Netradiční vstupy ovlivňující návrh odvodňovacích systémů hospodařících s dešťovou vodou
Zelené střechy - účinný prvek hospodaření s dešťovou vodou. Odvodňovací systémy je třeba řešit již v rámci prvních architektonických úvah. Dešťová voda před podzemní garáží? Akumulace s vodou ze střechy pro zálivku nebo přečerpávání dešťových vod do odvodňovacího systému?
1. Úvod
Základním vstupem by měla být změna přístupu k řešení problematiky dešťových vod. Místo stále ještě velmi častého "kam s ní" by bylo dobré mít na zřeteli, již při přípravě investičního záměru před vlastním projektováním odvodňovacího systému základní cíle, co chceme (nebo spíše co bychom měli chtít) od navrhovaného systému řešení problematiky dešťových vod dosáhnout.
Základní cíle lze charakterizovat poměrně jednoduše -
- Přiblížit se (dosáhnout) přírodního či přírodě blízkého koloběhu dešťové vody (s výjimkou využití dešťových vod)
- Odstranit, nebo minimalizovat potřebu výstavby objektů a zařízení, která pouze napravují důsledky neoptimálního řešení problematiky dešťových vod v místě jejich dopadu na povrch
- Všechny prvky systémů hospodařících s dešťovou vodou nesmí zároveň ohrožovat životního prostředí jak obyvatel, tak přírodních společenstev a chráněných území
Mezi nejčastější faktory významně ovlivňující možnosti návrhu optimálního hospodaření s dešťovou vodou lze zařadit -
- Přístup a požadavky investora - negativní i příliš optimistický není dobrý. Velmi nebezpečná je varianta optimistického přístupu, který ale vychází jen ze snahy o maximální úspory investičních nákladů.
- Přístup architekta - kromě optimistického či pesimistického přístupu zde ještě přistupuje schopnost architekta začlenit nová řešení např. vodní plochy úspěšně do areálu. Mnohdy situaci ještě komplikuje skutečnost, že hlavní koncepční architekt je ze zahraničí. Velmi často by byly zahraniční architekti vstřícnější k vytvoření vhodnějších podmínek pro hospodaření s dešťovou vodou, ale brání tomu tlumočený názor architektů a investorů, kteří obvykle se zahraniční firmou komunikují.
- Požadavky či někdy "nepožadavky" vodohospodářského orgánu. Vodohospodářský orgán by měl být podle mne tím, kdo stanovuje zásady na hospodaření s dešťovou vodou v jednotlivých lokalitách. Jeho práce je ale stižena tím, že mnoho druhů systémů hospodařících s dešťovými vodami nespadá pod vodohospodářské povolení
- Přístup a požadavky policie a požárníků
- Nedostatečná legislativa, a to jak legislativa týkající se přímo vodního hospodářství, tak i legislativa dalších stavebních profesí (např. u komunikací požadavky na řešení příkopů, aj.), která neodpovídá novým přístupům pro hospodaření s dešťovou vodou
- Problematika zajištění správce odvodňovacích zařízení
- Majetkoprávní vztahy - např. i v případě, kdy odvodňovací systém je tvořen povrchovými vedeními, která jsou v majetku mnoha majitelů pozemků (např. u bytových domů je společenství vlastníků). Jednání s několika společenstvími je velmi komplikované a investory to mnohdy může vést ke snaze nalézt jiné, i když dražší a vodohospodářsky nevhodnější řešení
- Schopnosti (jak odborné, tak obchodní - nabídnout a přesvědčit ostatní o výhodách hospodaření s vodou) a odvaha projektanta
- Zkušenosti dodavatele stavby a jeho snaha o vnášení "optimalizace" naprojektovaných řešení. Stavební firmy, které nerealizovaly odvodňovací systém hospodařící s dešťovými vodami (nebo které chtějí snížit náklady výstavby) , mohou nedodržením projektovaných podmínek zásadně ovlivnit budoucí funkčnost odvodňovacího systému.
- Technické podmínky - jedná se o velmi širokou škálu podmínek, které jsou mnohdy specifické jak pro druh zástavby, tak lokalitu (např. podmínky pro vsakování, konfigurace terénu, výškové řešení objektů a komunikací, aj.)
2. Vybrané technické podmínky
V následující části je uveden popis vybraných technických podmínek, které mohou významně ovlivňovat úspěšnost návrhu hospodaření s dešťovou vodou. Tyto problematiky technických omezení návrhů odvodňovacích systémů je potřeba včas prověřit a počítat s nimi nejlépe již ve fázi urbanistické studie. Pokud by byly řešeny až při zpracování realizačních projektů, může se stát, že původně navržený odvodňovací systém je nepoužitelný a bude nutno navrhnout zcela jiné řešení (to by mohlo vyžadovat i nové rozhodnutí o umístění stavby a nové stavební povolení).
