Водоотвод с плоской кровли: расчёт системы по СП 30.13330
Обсуждаемый вопрос
Как правильно рассчитать систему водоотвода с плоской кровли в соответствии с требованиями СП 30.13330.2020? Какие типы водоотвода применяются, как определить количество и диаметр водосточных воронок, как рассчитать пропускную способность трубопроводов и аварийный водослив? В статье приводится полная методика расчёта с практическим примером для здания площадью 1000 м².
Краткий ответ
Система водоотвода с плоской кровли рассчитывается на основании СП 30.13330.2020 (раздел 16) и СП 32.13330.2018. Расчётный расход дождевых вод определяется по формуле Q = q20 × F × Ψ / 10000, где q20 — интенсивность дождя (л/с на 1 га) для данной местности, F — площадь водосбора (м²), Ψ — коэффициент стока. Количество воронок определяется делением расчётного расхода на пропускную способность одной воронки. Согласно п. 9.7 СП 17.13330.2017, на каждой ендове должно быть не менее одной воронки, а максимальное расстояние между воронками не должно превышать 48 м. Для здания 1000 м² в Санкт-Петербурге (q20 = 60 л/с·га) требуется 2 воронки диаметром 100 мм.
Расширенный ответ
1. Типы водоотвода с плоской кровли
СП 17.13330.2017 (п. 9.1–9.4) предусматривает следующие типы водоотвода:
| Тип водоотвода | Описание | Применение | Преимущества | Недостатки |
|---|---|---|---|---|
| Внутренний организованный | Вода отводится через воронки в стояки, расположенные внутри здания | Отапливаемые здания, все климатические зоны | Не замерзает, эстетичен, надёжен | Сложность ремонта стояков, риск протечек внутри здания |
| Наружный организованный | Вода отводится через наружные водосточные трубы | Неотапливаемые здания, южные регионы | Простота монтажа и обслуживания | Обмерзание, необходимость обогрева в холодных регионах |
| Наружный неорганизованный | Вода свободно сбрасывается с карниза | Ограниченно: временные сооружения, навесы | Минимальные затраты | Разрушение фасада, отмостки; не допускается для зданий выше 2 этажей |
2. Расчёт расхода дождевых вод
Расчётный расход дождевых вод Q (л/с) определяется по формуле (раздел 16 СП 30.13330.2020):
где:
- q20 — интенсивность дождя, л/с на 1 га, продолжительностью 20 минут при периоде однократного превышения расчётной интенсивности P = 1 год. Принимается по СП 32.13330.2018 (таблица А.1) или по данным местных метеостанций.
- F — расчётная площадь водосбора (площадь кровли), м²
- Ψ — коэффициент стока, для кровель принимается равным 1,0
Значения q20 для некоторых городов РФ:
| Город | q20, л/с·га | Город | q20, л/с·га |
|---|---|---|---|
| Москва | 80 | Краснодар | 100 |
| Санкт-Петербург | 60 | Екатеринбург | 50 |
| Новосибирск | 70 | Владивосток | 90 |
| Казань | 65 | Сочи | 115 |
3. Определение количества и диаметра воронок
Количество водосточных воронок определяется по формуле:
где Qвор — пропускная способность одной воронки (л/с), зависящая от диаметра выпуска и напора воды над воронкой.
| Диаметр воронки, мм | Пропускная способность при напоре 20 мм, л/с | Пропускная способность при напоре 50 мм, л/с | Максимальная площадь кровли на 1 воронку, м² |
|---|---|---|---|
| 80 | 5,0 | 8,0 | 400 |
| 100 | 8,5 | 13,5 | 700 |
| 150 | 20,0 | 32,0 | 1600 |
Согласно п. 9.7 СП 17.13330.2017, дополнительно должны соблюдаться следующие условия:
- На каждой ендове (пониженном участке кровли) — не менее одной воронки
- Максимальное расстояние между воронками — не более 48 м
- Воронки должны располагаться в пониженных участках кровли (в ендовах)
- Площадь кровли, приходящаяся на одну воронку, не должна превышать паспортных значений
4. Расчёт пропускной способности трубопроводов
Гидравлический расчёт водосточных трубопроводов выполняется по методике СП 30.13330.2020. Для напорного режима (при расчёте на максимальный расход) пропускная способность определяется по формуле Шези:
где ω — площадь живого сечения (м²), C — коэффициент Шези, R — гидравлический радиус (м), i — гидравлический уклон.
