, 110 мм, 150 мм и 200 мм.

Диаметр трубы, мм	Длина участка, мм	Минимальный уклон	Средний уклон	Нормальный уклон
50	1000	25	30	35
110	1000	12	20	20
150	1000	7	8	10
200	1000	5	7	8

Для наглядности приводим эти значения в виде памятки

Таблица 5. Уклоны и скорость трубопроводов большого диаметра.

Таблица 5. Уклоны и скорость трубопроводов большого диаметра.

Следует учитывать также, что включение в систему стиральной машины, посудомоечной машины, другой мощной водопотребляющей техники, увеличивает скорость стока. Соответственно, рекомендованный в таблице 3 диаметр трубы увеличивается на 10…30%. При этом при невозможности увеличения диаметра уклон канализационной трубы 50 на метр принимается средний или нормальный, но не минимальный.

При монтаже наружных сетей для частного дома применяются обычно трубы диаметром 110 мм, причем риск замерзания трубы требует обязательно увеличения ее диаметра, а также увеличения угла наклона на 10…15% для ускорения стока жидкости.

Как выбрать подходящие трубы

Чтобы система работала исправно, необходимо подобрать правильно диаметр для канализационного трубопровода, чтобы не ошибиться с выбором, воспользуйтесь следующими параметрами:

• При подключении унитазов, ванн, раковин, кухонных моек и других сантехнических приборов диаметр патрубка не должен превышать диаметр трубы;
• Полезный объем зависит от сечения, причем увеличивается он в геометрической прогрессии;
• Для правильной работы системы индекс наполняемости никогда не должен приближаться к единице, воздушное пространство сверху необходимо для нормального продвижения стоков.

Подобрать правильный диаметр канализационной трубы поможет СНиП — 2.04.01-85, который содержит рекомендуемую информацию для разных случаев установки канализации.

Напорная канализация

Расчетные данные про уклон самотечной канализации по СНиП должны строго соблюдаться для нормальной работы канализационной системы. Суть работы напорной канализации состоит в сборе сточных вод в накопительную емкость, а затем выполняется их транспортировка через насос.

Узнать максимальное расстояние для перекачки напорной канализации можно с помощью рекомендаций СНиП, в которых приведены все необходимые формулы и коэффициенты.

Преимущества напорной канализации:

1. Глубина залегания труб меньше, чем у других канализационных систем. Но уровень промерзания почвы учитывать нужно обязательно.
2. Не обязательно соблюдать уклон канализации на метр в отличие с внешней канализацией.
3. Смысл работы системы заключается в самоочищении внутренней оболочки трубы.

Однако при таких положительных характеристиках все равно нужно подчиняться требованиям, диктуемые нормативными документами.

Гаситель напора

Чтобы уменьшить напор сточных вод нужно использовать гаситель напора канализации, который отвечает за перепад скорости потока сточных вод. Устанавливают колодец гаситель по типовому проекту, в который могут быть внесены изменения. Отражает характеристику про колодец гаситель напора канализации – чертеж, в котором расшифрована конструкция колодца гасителя.

Колодец имеет вид емкости в форме цилиндра, ко дну которой подсоединены трубы на разной высоте. Сточные воды попадают через верхнюю трубу в емкость, а затем выходят через нижнюю трубу. В результате этого перепада внутри камеры выполняется гашение напора.

Типы канализационных систем

Для начала необходимо определиться с типом канализационной системы. Сток воды начинается от приборов бытового назначения, и затем, по стоякам, достигает магистральных труб, которые попадают в общий приемник сточных вод. По способу организации канализационной системы выделяют следующие типы:

• Общесплавная;
• Смешанная;
• Раздельная.

В первом случае к одной большой трубе стекаются сточные воды из труб поменьше.

Во втором применяются трубы различных диаметров (32, 40, 100, 150, 160, 200, 250, 300 и т.д. Последние несколько представленных используются для наружного водоотведения, оборудованные перепусками.

