Szczegóły

Opublikowano: 21 maj 2019

Kanalizacja deszczowa - projektowanie z uwzględnieniem intensywności opadów

Aby kanalizacja deszczowa spełniała swoją rolę musi być zaprojektowana z wykorzystaniem współczesnych modeli opadów maksymalnych.

Kanalizacja deszczowa zgodnie z aktualnymi parabolistycznymi modelami opadów

Dotychczas stosowana formuła na natężenie deszczów, oparta na danych opadowych z przełomu XIX i XX w., zaniża obecne natężenia opadów projektowych średnio o 40% we Wrocławiu (dla danych z lat 1960-2009) [11] oraz średnio o 36% w Warszawie i o 33% na terenie całego kraju (dla danych z lat 1986-2015) [12]. Nie może być więc nadal stosowana, gdyż wymagałaby „sztucznej” korekty częstości opadów [2], [11]. W pracy [2] postuluje się, aby do czasu opracowania i upowszechnienia Polskiego Atlasu Natężeń Deszczów (PANDa) - na wzór atlasu KOSTRA (Koordinierte Starkniederschlagsregionalisierung - Auswertung) w Niemczech - stosować do metody maksymalnych natężeń (MMN) współczesne modele opadów maksymalnych. Częstości projektowe opadów powinny być już obecnie podwyższane względem standardów [4-7], np. w granicach zaproponowanych w tab. 4, ze względu na zmiany klimatu w przyszłości.

Na przykład we Wrocławiu stosować można lokalny, probabilistyczny model opadów maksymalnych GED (oparty na pomiarach z lat 1960-2009 [11]), dla zakresów: td e[5; 4320] minut i C e[1; 100] lat, o postaci IDF [2]

gdzie: qmax - maksymalne jednostkowe natężenie deszczu [dm3/(s-ha)]; td - czas trwania deszczu [min]; C - częstość (powtarzalność występowania) deszczu [lata].

Na terenie całego kraju można natomiast stosować regionalny, probabilistyczny model opadów maksymalnych Bogdanowicz-Stachy (oparty na pomiarach z lat 1960-1990 [13]), dla zakresów: td ∈[5; 4320] minut i C ∈[2; 100] lat, o postaci IDF [2]:

gdzie: α(R, td) - parametr (skali) zależny od regionu Polski (Ri) i czasu (td) trwania deszczu [2, 13].

Model opadów maksymalnych Bogdanowicz - Stachy (3) nie obejmuje obszarów podgórskich i górskich. Nie może być też stosowany dla częstości deszczy pojawiających się raz na rok (C = 1), wg [1,2, 11, 14].

Kanalizacja deszczowa - dobór średnicy i spadków

Uwzględniając prognozowany wzrost intensywności opadów w przyszłości, jako minimalną średnicę kanałów deszczowych, w miastach zaleca się obecnie przyjmować Dmin = 0,40 m, a tylko w uzasadnionych przypadkach stosować można D = 0,30 m

– na początkowych odcinkach sieci i przy znacznych spadkach terenu, na podstawie symulacji komputerowych dla przyszłych
obciążeń opadami wg podręcznika [2].

Kanały deszczowe należy dobierać na niecałkowite wypełnienie, tj. maksymalnie do 90% przepustowości całkowitej (Qo) danego przekroju (np. średnicy D) kanału, wg zaleceń DWA-A118 z 2006 r. [10], czyli do względnego wypełnienia: h/D < 0,75 - dla kanałów o przekroju kołowym (o średnicy D); h/H < 0,79 - dla kanałów jajowych (o wysokości przekroju H = 1,5B) oraz h/H < 0,72 - dla kanałów dzwonowych (o wysokości przekroju H = 0,85B, gdzie B oznacza szerokość przekroju w tzw. pachach).

Minimalne spadki dna kanałów deszczowych można określać ze znanej formuły: imin = 1/D (imin [‰] dla D [m]). Przykładowo dla Dmin = 0,40 m, imin = 1/0,40 = 2,5‰, przy czym dla D > 1,0 m, imin = 1,0‰.

Jednakże dla małych względnych wypełnień, h/D < 0,3, powinny być one większe niż obliczane z formuły 1/D, głównie ze względu na warunki transportu zawiesin mineralnych. Z punktu widzenia hydromechaniki transport zanieczyszczeń w kanałach deszczowych można zapewnić, jeżeli opór tarcia wyrażony stycznymi naprężeniami ścinającymi będzie większy od τmin = 1,5 Pa.

Wówczas wzór na imin ma postać [2]:

gdzie: D - średnica (wewnętrzna) kanału ściekowego [m]; Rhn - promień hydrauliczny przy częściowym wypełnieniu kanału [m]; Rh - promień hydrauliczny przy całkowitym wypełnieniu kanału (Rh = D/4) [m].

Dla przykładu: dla kanału deszczowego o średnicy Dmin = 0,40 m, z formuły 1/D spadek minimalny wynosi imin = 2,5‰

Z obliczeń wg wzoru (4) otrzymamy: dla h/D = 10% imin = 6,0‰; dla h/D = 20% imin = 3,2‰; a dla h/D = 30% imin = 2,2‰.

Tak obliczone spadki dla względnych wypełnień h/D < 0,3 gwarantują samooczyszczanie się kanałów deszczowych.

Są też większe od obliczonych z warunku zachowania prędkości minimalnej Vmin = 0,8 m/s - przy całkowitym wypełnieniu, gdyż wówczas dla Dmin = 0,40 m, imin= 2,3‰.