Для практических расчётов можно использовать табличные значения пропускной способности:
| Диаметр стояка, мм | Пропускная способность (напорный режим), л/с | Пропускная способность (безнапорный режим), л/с |
|---|---|---|
| 100 | 20 | 8 |
| 150 | 55 | 22 |
| 200 | 110 | 45 |
5. Аварийный водослив: требования и расчёт
Согласно п. 9.11 СП 17.13330.2017, для кровель с внутренним водостоком должен быть предусмотрен аварийный водослив на случай засорения воронок или превышения расчётной интенсивности дождя. Требования к аварийному водосливу:
- Аварийный водослив должен обеспечивать отвод воды при отказе основной системы
- Отметка аварийного водослива должна быть выше отметки кровли у воронки на 20–30 мм, но ниже верха парапета
- Количество аварийных водосливов — не менее одного на каждую секцию кровли
- Расход аварийного водослива принимается равным 50% от расчётного расхода дождевых вод
Пропускная способность аварийного водослива (парапетной воронки или переливного отверстия) определяется по формуле водослива с широким порогом:
где m — коэффициент расхода (0,32–0,38), b — ширина водослива (м), H — напор над порогом водослива (м), g = 9,81 м/с².
6. Пример расчёта для здания 1000 м²
Исходные данные:
- Местоположение: Санкт-Петербург
- Площадь кровли: F = 1000 м²
- Тип водоотвода: внутренний организованный
- q20 = 60 л/с·га (по СП 32.13330.2018)
- Коэффициент стока Ψ = 1,0
Шаг 1. Расчёт расхода дождевых вод:
Шаг 2. Определение количества воронок:
Принимаем воронки диаметром 100 мм с пропускной способностью Qвор = 8,5 л/с (при напоре 20 мм).
Шаг 3. Проверка по конструктивным требованиям:
- Площадь на одну воронку: 1000 / 1 = 1000 м² — превышает максимально допустимую (700 м² для D=100 мм)
- Расстояние между воронками: при одной воронке условие не проверяется, но для обеспечения надёжности и соблюдения ограничения по площади принимаем 2 воронки
Шаг 4. Окончательное решение:
- Количество воронок: 2 шт. диаметром 100 мм
- Площадь на одну воронку: 500 м² (в пределах нормы)
- Расход на одну воронку: 3,0 л/с (значительный запас)
- Диаметр водосточного стояка: 100 мм
- Аварийный водослив: 1 шт. с расходом 3,0 л/с (50% от Q)
Шаг 5. Расчёт аварийного водослива:
При ширине водослива b = 0,3 м и напоре H = 0,05 м:
5,2 л/с > 3,0 л/с — условие выполняется, аварийный водослив обеспечивает требуемый расход.
7. Особенности проектирования водоотвода в зимний период
Для предотвращения замерзания воды в воронках и стояках в холодный период года применяются следующие решения:
- Установка греющего кабеля в воронках и на участках стояков, проходящих через холодные зоны (чердаки, технические этажи)
- Теплоизоляция водосточных стояков в неотапливаемых зонах
- Установка воронок с электрообогревом
- Размещение воронок в наиболее тёплых зонах кровли (над отапливаемыми помещениями)
- Уклон кровли к воронкам не менее 1% для предотвращения застоя воды
Заключение
Правильный расчёт системы водоотвода — залог долговечности плоской кровли. Застой воды на кровле приводит к ускоренному старению гидроизоляционного ковра, протечкам и разрушению конструкции. При проектировании необходимо учитывать не только расчётный расход дождевых вод, но и конструктивные ограничения по количеству и расположению воронок, а также предусматривать аварийный водослив. Для зданий площадью до 1000 м² в большинстве регионов РФ достаточно 2 воронок диаметром 100 мм с организацией аварийного перелива. В регионах с интенсивными осадками (Краснодар, Сочи, Владивосток) количество воронок должно быть увеличено пропорционально q20.
Нормативные ссылки
- СП 30.13330.2020 «Внутренний водопровод и канализация зданий»
- СП 32.13330.2018 «Канализация. Наружные сети и сооружения»
- СП 17.13330.2017 «Кровли»
- СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия»
- СП 131.13330.2020 «Строительная климатология»
- ГОСТ 15150-69 «Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов»
