Kanalizacja sanitarna

1. WSTĘP Ścieki bytowo−gospodarcze należy odprowadzić do zewnętrznej sieci kanalizacyjnej sanitarnej lub ogólnospławnej. Przy braku sieci ścieki należy odprowadzić poprzez lokalną oczyszczalnię ścieków do odbiornika lub do zbiornika bezodpływowego, z zapewnieniem wywozu taborem asenizacyjnym. Instalacja kanalizacyjna to zespół powiązanych ze sobą elementów służących do odprowadzania nieczystości gospodarczych i fekalnych z budynków mieszkalnych i innych obiektów budowlanych. Do kanalizacji nie wolno wprowadzać: − twardego osadu, gruzu, żwiru, piasku, popiołu, wydzielin zwierzęcych, − stałych odpadów, takich jak kości, skorupy, gałgany, wata, pierze bez ich wcześniejszego rozdrobnienia, − stałych i płynnych produktów, które wskutek swego składu chemicznego lub temperatury mogłyby uszkodzić przewody, powodować zagrożenie wybuchem lub pożarem albo wpłynąć szkodliwie na skuteczność działania lokalnej oczyszczalni bądź na bezpieczeństwo i zdrowie pracowników eksploatacji sieci. Dla ścieków, których jakość nie odpowiada warunkom określonym w przepisach, należy stosować urządzenia do wstępnego oczyszczania. W instalacji kanalizacyjnej wyróżnia się: − przybory sanitarne i wpusty służące do przyjmowania i odprowadzania ścieków, − podejścia kanalizacyjne, tj. przewody odprowadzające ścieki z przyborów i wpusty do pionów kanalizacyjnych (przewodów spustowych) lub przewodu odpływowego, − piony kanalizacyjne odprowadzające ścieki dopływające podejściami ze wszystkich kondygnacji danej części budynku do przewodów poziomych, − przewody odpływowe lub przewody zbiorcze (poziomy) łączące jeden lub kilka pionów z kanalizacją zewnętrzną lub innym odbiornikiem, − przewody wentylacyjne, tj. przewody łączące instalację kanalizacyjną ścieków bytowo−gospodarczych z atmosferą, służące do wentylowania tej instalacji oraz wyrównania ciśnienia. Prawidłowe i staranne wykonanie instalacji kanalizacyjnej ma duży wpływ na trwałość instalacji i budynku oraz wpływa korzystnie na warunki sanitarne. Niewłaściwie wykonana instalacja kanalizacyjna powoduje wyciekanie szkodliwych dla zdrowia nieczystości i gazów, rozprzestrzenianie się bakterii chorobotwórczych oraz zawilgocenie budynku.

2. ZASADY WYKONANIA INSTALACJI KANALIZACYJNEJ Wykonanie właściwie działającej instalacji kanalizacyjnej nie jest wcale proste. Aby instalacja była sprawna i nie stwarzała problemów w normalnej eksploatacji, oprócz dobrego materiału, jakim są rury i kształtki powinna spełniać wymagania PN−92/B−01707 − „Instalacje kanalizacyjne. Wymagania w projektowaniu”. Wymiarowanie przewodów spustowych instalacji kanalizacyjnej polega na dobraniu średnicy pionu, tak aby przepływ ścieków przez pion był mniejszy od dopuszczalnego. Wymiarowanie przewodów odpływowych i połączeń kanalizacyjnych polega na określeniu średnicy przewodów i spadków niezbędnych dla zapewnienia odpowiednich prędkości przepływu ścieków oraz napełnienia rur kanalizacyjnych. Podstawą do wymiarowania przewodów instalacji kanalizacyjnej są ustalone wartości przepływów obliczeniowych w poszczególnych odcinkach instalacji. Przepływ obliczeniowy w instalacji kanalizacyjnej należy obliczyć wg wzoru: qs = K√ ΣAWs [dm3/s] gdzie: K − odpływ charakterystyczny [dm3/s] − zależny od przeznaczenia budynku AWs − równoważnik odpływu − zależny od rodzaju przyłączonego przyboru sanitarnego i gazów, Obliczona wartość qs [dm3/s] powinna być większa lub co najmniej równa wartości równoważnika odpływu z pojedynczego przyboru (AWs max).