Что касается третьего, то это самый сложный тип системы, так как происходит разделение потока сточных вод.

Магистральные трубы обычно прокладываются в подвалах, и идут под землей к общему стоку сливных вод. Подземная прокладка конструкций необходима, чтобы избежать замерзания воды.

Параметры, влияющие на уклон

Главным фактором, влияющим на курс и высоту трубопровода, является скорость потока воды, проходящей по системе. При максимальном уклоне можно значительно снизить самоочищение системы, так как более крупные вещества будут образовывать пробку. Также при более высоком уровне наклона повышается шумность рабочего действия и в несколько раз увеличивается стираемость внутренней части трубопровода.

Наклон меньшей степени, чем указано в нормативном инструктаже, также недопустим из-за медленной скорости прохождения стоков, которые провоцируют засорения. Уровень наклона канализационных труб проводится так, чтобы протоки имели скорость от 0,7 до 1 метра в секунду.

Возможные уклоны канализации на 1 погонный метр

Два показателя – наибольший и наименьший — определяются по тому, сколько в диаметре принятые трубы. Сам уклон считается из определения на один погонный метр. Так, например, если диаметр конструкций 110 мм, необходимо обеспечивать минимальный уклон величиной 20 мм (2 см). При увеличении размера угол наклона канализационной трубы уменьшается.

Чтобы подсчитать уклон канализации на 1 метр, необходимо вычислить отношение его высоты к длине конструкции. Таким образом, при d50 мм и длиной конструкции в 1 п.м. потребуется обеспечение опустить низ трубы на 0,03 м (3 см).

Простыми словами об уклоне канализации

В нормативной литературе также прописано наибольшее значение уклона, которое не должно превышать 15 сантиметров на 1 м.

Последствия неверного расчета и монтажа ливневой канализации

Нарушение норм заглубления и уклона ливневой канализации, установленных СНиП, влечет за собой ряд проблем:

• затопление участка из-за плохого оттока дождевой воды/талого снега (постепенное заболачивание);
• образование пробок из мусора, ила, песка или просто воды на некоторых участках системы канализации;
• выталкивание наружу труб при вспучивании грунта;
• необходимость в очистке или ремонте труб, отводящих воду с участка;
• разрыв дрен из-за промерзания труб или лотков при низких показателях температуры;
• высокий риск демонтажа всей системы и необходимость прокладывания новой.

Следует заранее изучить СП 2.04.03-85 ли его обновленную версию СП 32.13330.2012., желательно до момента составления проектной схемы ливневой канализации.

Профессиональный расчет уклона и других параметров ливневки

Самостоятельно рассчитать уклон ливневой канализации и составить проект монтажа и ввода в эксплуатацию без специальных знаний практически невозможно.

Конечно, владелец участка может попробовать спроектировать систему на свой страх и риск. Но мы не рекомендуем так делать. И вот почему.

Даже в тех случаях, когда необходим расчет для небольшого строения на территории городского землевладения или в сельской местности, составление проекта – обязательная часть до начала работ. Важно соблюсти соответствие всем установленным нормам (санитарным и строительным).

На осуществление подобной деятельности имеют право специальные организации с государственной сертификацией на ведение проектно-изыскательских работ.

Заказчику, прежде чем обратиться в соответствующие службы за расчетами, необходимо собрать пакет документов, который будет использован при разработке технического задания:

• Топографическая схема территории, на которой планируется сооружение системы ливневой канализации.
• Результаты геологических изысканий с указанием качественных характеристик грунта, уровня промерзания почвы, УГВ на участке под застройку.
• Планировка коттеджа или дома.
• Когда есть возможность сброса воды в централизованную канализационную систему, потребуются технические условия служб водоканала на подключение.
• Санитарные нормы на проведение очистки воды, когда предполагается сброс на дренажные поля или в природные источники.
• Пожелания заказчика по возможности аккумулирования собранных вод.