2.1. Urbanistická studie
Koncepčně nejdůležitější pro vytvoření vhodných podmínek pro úspěšné začlenění jednotlivých prvků hospodaření s dešťovou vodou je období zpracovávání urbanistické studie záměru. Dle mých zkušeností jsou zpracovatelé urbanistických záměrů poněkud překvapeni (či spíše zaskočení), že by měli již v této fázi řešit problematiku dešťových vod. Protože se ale v této fázi obvykle prakticky definitivně stanovují dispoziční řešení objektů a komunikací, mohou vzniknout řešení a podmínky, které pak zásadně negativně ovlivňují či omezují možnost optimálního využití jednotlivých prvků hospodaření s dešťovou vodou. Klasickým příkladem je nevhodné výškové umístění jednotlivých objektů, z čehož pak plyne nevhodné vedení komunikací včetně např. umístění oblouků komunikací, výškové vedení komunikace, aj.
Urbanistická studie řeší zároveň i problematiku splnění požadavků územních plánů a dispoziční řešení je často projednáno s dotčenými orgány a příslušnou obcí. Investor pak poměrně logicky nechce přistoupit na jakékoliv změny, které by vyžadovaly nová projednávání a úpravy již dohodnutých řešení, nehledě k logické nechuti architektů a dalších zúčastněných projektantů zásadně měnit zpracované projekty.
Možnost návrhu změn u zahraničních investorů komplikuje obvykle i to, že hlavním koncepčním architektem akce bývá zahraniční firma. Následné změny řešení areálu v dalších stupních projektové přípravy stavby lze realizovat jen po souhlasu zahraničního architekta, který by musel být opětovně osloven a zaplacen.
Proto doporučuji - s návrhy systému na hospodaření s dešťovou vodou je nutno se zapojit, nebo vnutit, již do procesu přípravy investičního záměru či do zpracovávání urbanistické studie.
2.2. Zelené střechy
Použití zelených střech je jedním z velmi účinných prvků hospodaření s dešťovou vodou v místě dopadu na povrch. Kromě toho lze na střechách vytvořit i poměrně příjemné prostory pro obyvatele či zaměstnance. Zelené střechy se podle výšky zeminy a z toho plynoucího možného způsobu obhospodařování dělí na extenzivní (s malou mocností zeminy s rostlinami nevyžadujícími údržbu a zalévání) a intenzivní (vyšší mocnost zeminy, s trávníky, keři a stromy obvykle s potřebou dodatečné zálivky).
Obrázek 1 - Extenzivní zelená střecha
Již jenom provoz extenzivní zelené střechy přispěje ke snížení velikosti okamžitého odtoku cca o 20÷40 % (bez dalších retenčních prostor na střeše). Intenzívní zelené střechy mohou být schopny pojmout běžné jednoleté návrhové deště.
Údaje o průměrné celkové spotřebě vody zelených střech (při intenzívně využívaných zelených střechách) se velmi rozcházejí a lze je spíše odvozovat od spotřeby pro zalévání zelených ploch. Ve směrnici MLVH 9/73 Sb. byla uváděna spotřeba vody pro kropení veřejné zeleně 1200 m3/ha rok (120 mm/rok), pro zalévání zahrad 3000 m3/ha rok (300 mm/rok). Ve směrnici výpočet potřeby vody (HERLE-1975) se uvádí spotřeba pro kropení veřejné zeleně 10 m3/ha den (tj. cca 210 mm/rok).
Protože při provozu intenzivní zelené střechy bude docházet k větším ztrátám a vysychání něž v terénu, lze průměrnou potřebu zálivky intenzívně využívané zelené střechy odhadovat spíše v té vyšší úrovni, tj. cca 250÷300 mm/rok. Připočteme-li průměrnou roční srážku 500÷550 mm/rok, vychází celková potřeba intenzívně využívaných zelených střech min. cca 800 mm/rok.
Návrh takovéhoto režimu ale znamená kromě technického řešení střechy včetně hydroizolace a retenčního prostoru (např. ze specielních nopových folií) i nutnost zvýšení statické únosnosti střech a všech navazujících nosných konstrukcí budovy, což znamená zvýšení nákladů stavby.
Použití zelených střech může mít zcela zásadní vliv na odtokové poměry dešťových vod. V areálu, ze kterého je použit modelový situační příklad tvořily střechy cca 58 % zpevněných ploch, a odtok z nich tvořil 63 % dešťového odtoku ze zpevněných ploch. Při použití zelených střech může být výrazně zmenšena velikost odtoku při deštích, a pokud je stanoven limit na maximální velikost na odtoku z areálu, mohou investorovi odpadnout i problémy s výstavbou retenčních zařízení. Nezanedbatelným přínosem zelených střech je i pozitivní vliv na mikroklima.
2.3. Dispoziční řešení areálů
Zcela zásadní význam na možné řešení povrchových a mělce podpovrchových odvodňovacích systémů má definitivní konfigurace terénu včetně výškového umístění objektů, komunikací, atd. Do návrhů vstupují vlivy, které se dříve (při použití kanalizací) vyřešily jaksi samovolně bez větších problémů drobnými výškovými úpravami, nebo vložením dalších uličních vpustí, což bylo obvykle možné až ve fázi realizační dokumentace. Návrh povrchových a mělce podpovrchových zařízení vyžaduje poměrně velmi detailní podklady od objektů, které ostatní profese - architekti, projektanti domů, projektanti komunikací, aj. řešili obvykle až v rámci DSP a mnohdy až v realizačních projektech. Bez těchto údajů ale nelze optimálně navrhnout povrchový či mělce povrchový odvodňovací systém a garantovat jeho funkčnost.