3. PODEJŚCIA Podejścia są to przewody łączące przybory sanitarne z pionem lub przewodem odpływowym. Odpływ z każdego przyboru sanitarnego, a także z pralki automatycznej lub zmywarki, powinien być zaopatrzony w zamknięcie wodne − syfon − dobrany specjalnie do tego celu. Zamknięcie wodne zabezpiecza przed przedostawaniem się przykrych zapachów z kanalizacji zewnętrznej do pomieszczeń. Średnica podejścia nie może być mniejsza od wylotu z przyboru (wyjątek stanowią urządzenia przepompowujące ścieki lub przybory wyposażone w młynki rozdrabniające na wylocie). Pojedyncze przybory wymagają podejść o różnych średnicach. Długość podejścia mierzona po trasie przewodu nie powinna przekraczać 3,0 m dla średnic DN 40 i 50 mm oraz 5,0 m dla średnicy DN 75 mm. Podejścia do misek ustępowych − średnica DN 110 mm − nie powinny być dłuższe niż 1,0 m. Różnica wysokości pomiędzy syfonem a punktem podłączenia do pionu nie powinna być większa niż 1,0 m dla średnic DN 40, 50, 75 mm, zaś dla DN 110 mm nie powinna przekraczać 3,0 m. Jeżeli te warunki nie mogą być spełnione, należy zwiększyć średnicę podejścia o jeden wymiar lub wykonać dodatkową wentylację podejścia.

Miska ustępowa powinna mieć osobne podejście Miska ustępowa powinna mieć osobne podejście. Zaleca się, aby było ono włączone do osobnego trójnika umieszczonego najniżej spośród wszystkich podejść na danej kondygnacji, szczególnie jeżeli miska ustępowa oddalona jest od pionu. Dopuszcza się podłączenie pozostałych przyborów na danej kondygnacji wspólnym podejściem włączonym do trójnika na pionie położonym o 0,7 m poniżej posadzki danej kondygnacji. Podejścia do misek ustępowych o średnicy DN 110 mm niewentylowane nie mogą być oddalone od pionu więcej niż L = 1,0 m, zaś różnica wysokości nie może przekraczać H = 3,0 m. Podejścia o większej różnicy wysokości H niż 3,0 m należy zaopatrzyć w dodatkową wentylację.

4.PIONY Przewody spustowe są to piony odprowadzające ścieki z podejść na poszczególnych kondygnacjach. Minimalna średnica pionu wynosi DN 75 mm, zaś pionu, do którego podłączona jest miska ustępowa, minimum DN 110 mm. W celu zwiększenia przepustowości pionów należy stosować dodatkowy przewód wentylacyjny (pion boczny). Dopuszczalne obciążenia pionów z wentylacją boczną

