Вакуумни отводнителни системи за покриви

Целогодишно покривите са изложени на неблагоприятното въздействие на атмосферните условия. Ефективното им отводняване е един от факторите, подпомагащи запазването на тяхната цялост и безпроблемно функциониране за дълъг период от време. Отсъствието на добра система за отводняване може да доведе до редица неблагоприятни въздействия като влага по фасадата на сградата, влошаване на топлоизолационните характеристики на материалите и експлоатационните свойства на покрива и други.

Решаването на подобни проблеми обикновено се свежда до изграждането на добра система за покривно отводняване, която, освен чисто практичните си функции, може да изпълнява и естетични такива и да предаде на сградата индивидуален облик.

Водосточните системи
Обикновено под водосточна система се разбира система от съоръжения, подпомагащи организираното отвеждане на дъждовна вода или тази от топенето на сняг от повърхността на покрива към общата отводнителна система. Наличието на подобна система позволява да се избегне попадането на вода по фасадата и във вътрешното пространство на фасадната конструкция; да се предотврати евентуално протичане на покрива в случай на събиране на по-голямо количество вода и наводняването на мазета и тавани и т. н.

Възможни са различни решения за организиране на системата за отводняване на покривното пространство. Все по-често използвано съвременно решение се явяват вакуумните отводнителни системи, които са и предпочитано решение при отводняването на големи покривни пространства. Сред причините е възможността, голямо като площ покривно пространство да се отводнява с по-малко на брой водоприемници, които могат да бъдат свързани към един общ водосток. Характерна особеност на вакуумните отводнителни системи е, че те работят с висока скорост на отвеждане на водата при пълен капацитет на запълване. Също така при вакуумните отводнителни системи не се наблюдава навлизане на въздух в тръбата и възникването на водовъртеж, което е характерно за гравитационните отводнителни системи. Съответно това позволява използването на тръби с по-малък диаметър.

Стандартните гравитационни системи
принципно се оразмеряват за нисък процент на запълване и значително по-голямо количество въздух в тръбите. Оттокът е предимно по стените на тръбите, което често е причина за възникването на вибрации, които в някои случаи са достатъчно силни, за да създадат реална опасност от разрушаване на щранга и монтираната на покрива воронка. Според направени изследвания в съвременните гравитачни системи близо 2/3 от сечението на тръбата е запълнено с въздух, което оказва негативно влияние върху цялостната ефикасност на системата. Това води и до необходимостта от използване на тръби с по-големи сечения, които допълнително усложняват конструктивните и архитектурните проекти. Често се налага и допълнително увеличаване на диаметъра на тръбите за компенсиране на недостатъчната денивелация.

Липсата на възможност за завихряне при вакуумните отводнителни системи, от своя страна позволява пълно запълване на тръбата с вода и, съответно, елиминиране на възможните неблагоприятни последици. Друго предимство на вакуумните отводнителни системи е отпадането на необходимостта от предвиждането на известен наклон на хоризонтално разположените отвеждащи тръби. Това рефлектира в необходимостта от по-малко монтажно пространство за системата.

Вакуумните отводнителни системи
Принципът на работа на вакуумните отводнителни системи се основава на сифонното действие. Движещата сила е потенциалната енергия, получена от разликата (денивелацията) между котата на водоприемника и котата на заустване, за да се усили пропусната характеристика на системата. Обемът течност между двете точки е подложен на действието на силите на гравитацията, вследствие на което налягането в горната част на тръбата намалява, което увлича водата, за да се превъзмогне разликата в наляганията. По-големият обем течност, затворен в тръбата, съответно увеличава капацитета на системата. По тази причина за най-ефективни се считат системите за вакуумно отводняване с големи дължини на водосточните тръби. Голямата дължина означава голяма разлика в налягането, а от там и по-висока скорост на водата. На това се дължи и значително по-високата ефективност на системите за вакуумно покривно отводняване при високи сгради, в сравнение със стандартните.

Елементи на системата
Типичната вакуумна отводнителна система обикновено се състои от водоприемници, къси отводнителни отклонения, второстепенни и главни хоризонтални клонове, вертикален клон и точка на заустване. Особена роля за ефективното отводняване играят водоприемниците. Обикновено те са конструирани така, че при определено ниво на водата да не позволяват навлизане на въздух в системата, завихряне и образуване на водовъртежи, което гарантира по-добра работа на цялата система. В момента, в който започне отвеждането на водата, въздухът се изтласква от системата, а специалната конструкция на водоприемника не позволява засмукването на нов. С покачването на водното ниво около водоприемника и след потапянето на въздушната клапа, тръбната мрежа започва да се напълва с вода. Максимален капацитет системата достига след пълното й обезвъздушаване. При ниска интензивност на водния поток работата на вакуумните отводнителни системи не се различава от тази на конвенционалните.

Въпреки че водоприемникът е най-важният елемент, при сифонните системи се предявяват известни изисквания и към вида на водосточните тръби. Специалистите препоръчват използването на тръби от еластичен материал поради възможността от възникване на голямо налягане с отрицателен знак. За подходящо решение се считат тръбите от полиетилен висока плътност, отговарящи на изискванията на EN 1519.

Особености при проектирането
Прецизното и правилно проектиране и монтаж на хидравличните схеми имат пряко влияние върху функционирането на цялостната вакуумна система. От особена важност при проектирането е балансът при оразмеряване. Оптимална работа на системата може да се постигне само при пълно запълване на сечението на тръбата по цялата й дължина. За тази цел е необходимо параметрите на всички водоприемници и отвеждащи тръби да бъдат изчислени на базата на дъждовното водно количество за съответния район. Необходимо е постигане на баланс между загубите на налягане и коефициентите на съпротивление на фитингите, от една страна, и смукателната сила, създадена от височината на сградата, от друга. В случаите, в които водоприемниците са с различен капацитет на отводняване, е възможно възникването на проблеми като затруднено движение но водата, шум и вибрации. За да се предотвратят подобни и други проблеми, специалистите съветват прецизно изчисляване на параметрите и водостоците, и диаметрите на тръбите, като диаметрите е добре да се приблизително еднакви.

Освен проектирането от особена важност е и доброто изпълнение на системата. Препоръчително е полагане на добра хидроизолация в зоната на връзка между воронката и хидроизолационните слоеве на покрива. Използването на негорими воронки подобрява сигурността и възпрепятства разпространяването на евентуален пожар.

Предимства и недостатъци на системите
Като основни предимства на вакуумните отводнителни системи обикновено се посочват отпадането или чувствителното намаляване на голяма част от тръбните работи под кота 0,00 и около фундамента, както и на изкопните и насипните работи по площадковата канализация; по-бърз монтаж; използването на тръби с по-малък диаметър и намаляване общата дължина на тръбите; по-големият капацитет на отвеждане на водата; по-малък брой на необходимите водоприменици, тръби и фитинги, което води и до по-малко натоварване на конструкцията. Липсата на наклон на тръбопроводната мрежа позволява по-добро използване на наличното пространство в сградата и много по-лесно съгласуване с другите инсталации и конструктора на сградата, както и опростена инсталация. Сред предимствата на вакуумните отводнителни системи е и тяхната способност да се самопочистват поради високите скорости. Като недостатъци на вакуумното отводняване се посочва необходимостта от използването на подходящи софтуерни приложения за изчисляване на системата, необходимостта системата да бъде устойчива на сплескване и опън, както и фактът, че при необходимост от отклоняване от проектните размери, това може да доведе до промени в цялата инсталация.