U těchto systémů jsou dodatečné úpravy mnohdy velmi komplikované a často na úkor spolehlivosti provozu odvodňovacího systému, někdy jsou i zcela nereálné. Mohlo by vynuceně dojít až ke změně koncepce odvodnění např. na dešťovou kanalizaci.
Vstupní podmínka je poměrně jednoduchá - potřebujeme, aby nám vody odtékala zvoleným směrem při minimálním nutném zahloubení.
Často to nebude z mnoha důvodů v ranních fázích projektové přípravy stavby možno detailně prověřit. Proto lze doporučit provádění návrhu odvodňovacích zařízení s určitou výškovou rezervou (nenavrhovat např. v projektu pro územní rozhodnutí minimální sklony odvodňovacích zařízení, aj.).
Je pravda, že využití počítačů s programy umožňujícími zpracování návrhu areálů digitálně ve třírozměrném prostoru (např. AutoCAD Civil, aj.) dává velmi dobré podmínky pro optimalizaci návrhu odvodňovacího systému a podchycení všech podmínek, které by mohli negativně ovlivnit správnou funkci odvodňovacího systému. Protože se pak s návrhem dá flexibilně pracovat a upravovat ho v dalších stupních projektové přípravy stavby nejedná se o "ztracený projektový čas" jako dříve. Hlavní překážkou je obvykle neochota investora zaplatit takovéto podrobné zpracování již ve fázi urbanistické studie, nebo projektu pro rozhodnutí o umístění stavby, protože pro tyto projekty s takovým výdaji původně nepočítal. Problém je také ve větším množství použitelných programů a ne zcela dobré vzájemné komunikaci mezi nimi. Svůj podíl také doposud nese i ne zcela plošné vybavení architektonických a projekčních kanceláří vhodnými programy včetně potřebné "počítačové" odbornosti jejich pracovníků.
2.4. Úroveň podlahy bytu nad okolním terénem
Z vyhlášky č. 26/1999 Sb. hl. m. Prahy o obecných technických požadavcích na výstavbu v hlavním městě Praze plyne z čl. 22 odst. 3 požadavek, že úroveň podlahy obytné místnosti musí ležet alespoň 150 mm nad nejvyšší úrovní upraveného terénu pásu pozemku v šířce 3 m hraničícího s touto místností. V kombinaci výstupu z bytů na přilehlou střechu podzemních garáží (např. při vytvoření zahrádek před objektem) pak je prakticky velmi složité umístění funkčních zelených ploch. Při běžném umístění garáži do 1. podzemního podlaží tak vyjde vrstva zeminy nad stropem cca 0,3 m což je pro funkční zahradní zeleň velmi málo.
Obrázek 2 - Detail výškového řešení terénu podél objektu nad stropem podzemních garáží
Na obrázku je vidět výše terénu u objektu (0,30 m) a pak vlevo navýšení na původně plánovanou a požadovanou výšku zeminy (0,9 m) nad stropem podzemních garáží. V tomto případě bylo nutno upustit od původně plánovaného způsobu odvodnění. Povrch stropu garáží bylo nutno v daném případě v realizační dokumentaci pro potřeby odvodnění předělat do sklonu 1 % ve směru vedení vody. Dešťová voda je nad garážemi vedena po jejich stropě až do sběrného drenážního potrubí, umístěného napříč na konci podzemních garáží. Uložení tohoto sběrného potrubí bylo velmi komplikované, protože muselo splnit požadavky statiků na zamezení přítoku vody podél svislé stěny garáží. Bylo zde nutno umístit složitou kombinaci nepropustných izolací.
Problematické je v tomto případě i vedení vody od dešťových svodů z objektu. Položení potrubí do zeminy výšky 0,3 m (i s ohledem na využití prostoru jako zahrádek a možnost promrzání) není příliš vhodné. Vypuštění vody z dešťových svodů na terén znamená prakticky její odvedení po povrchu garáží. Zajistit v tak mělkém půdním horizontu rozprostření soustředěného přítoku od dešťového svodu po střeše garáže je problematické.
Významným dopadem byla i skutečnost, že při snížení tloušťky zeminy se mění způsob výpočtu koeficientu zeleně podle ´Metodického pokynu k Územnímu plánu sídelního útvaru hl.m.Prahy (ÚPHMP). Pokud koeficient zeleně byl původně spočten bez rezervy, při snížení tloušťky zeminy již nevyjde. Znamená to nesplnění závazných požadavků ÚPHMP, které jsou zakotveny vždy do územního rozhodnutí, a stavba by neměla být zkolaudována.