Przebieg przepływu pionem kanalizacyjnym jest następujący: w pierwszej fazie dopływu ścieki spływają strugą po wewnętrznej ścianie pionu; w miarę wzrostu przepływu strumień ścieków obejmuje coraz większą część obwodu przekroju poprzecznego pionu, tworząc pierścień wodny poruszający się w dół wzdłuż osi pionu. Przy nadmiernej ilości ścieków mogą tworzyć się tzw. korki wodne, tzn., że na pewnej długości cały przekrój pionu jest wypełniony ściekami. Przy częściowym napełnieniu pionu ścieki spływają pierścieniem w dół, a gazy kanałowe przepływają z dołu do rury wywiewnej. Z chwilą powstania korka wodnego następuje zmiana kierunku przepływu powietrza z atmosfery do pionu. Przepływ ścieków w pionie powoduje występowanie zmian ciśnienia, które oddziałują na zamknięcia wodne pod przyborami sanitarnymi. Wynika z tego, że na znacznej długości pionu występuje w trakcie przepływu podciśnienie, co powoduje charakterystyczne odgłosy bulgotania wody w syfonach przyborów oraz wypadki opróżniania syfonów z wody i zniszczenia zamknięcia wodnego. Połączenie pionu z atmosferą ma zasadnicze znaczenie dla zapewnienia odpowiedniej wentylacji instalacji kanalizacyjnej jako całości z jednej strony, i dla działania pionu z drugiej strony. W celu zwiększenia przepustowości pionu, a więc zapewnienia możliwości odprowadzenia nim większej ilości ścieków, należy stosować dodatkowy pion wentylacyjny ustawiony obok pionu odpływowego − tzw. wentylacja boczna. W układzie z wentylacją boczną na każdej kondygnacji oba piony powinny być połączone za pomocą trójnika z odnogą pod kątem 45o, przy czym pod stropem najwyższej kondygnacji oba piony są podłączone do jednej rury wywiewnej. Średnica dodatkowego pionu wentylacyjnego powinna być w zasadzie równa średnicy pionu odpływowego. Dopuszcza się zmniejszenie średnicy pionu wentylacyjnego, ale nie więcej niż o jedną średnicę. Wymaga się, aby do pionu o wysokości ponad 10 m (w budynkach 4−kondygnacyjnych i wyższych) nie podłączać przyborów sanitarnych na wysokości ostatnich 2,0 m przed przejściem w przewód odpływowy w piwnicy. Gdy występuje konieczność połączenia przyborów ustawionych na niższych kondygnacjach, wówczas należy odprowadzić ścieki do specjalnych odcinków przewodów. Średnica obejścia jest dostosowana do średnic podejść kanalizacyjnych podłączanych przyborów sanitarnych. Nie wolno odprowadzać wód opadowych do pionów kanalizacji sanitarnej, a ścieków sanitarnych do pionów kanalizacji deszczowej. Przewody spustowe powinny być wyprowadzone jako rury wentylacyjne nad dach powyżej okien i wszelkich otworów znajdujących się w poziomej odległości mniejszej niż 4 m od tych przewodów. Przewody wentylacyjne powinny tworzyć w zasadzie przedłużenie przewodów spustowych o tym samym przekroju. Jedna rura wentylacyjna może obsługiwać kilka pionów. Przekrój takiej rury nie powinien być mniejszy niż 2/3 sumy przekrojów wentylowanych przez nią pionów. Innym rozwiązaniem wentylacji pionu jest zastosowanie zaworu napowietrzającego, który montuje się na pionie nad najwyżej położonym przyborem sanitarnym. Nie trzeba wówczas wyprowadzać pionu ponad dach. Zawór taki umożliwia zasysanie powietrza do przewodów kanalizacyjnych, zapewniając tym samym ich właściwą pracę. Nie wszystkie piony można kończyć zaworami napowietrzającymi. Zaleca się, aby ponad dach był wyprowadzony: − ostatni pion na każdym przewodzie odpływowym (licząc od przykanalika), − przynajmniej jeden pion kanalizacyjny. Zawór napowietrzający powinien być wyprowadzony przynajmniej na wysokość 1,0 m nad najwyżej położonym syfonem obsługiwanym przez napowietrzany pion. W budynkach niskich zawór napowietrzający może być wyprowadzony na strych nad najwyższą kondygnacją. Nie należy jednak montować zaworów napowietrzających jako wentylacji pionów w budynkach powyżej czterech kondygnacji. Dla pojedynczego przyboru znajdującego się w piwnicy zamiast całego pionu można wykonać tylko zaślepiony jego fragment o średnicy o jeden wymiar większej od wymaganej dla danego przyboru lub zamontować zawór napowietrzający.