2.5. Vjezdy do podzemních garáží
Nejlépe již v urbanistické studii je nutno rozhodnout, zda budou navrženy podzemní garáže a to zohlednit při výškovém usazení objektů. Při jejich řešení je nutno zohlednit možnost gravitačního odvedení dešťových vod od vjezdů do garáží do odvodňovacích zařízení.
Obrázek 3 - Vjezdy do podzemních garáží
Pozn. Písmeny jsou označeny bytové domy, zelené tmavší plochy mezi nimi jsou zatravněné střechy garáží. Ve světlých zatravněných plochách jsou prošrafovaná místa pro retenční prostory. Ty jsou vzájemně propojeny otevřenými či mělce vedenými podpovrchovanými odvodňovacími zařízeními.
Vjezd do garáží objektu "G" je řešen vhodně - je do kopce, vody odtékají od garáží na komunikaci, případně ji lze odvést mimo komunikaci do odvodňovacího systému. Nehrozí nebezpečí zatopení garáží.
Vjezd do podzemních garáží mezi objektem "L" a "M" je pod úrovní komunikace a je nutno zajistit odvedení dešťových vod. Úroveň nivelety vjezdu oproti terénu nad stropem je (při extenzivní zeleni jako zde) min. cca 3,0 m.
Jedna možnost je umístit garáže do úrovně přízemí objektů a vjezd dát nad úroveň komunikace. Tato možnost je málo reálná protože komplikuje možnost využití přilehlých částí přízemí obou objektů pro byty (boční stěny bez oken a bez předzahrádek). To prakticky znamená využít i část objektu v přízemí pro garáže - z pohledu investora velmi nevhodné, protože přichází o plochy, které lze prodat jako byty, a ještě mu to v případě Prahy neumožňuje nadlepšení závazných koeficientů využití území a tím případné zvýšení celého objektu o jedno patro.
Gravitační propojení do po bočních stranách objektů vedených odvodňovacích potrubí by ale znamenalo jejich zbytečné zahloubení v místě napojení min. na cca 3,5 m pod terén - v daném případě to neumožňovalo další gravitační vedení dešťových vod do recipientu, který byl příliš vysoko.
V uvedeném areálu přicházely v úvahu tři varianty řešení -
- využití dešťových vod jako vod technologických - vzhledem k tomu, že se jedná o vody z komunikací prakticky jen pro zálivku. Toto řešení přichází v úvahu jen tehdy, když jsou pro tyto účely využívány např. i střechy, aby bylo vody dostatečné množství. Podmínkou je i souhlas investora, který nemusí být na tato řešení zvyklý a jen z toho důvodu je zamítne.
- přečerpávání dešťových vod do odvodňovacího systému - řešení velmi nešťastné. Jedná se o velmi malé množství, tomu odpovídá i velikost čerpadel a četnost jejich provozu. Zcela určitě je nutno do provozních podmínek objektu zapracovat i řešení situace, kdy dojde k zaplavení garáží při nefunkčnosti čerpací jímky. Vnitřní řešení garáží musí být navrženo i s ohledem na možnost částečného zatopení.
- odvedení dešťových vod do kanalizace - lze využít zaústění do jednotné či modifikované kanalizace, která by měla být v dostatečné hloubce. Kromě pravděpodobného zpoplatnění toto může přinést i komplikace pokud je na trase kanalizace provozována čerpací stanice, která není navržena na zvýšené přítoky dešťů.
V daném projektu bylo nutno překvalifikovat původně splaškovou kanalizaci areálu na kanalizaci modifikovanou. Odpadní vody bylo ale přečerpávány přes potok do jednotné kanalizace v obci. Tato změna se výrazně promítla do investičních nákladů na čerpací stanici a výtlaky, náklady vzrostly cca o 1,2 mil. Kč dražší (cca 3,5 krát)...
Může se stát, že i neplánované maličkosti mohou ovlivnit funkčnost odvodňovacího systému. Na následujícím obrázku je nečekaný kladný vliv, který může mít umístění vstupní šachty na kanalizační přípojce s děrovaným poklopem. V tomto případě bylo nutno odvádět dešťové vody od vjezdů do kanalizace. Před vjezdem do garáží je příčný odvodňovací žlab, který má být přípojkou napojen do šachty v rohu obrázku. Ve vjezdu do garáže byl umístěn výškový práh, který měl zabraňovat přítoku vody do garáží v případě, že by přetekla přes žlab. Po zanesení žlabu zafungovaly otvory ve vstupním poklopu šachty jako odvodňovací zařízení a vzhledem k výšce dna podlahy v garáži k výraznějšímu zatopení podzemních garáží nedošlo.
Obrázek 4 - Fotografie vjezdu do podzemních garáží
2.6. Větrání podzemních garáží
Aby nebylo potřeba navrhovat nucené odvětrání podzemních garáží, lze dát po vnějším obvodě garáží okna či ventilace. V daném případě přišel investor až v době zpracování realizační dokumentaci nejprve s požadavkem na okna umístěná 0,8 m nad okolním terénem. Takovéto výškové úpravy nebylo možno realizovat - převážně z důvodů odvodnění území, tak byly nakonec použity větrací mřížky - viz obrázek.