5. POZIOMY W piwnicy piony kanalizacyjne przechodzą w przewody odpływowe, czyli poziomy. Rozpoczynają one swój bieg od pionów spustowych, a kończą na pierwszej studzience rewizyjnej na zewnątrz budynku. Drugorzędne przewody odpływowe (od pionów) mogą łączyć się w obrębie budynku w większe przewody odpływowe, spośród których najdłuższy i najbardziej obciążony stanowi główny przewód odpływowy. Odcinek przewodu głównego pomiędzy budynkiem i połączeniem do kanału zewnętrznego nazywa się przykanalikiem. Przewody odprowadzające ścieki z poszczególnych części nieruchomości powinny być: − układane w miarę możliwości najkrótszą drogą, − powinny mieć odpowiedni spadek, − stanowić sieć dobrze przewietrzaną i przepłukiwaną. Przewody zbiorcze główne należy wyprowadzić na zewnątrz budynku drogą najkrótszą. Przewody należy układać w odcinkach prostych, równolegle do najbliższej ściany i w odpowiedniej od niej odległości, ze względu na zachowanie równowagi fundamentu Zmiany kierunku przewodów należy wykonać za pomocą kolanek podwójnych. Promień tak wykonanego łuku nie powinien być mniejszy od 10 średnic rur przewodów głównych i od 5 średnic rur przewodów drugorzędnych. Przewody boczne powinny się łączyć z przewodem głównym pod kątem nie większym niż 60o Do każdego przewodu bocznego powinna być przewidziana oddzielna odnoga. W przewodach odpływowych nie należy stosować odgałęzień podwójnych, które są dopuszczone w pionach. Rury powinny leżeć na całej długości na wyrównanym dnie wykopu z 10 cm podsypką piaskową. Kielichy rur muszą być zwrócone w kierunku przeciwnym do kierunku odpływu ścieków. Wierzch przewodu ułożonego pod podłogą pomieszczenia, w którym temperatura nie spada poniżej 0oC, powinien leżeć na głębokości 0,3 m od wierzchu podłogi. Jeżeli początek przewodu wypada w pobliżu fundamentu, to jego początkowe zagłębienie wyznacza fundament, przy czym odległość między wierzchem rury i spodem fundamentu powinna być nie mniejsza niż 0,1 m. Średnica takiego przewodu odpływowego powinna być większa od średnicy pionu. Wyjątek stanowi sytuacja, kiedy do pionu jest podłączony tylko jeden przybór sanitarny − wówczas średnica pionu i przewodu odpływowego mogą być sobie równe.

Minimalne spadki przewodów odpływowych wynoszą: DN = 110 mm i = 2 % DN = 125 mm i = 1,7 % DN = 160 mm i = 1,5 % Przewodów odpływowych nie należy prowadzić ze zbyt dużymi spadkami, aby nie dopuścić do powstawania nadmiernej prędkości ścieków. Od najdalej i najniżej położonego miejsca przyłączenia przyboru sanitarnego, aż do kanału ulicznego powinien być zachowany ciągły spadek przewodu. Jeżeli ciągły spadek przewodu głównego przekracza i = 2 %, a przewodów drugorzędnych i = 3%, dozwolone jest stosowanie przełomów spadków pod warunkiem, żeby punkt przełomu nie znajdował się pod jezdnią oraz żeby najmniejszy spadek przewodów głównych nie był mniejszy niż 2%, a drugorzędnych 3%. Spadki mniejsze od minimalnych mogą być stosowane tylko w wyjątkowych przypadkach pod warunkiem zapewnienia właściwego przemywania za pomocą specjalnych urządzeń. W przypadkach niemożliwości uzyskania odpowiednich spadków w prowadzeniu przewodów pod podłogą dopuszczalne jest układanie przewodów w piwnicach nad podłogą (najczęściej wzdłuż ścian) w sposób umożliwiający poruszanie się w podziemiach budynku. Przewody muszą być wtedy podparte za pomocą uchwytów osadzonych w murze lub ułożone pod stropem i zawieszone na uchwytach. Każda rura musi być mocowana co najmniej w dwóch punktach (nie dotyczy to rur krótkich do 0,5 m). W wypadku odprowadzania ścieków z budynku do niezbyt głęboko ułożonego kanału sieci ogólnospławnej może wystąpić niebezpieczeństwo zalewania piwnic w czasie ulewnych deszczy. W takiej sytuacji zaleca się montowanie na przewodach odpływowych zamknięć burzowych, czyli klap zwrotnych działających samoczynnie. Zamknięcia te należy montować na połączeniach do przyborów sanitarnych znajdujących się w piwnicach, tak aby nie stwarzały przeszkody dla ścieków odprowadzanych z wyżej położonych przyborów. W pomieszczeniach hydrowęzłów (kotłowniach), gdzie pod podłogą znajduje się studzienka retencyjna dla gorącej wody, zawsze należy instalować zamknięcia burzowe na przewodzie odpływowym ze studzienki; zamknięcie to otwiera się po odpowiednim schłodzeniu wody. Przewody należy przeprowadzać przez mury w kierunku prostopadłym do murów i w miarę możliwości na osi znajdujących się wyżej okien lub drzwi.