Obrázek 5 - Detail výškového řešení terénu podél větracích otvorů z podzemních garáží
V případě na fotografii se tento problém podařilo vyřešit zvýšeným sklonem od chodníku a použitím minimálního sklonu na odvodňovacím potrubí. V několika místech areálu bylo nakonec nutno z tohoto důvodu dodatečně změnit výškové vedení cestiček a řešení okolního terénu. Kromě potřeby předělání projektů docházelo tím i ke zvýšení výkopů v rámci výstavby.
2.7. Křížení mělce vedeného odvodnění s komunikací v oblouku
V ČSN 736110 Projektování místních komunikací jsou v kap. 9.5 uvedeny podmínky pro návrh příčných sklonů vozovek. Uvádí se tam - "jak se navrhuje" příčný sklon. Příčný sklon vozovky je navržen do středu oblouku. V normě není vyčleněna žádná část jako závazná. Přesto projektanti komunikací velmi často trvají na sklonu vozovky do vnitřku oblouku. Na komunikacích s většími návrhovými rychlostmi je toto řešení nutné (snižuje se tím možnost smyku a vyjetí vozidla ze silnice). Ale při prosazování tohoto požadavku např. v obytných zónách není vzhledem k omezené rychlosti odůvodnitelné.
V příkladu uvedeném na obrázku je komunikace vedena v oblouku proti směru průtoku vody. Odvodňovací zařízení - zde drenážní potrubí DN 200 (čárkovaná čára přes vozovku) propojuje příkopy na obou stranách komunikace, zde se směrem toku vody shora dolů.
Obrázek 6 - Detail křížení odvodňovacího zařízení s komunikací v oblouku
V tomto místě byl navržen běžný příčný sklon vozovky 2,5 % do středu oblouku, sklon pláně vozovky 3 % do středu oblouku. U přiloženého příkladu je šířka vozovky 15,5 m s chodníky 19,0 m. Výška konstrukčních vrstev vozovky je 0,55 m. Abychom na vnitřní straně zatáčky zajistily odvodnění pláně vozovky, musí být dno potrubí na hloubce -0,80 m. To v zásadě odpovídá v daném případě i potřebné minimální hloubce vedení příkopu či potrubí odvodňovacího zřízení. Výškový rozdíl obou stran vozovky vyšel 0,45 m (viz obrázek). Při sklonu dna potrubí 1 % (vhodnější 2 %), dostáváme hloubku dna potrubí na druhé straně komunikace za chodníkem -1,44 m (vhodněji -1,63 m) pod úrovní terénu na vnitřní straně oblouku komunikace. Vlastní křížení komunikace nám zahloubilo potrubí o 0,64 m (vhodněji o cca 0,83 m) pod okolní terén. Kdyby vozovka měla opačné klopení, k žádnému zahloubení by nedošlo, protože příčné sklony vozovky jsou větší, než minimální sklon na potrubí.
Tomuto problému lze obvykle předem předejít jen ve fázi urbanistické studie areálu, později takto zásadní změna, vyžadující obvykle celkové dispoziční přeřešení areálu včetně přemístění objektů, není možná.
Další variantou nápravy je zrušením příčného sklonu vozovky v oblouku, nebo její klopení na druhou stranu. Při tomto požadavku jsem se setkal s výrazně rozdílným přístupem projektantů komunikací. Mnoho z nich nesouhlasí s tím, že by měl být směr příčného sklonu vozovky podřízen potřebám odvodnění území a norma není závazná. Argumentují výrazným zhoršením bezpečnosti provozu (hlavně v období námraz) a odmítají toto řešení připustit. I když se Vám podaří přesvědčit projektanta komunikace, vstupuje do hry policie, s kterou mám v tomto směru převážně špatné zkušenosti. Ti nechtějí mnohdy připustit ani krátkodobé řízené vedení dešťové vody podél obrubníku.
Další komplikaci způsobuje fakt, že při uvedeném zahloubení odvodnění ještě odvodňovací potrubí koliduje s běžně vedenými podzeními inženýrskými sítěmi - kabely jak slaboproudu tak silnoproudu včetně 22 kV, plynovody a i vodovody. Určitou vůli v manévrování (i když ne zcela oprávněně) máme díky tomu, že v normě ČSN 736005 Prostorové uspořádání sítí technického vybavení nejsou uváděny minimální vzdálenosti podzemních inženýrských od drenážních potrubí.
2.8. Zimní provoz - problematika zamrznutí mělce vedeného podpovrchového systému
Při použití povrchových odvodňovacích prvků je pouze otázkou vhodné a dostatečné údržby zajištění provozuschopnosti těchto odvodňovacích zařízení. Problém nastává, pokud používáme mělce vedené podpovrchové systémy zvláště pak s kombinací povrchového příkopu nad ním. Minimální hloubka vršku mělce vedeného odvodňovacího (drenážního) potrubí pod terénem je u těchto systémů z technických důvodů 0,4 m (výjimečně 0,3 m). To znamená při použití potrubí DN 200 dno v hloubce 0,6 m. Hlubší umístění může být komplikováno výškovými poměry v území omezující možnosti odvodnění.
Při větších zahloubeních dochází k prodražení systému, čehož využívají pro svůj málo vstřícný přístup k těmto systémům nejen investoři, ale i architekti.
Obrázek 7 - Vzor řešení kombinace odvodňovacího příkopku s drenážním potrubím v minimální hloubce
Hodnota nezámrzné hloubky se v našich podmínkách pohybuje podle druhu půdy a nadmořské výšky cca v rozmezí 0,8÷1,4 m, tudíž při umístění do minimální hloubky jsme s těmito potrubími jednoznačně nad úrovní nezámrzné hloubky. To pravděpodobně nezachrání ani zvýšení terénu svahy příkopku.
Myslím, že pouhé automatické zahloubení těchto systémů do nezámrzné hloubky může v mnoha případech vést k omezení rozsahu použití těchto systémů a ani by nemuselo být jednoznačně potřebné.
Otázka je - můžete mělké uložení významně ohrozit provozuschopnost a dlouhodobou spolehlivost odvodňovacího systému?
Vlastní potrubí lze navrhnout z materiálů, kterým by občasné mírné promrznutí nemělo vadit. Větší problém je tedy zajistit, aby nemohlo dojít k zneprůchodnění potrubí zamrznutím. Nelze určitě vyloučit stav, při kterém bude docházet k odtoku vody z terénu, ale podzemí včetně potrubí bude ještě promrzlé.
V místech, kde jsou do odvodnění odváděny i vody z komunikací a chodníků, které jsou v zimním období soleny by bylo možno předpokládat, že vody s chemickým ošetřením potrubím projdou, aniž by docházelo k výraznějšímu zamrzání.
V místech, kde bude do potrubí odváděna pouze voda ze střech apod. by mohlo docházet při průtoku k namrzání vody na stěny potrubí. Pokud nebude ohrožena kapacita a vlastnosti potrubí, opět by mohl být tento stav tolerován. Větší spolehlivosti provozu bude určitě v těchto případech dosahováno při používání větších profilů potrubí (aspoň DN 200).
Myslím, že by si tato problematika zasloužila podrobnějšího prověření, jehož výsledkem by mělo být doporučení, zda je možné, případně za jakých podmínek, bez ohrožení funkčnosti odvodňovacích systémů, umisťovat tato odvodňovací zařízení do zámrzné hloubky.
2.9. Provozní stav před vytvořením zatravněných ploch
K této situaci může dojít jak v průběhu vlastní výstavby, tak i po dokončení, při špatné úpravě jak zelených ploch, tak i prostor využívaných pro zařízení staveniště nebo mezideponie. Prakticky určitě k ní dojde v případě, kdy je areál budován po etapách.
Jde o období po provedení terénních úprav zelených ploch do doby vytvoření dostatečně kvalitní trávy. Povrchový odtok z takových ploch může být až cca 3* větší než ze zatravněné plochy. Při zvýšeném odtoku dochází také ke zvýšeným splachům a k zanášení odvodňovacích systémů. Toto období může být prodlouženo i na cca 1÷2 roky v případě, že dodavatel uspoří, neprovede ohumusování a osetí travou a čeká až si "příroda poradí sama".
Systém dešťových kanalizací je na tento stav poněkud méně citlivý. Krátkodobé přetížení kanalizací (pokud nedojde k zaplavení terénu) se v podstatě v okolí neprojeví a zvýšený splach lze následně snadno odstranit propláchnutím.
U povrchových a mělce vedených systémů může dojít k výraznějším negativním dopadům. Nejvíce viditelný dopad nastane, když dojde k přeplnění povrchových příkopků a zkalená voda poteče po vozovkách, chodnících, do příjezdů k objektům, popř. do vjezdů do garáží. Sice je v tomto případě asi nejhorší estetický dojem, ale u nového areálu to působí, jakoby navržený systém odvodnění byl nefunkční, nebo přinejmenším špatně navržený a provedený. V horším případě, při zatopení objektů či podzemních garáží, může dojít i ke vzniku pojistných škod. Vysvětlování, že se jedná o dočasný problém, který je zaviněn špatným řešením zelených ploch, se ohajuje jen velmi obtížně.
Tato situace se může dále projevit kromě viditelného zanesení otevřených příkopů i rychlejším zakolmatováním vsakovacích zařízení. Tento problém je teoreticky řešitelný prodlouženou dobou záruky dodavatele. Prakticky ale může být velký problém pro menšího investora (či následné majitele) jak přimět dodavatel po 3÷4 letech k opravě v rámci záruky. Nejlepším způsobem je v tomto případě donutit dodavatele, aby včas a kvalitně provedl osetí případně i navržené odrnování ploch.
Doporučuji si při návrhu areálu prověřit alespoň kritická místa na zvýšené průtoky pro stav při nezatravnění volných ploch. Projektant by si měl být jisti, že při tomto mezidobí nedojde k zatopení objektů a dalších chráněných míst areálů.