Przed wyjściem przewodu odpływowego z budynku montuje się czyszczak dla umożliwienia przepychania i czyszczenia przewodów. Czyszczak umieszcza się w studzience zamkniętej włazem żeliwnym. Przewody układane pod podłogami piwnic budynku muszą mieć wbudowane czyszczaki w odległościach nie większych niż co 15 m. Na przewodach układanych poza budynkiem powinny być ustawiane studzienki rewizyjne co 35 m dla przewodów o średnicy DN 160 mm i co 50 m dla przewodów o średnicy DN 200 mm. Zmiany spadku lub kierunku przewodów odpływowych poza budynkiem powinny odbywać się w studzienkach.

Sprawdzenie hydrauliczne przewodów odpływowych i przykanalika polega na porównaniu prędkości obliczonych z prędkością uznaną za dopuszczalną. Najmniejsza dopuszczalna prędkość ścieków sanitarnych powinna wynosić v = 0,8 m/s. Wynika to z warunku samooczyszczania kanałów, tzn. unoszenia zawartych w ściekach zawiesin. Napełnienie kanału przy przepływie ścieków sanitarnych nie powinna przekraczać h/D = 0,6, a przy przepływie ścieków deszczowych i sumy ścieków sanitarnych i deszczowych h/D =1,0. W przypadku, gdy przykanalikiem odprowadza się ścieki sanitarne i deszczowe w obliczeniach należy uwzględnić osobno przepływ ścieków sanitarnych, dla którego muszą być spełnione warunki jak wyżej oraz należy sprawdzić hydrauliczne warunki dla łącznego obliczeniowego przepływu ścieków sanitarnych i deszczowych z zachowaniem warunku prędkości maksymalnej.

6.PRZYKANALIK Przykanalik, inaczej podłączenie kanalizacyjne, odprowadza ścieki z budynku do zewnętrznej sieci kanalizacyjnej na terenie nie uzbrojonym − do bezodpływowego zbiornika lub przydomowej oczyszczalni. Przykanalik powinien być wykonany z rur PVC systemu UPONAL KG. Minimalna średnica przykanalika wynosi DN 160 mm. Średnica ta może być równa lub większa od średnicy głównego przewodu odpływowego. Minimalny spadek przykanalika powinien wynosić i = 2%, natomiast maksymalny wynika z wytrzymałości materiału na ścieranie i może być ustalony z warunku największej dopuszczalnej prędkości przepływu ścieków przewodem. Prędkość przepływu ścieków, napełnienie i przepustowość przykanalika powinny być przedmiotem obliczeń. Analityczne obliczanie prędkości przepływu w przewodach niecałkowicie wypełnionych jest pracochłonne i praktycznie obliczenia te prowadzi się, korzystając z nomogramów. Dla danej średnicy przykanalika DN i spadku ik jego dna wynikającego z profilu odczytuje się z nomogramu przepływ Qo przy całkowitym napełnieniu. Znając wielkość rzeczywistego przepływu ścieków qs, oblicza się stosunek = qs/Qo. Z krzywej sprawności (rys. 22) na przecięciu się krzywej natężenia dla obliczonego odczytuje się na osi wartość h/D jako stosunek napełnienia dla ustalonej średnicy kanału i oblicza się to napełnienie. Dla odczytanej prędkość przepływu vo na podstawie danych średnicy DN, spadku kanału i Qo oraz określonej z krzywej sprawności prędkości przy określonym napełnieniu oblicza się rzeczywistą prędkość przepływu v = vo x .