2.10. Vsakování - hydrogeologický posudek
Zde bych chtěl varovat před neodborným a také automatickým převzetím výstupů výsledků hydrogeologického průzkumu. Již několikrát jsem se setkal s následujícím přístupem, který je převzat z jedné akce.
Hydrogeolog provedl prověření možností vsakování na pozemku a stanovil koeficient filtrace. Pak do svého posudku přidal kapitolu nazvanou "Aplikace výsledků měření vsakovací rychlosti" v níž je uvedeno:
Cílem měření nebylo řešit problematiku vsakování konkrétního objemu srážkové vody, ale obecně posoudit, jaké množství vody se zasákne do vsakovací plochy určitého plošného rozměru za daný čas.
Q = objem vody [m3]
F = vsakovací plocha [m2]
t = čas [s].
Dále jsme použili obvykle uváděnou návrhovou srážkou pro oblast Středních Čech o intenzitě 130 l/s/ha s délkou trvání srážky 15 minut, což znamená, že na 1 m2 střechy nebo zpevněné plochy spadne za uvedených 15 minut celkem 11,7 litrů vody. Ve výpočtu jsme uvažovali maximální přípustnou dobu stagnace vody v jímce 22 dní.
Výsledkem obecného výpočtu je koeficient pro přepočet výměry sběrné plochy (střechy + zpevněné plochy) na minimální vsakovací plochu, kterou dojde k zasáknutí daného objemu vody právě za 22 dní - výpočet je v následující tabulce...
{Pozn. Koeficient = 11,7/1000/(kf*22*86400)}
Příklad aplikace: na modelovou (teoretickou) plochu 500 m2 spadne v průběhu návrhové 15 minutové srážky celkem 5850 litrů vody. Pro její likvidaci vsakováním za dobu právě 22 dní (528 hodin) je třeba mít k dispozici efektivní vsakovací plochu stanovenou výpočtem:
500 (plocha) x 0,113155 = 56,5775 m2
První chybou bylo, že ve výpočtech byl použit koeficient filtrace v plné hodnotě (protože ten se stanovuje pro prostředí nasycené vodou). Vsakování ale bude probíhat v prostředí nenasyceném vodou, kde je rychlost vsakování mnohem menší. Bez podrobnějších rozborů daného půdního prostředí je doporučeno použít pro výpočet vsakování koeficient filtrace pro nenasycené prostředí poloviční - tzn. podělit koeficient filtrace dvěma (někteří hydrogeologové rovnou stanovují ve svých posudcích koeficient vsakování, který již odpovídá vsakování do nenasyceného prostředí. Ten pak již není potřeba zmenšovat).
Další významnou nepřesností bylo započítání odtoku pouze ze střech a zpevněných ploch a to ještě se špatným koeficientem odtoku. V uvedeném areálu do vsakovacích zařízení odtékala i značná část vody ze zelených ploch.
Další vychází z použití pouze jedné srážky s předem zvolenou intenzitou deště a dobou trvání.
Snad nejhorší skutečností, za kterou ale hydrogeolog nemohl bylo to, že toto posouzení bylo projektantem areálu přiloženo do projektu pro územní rozhodnutí jako odborný výpočet návrhu vsakování. V projektu bylo dále napsáno, že se navrhuje vsakovací jímka o ploše 57 m2 a na tento projekt bylo vydáno územní rozhodnutí. Kdyby si projektant areálu najal projektanta vodohospodáře, a ten by alespoň přepočetl modelovou plochu na skutečnou plochu areálu, následný problém by byl menší.
Uvedený výpočet byl pouze modelový pro plochu 500 m2, Celý areál měl plochu 0,29 ha (redukovaná plocha 0,218 ha tj. 2 180 m2). Skutečná potřebná plocha pro vsak spočtená podle metodiky hydrogeologa (včetně chyby v použitém koeficientu filtrace) s akumulací na dobu 22 dní vyšla 490 m2, tj. 8,5* větší.
Podmínky pro vsakování lze v daném areálu považovat pouze za podmínečně vhodné. V těchto případech je obvykle nutno vybudovat retenční zařízení, ze kterého bude docházet ke vsakování. Velikost retence je pak nutno navrhnout např. podle ČSN 75 6261 Dešťové nádrže. Toto potvrzuje i následující kontrolní výpočet posuzující dobu vsaku pro měsíční a pro roční množství srážkových vod.
Při měsíční srážce 80 mm by se voda ve vsakovací ploše 490 m2 vsakovala 151 dní (tj. 5* déle než trvá měsíc) a celoroční srážka 520 mm by se vsakovala 982 dní (téměř 3* déle než trvá rok). Je zřejmé, že při použití navrženého výpočtu hydrogeologem i při jeho správném přepočítání na skutečnou velikost areálu by vsakovací zařízení nemohlo fungovat.
Při přímém vsakování bez použití retenčních prostor by v uvedeném areálu bylo potřeby vsakovací plochy velikosti min. 5000 m2. Vzhledem k velikosti areálu toto řešení nebylo reálné a bylo nutno navrhnout retenční prostory. Podařilo se navrhnout funkční řešení, ve kterém bylo navrženo vsakování v kombinaci s retenčním jezírkem technicky řešeným pro zvýšení velikosti výparu. Pro toto řešení se ale investorovi nepodařilo získat stavební povolení, protože nebylo v souladu s územním rozhodnutím. Lehce kuriózní bylo, že se investor tak dlouho snažil získat stavební povolení, až mu nakonec povolili odvedení dešťových vod do okolo vedené veřejné kanalizace, což původně nechtěl její správce a stavební úřad povolit.
3. Závěr
Používání přírodě blízkých způsobů hospodaření s dešťovými vodami přináší potřebu změny chování investorů, architektů a projektantů v rámci zpracování projektů, ale také nové nároky na provádění výstavby a v neposlední řadě i na údržbu odvodňovacích zařízení. V následujících bodech je shrnuto několik hlavních doporučení.
- Účast projektanta - vodohospodáře již v prvních fázích projektové přípravy stavby - urbanistické studii, projektu pro územní rozhodnutí a to i u "malých" akcí
- Již v urbanistické studii a projektu pro územní rozhodnutí řešit mezi projektovými profesemi detaily kolizních a kontroverzních řešení (vjezdy do podzemních garáží - tzn. výškové osazení baráků, sklony vozovek, opevnění příkopů, aj.). Doporučuje se i zvážit potřebu projednání neobvyklých řešení s orgány státní správy (např. s vodohospodářským odborem, policií, atd.).
- Koncepci hospodaření s dešťovými vodami navrhovat na základě potřebných podkladů (např. bez alespoň archivního posouzení hydrogeologických podmínek pro vsakování nelze uvažovat s možností odvedení všech dešťových vod do vsaku).
- Doporučuje se zvážit již v urbanistické studii, či projektu pro územní rozhodnutí potřebu zpracování modelu celého areálu digitálně ve 3D
- Návrh vsakovacích systémů nechat vždy zpracovat od projektanta vodohospodáře, který musí mít jako podklad posudek od hydrogeologa
- Pro odvodňovací systémy vždy nechat zpracovat provozní a manipulační řád, který by měli případní majitelé dostat od investora.
- Při výstavbě odvodňovacích systémů provádět důslednou kontrolu výstavby a trvat na provedení projektem předepsaných zkoušek a stavebních postupů (např. ověřování použití vhodných materiálů do vsakovacích zařízení, kontrolu ochrany vsakovacích plošných zařízení před zhutněním jejich povrchu, včasné zatravnění zelených ploch, atd.)
- Nenechat se při navrhování hospodaření s dešťovými vodami odradit legislativními nedostatky a méně vstřícnými přístupy orgánů státní správy, investorů a dalších účastníků projektové přípravy staveb.
4. Literatura
1. Hospodaření s dešťovými vodami v urbanizovaných území - Petr Hlavínek a kol.
2. Hospodaření s dešťovými vodami ve městech a obcích - sborník přednášek BRNO 11.3.2008
3. Odvodnění urbanizovaných území - Krejčí a kol.
4. Vliv malých vodních nádrží na kvalitu vody v povodí- Sborník XI.setkání vodohospodářů v Kutné Hoře
5. Přírodní způsoby čištění a využití odpadních vod - Sborník X.setkání vodohospodářů v Kutné Hoře
6. Vyhláška č. 26/1999 Sb. hl. m. Prahy o obecných technických požadavcích na výstavbu v hlavním městě Praze
7. Metodický pokynu k Územnímu plánu sídelního útvaru hl.m.Prahy
8. ČSN 73 6110 Projektování místních komunikací
9. ČSN 73 6005 Prostorové uspořádání sítí technického vybavení
10. ČSN 75 6261 Dešťové nádrže
Recenze Dr. Ing. Ivana Kabelková:
Téma článku je velmi aktuální, protože v České republice postupně narůstá povědomí o tom, že s dešťovou vodou je třeba hospodařit co nejblíže místa jejího dopadu na povrch, nikoliv ji pouze likvidovat. Samotný návrh odvodňovacích systémů hospodařících s dešťovou vodou však komplikuje celá řada netechnických i technických faktorů. Článek se zabývá technickými podmínkami, které mohou ovlivnit úspěšnost návrhu. Uvedené zkušenosti jsou cenné a velmi vhodné k publikování.
Recenze prof. Ing. Vladimír Skokan, DrSc.:
V článku oceňuji důraz na včasné provedení všech podmínek včetně urbanistických a shrnutí základních požadavků zejména z hlediska ekologie, ekonomického návrhu a konkrétních technikckých podmínek.
Drainage systems need to be addressed in the first architectural considerations. Many interesting solutions can deal with rain water, but must be prepared in the first proposals for the building and its surroundings. Green roofs, edit terrain, infiltration areas, the building's location in the terrain, etc. may be difficult to solve additionally.