Maksymalne spadki dna kanałów deszczowych powinny wynikać z warunku nieprzekraczania prędkości Vmax = 5,0 m/s - przy całkowitym wypełnieniu kanału.

Przykładowo dla Dmin = 0,40 m, imax = 90‰ . Szczegółowe zasady obliczeń podane są w podręczniku [2].

Powyższa treść jest kontynuacją pierwszej części zamieszczonej w "Inżynier budownictwa".

Podsumowanie dwóch części artykułu:

Zaprezentowano ewolucje europejskich standardów projektowania systemów odwodnień terenów zurbanizowanych: PN-EN 752:2000/2001, PN-EN 752:2008 i PN-EN 752:2017, z uwzględnieniem rozporządzenia MTiGM z 1999 r. (dotyczącego odwadniania dróg), oraz dokonano ich interpretacji. Ponieważ grawitacyjne systemy kanalizacji deszczowej projektowane są zwykle na perspektywę 50-100 lat, właściwe jest uwzględnianie zagrożeń wynikających z prognozowanych zmian klimatu w horyzoncie czasowym roku 2100. Dotyczy to zwłaszcza zagrożeń wynikających ze wzrostu intensywności i częstości występowania ekstremalnych opadów w przyszłości.

Na tych podstawach do wymiarowania kanalizacji deszczowej zalecono metodę maksymalnych natężeń (MMN) jako bezpieczną metodę bilansowania strumieni wód opadowych. Do czasu opracowania i upowszechnienia Polskiego Atlasu Natężeń Deszczów (PANDa) - na wzór atlasu KOSTRA w Niemczech - należy do MMN stosować współczesne, probabilistyczne modele opadów maksymalnych (lokalne i regionalne). Trzeba też przy tym przyjmować większe częstości opadów projektowych niż zalecane w dotychczasowych standardach projektowych (PN-EN 752:2000/2001, PN-EN 752:2008 i PN-EN 752:2017 oraz MTiGM z 1999 r,), co pozwoli prawdopodobnie na zachowanie także w przyszłości obecnie dopuszczalnych częstości zagrożeń wylewami z kanałów.

prof. dr hab. inż. Andrzej Kotowski

Katedra Wodociągów i Kanalizacji

Wydział Inżynierii Środowiska PWr.

Literatura

A. Kotowski, Wyzwania wywołane zmianami klimatu w projektowaniu systemów odwodnień terenów w Polsce, „Inżynier Budownictwa” nr 3/2013.
A. Kotowski, Podstawy bezpiecznego wymiarowania odwodnień terenów. Sieci kanalizacyjne (t. I); Obiekty specjalne (t. II), Wyd. Seidel-Przywecki, Warszawa 2011 (wyd. I), 2015 (wyd. II).
IPCC: Impacts, Adaptation and Vulnerabi- lity, Panel on Climate Change, Cambridge University Press, 2014.
PN-EN 752:2000/2001 Zewnętrzne systemy kanalizacyjne.
PN-EN 752:2008 Drain and sewer systems outside buildings.
PN-EN 752:2017 Drain and sewer systems outside buildings - Sewer system mana- gement.
Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 2 marca 1999 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie (Dz.U. z 1999 r. Nr 43, poz. 430).
P. Willems, Revision of urban drainage design rules based on extrapolation of design rainfall statistics, Proc. 12th Internat. Conf. on Urban Drainage, Porto Alegre, 2011.
Merkblatt Nr 4.3/3: Bemessung von Misch- und Regenwasserkanalen. Teil 1: Klima- wandel und móglicher Anpassungsbedarf, Bayerischen Landesamtes fur Umwelt, 2009.
DWA-A118:2006 Hydraulische Bemessung und Nachweis von Entwasserungssyste- men, DWA, Hennef 2006.
A. Kotowski, B. Kaźmierczak, A. Dancewicz, Modelowanie opadów do wymiarowania kanalizacji, Wyd. KILiW PAN, Warszawa 2010.
P. Licznar, K. Siekanowicz-Grochowina, M. Oktawiec, A. Kotowski, E. Burszta- -Adamiak, Empiryczna weryfikacja formuły Błaszczyka do obliczania wartości natężenia deszczu miarodajnego, „Ochrona Środowiska” nr 2/2018.
E. Bogdanowicz, J. Stachy, Maksymalne opady deszczu w Polsce. Charakterystyki projektowe, Wyd. IMGW, seria: Hydrologia i Oceanologia nr 23, Warszawa 1998.
P Licznar, E. Burszta-Adamiak, A. Kotowski, K. Siekanowicz-Grochowina, M. Oktawiec, Empiryczna weryfikacja modelu Bogda- nowicz-Stachy do obliczania wartości natężenia deszczu miarodajnego, „Ochrona Środowiska” nr 3/2018.

Za portalem: Inżynier budownictwa

Szczegóły

Opublikowano: 21 maj 2019

Wydanie warunków technicznych wg projektu

znowelizowanego Prawa budowlanego.

Nie będzie można pobierać opłat za wydanie warunków technicznych przyłączenia do sieci wodociągowej.

Co więcej przedsiębiorstwo będzie je musiało wydać w ciągu 30 dni. Gdy przekroczy ten termin, może zapłacić 500 zł kary za każdy dzień opóźnienia. Takie ułatwienia dla inwestorów przewiduje nowela prawa budowlanego.

Ministerstwo Inwestycji chce doprecyzować zasady wydawania warunków technicznych przyłączenia do sieci wodociągowo-kanalizacyjnej. Skierowana w połowie kwietnia do konsultacji publicznych duża nowelizacja prawa budowlanego zmienia również przepisy w ustawie o zbiorowym zaopatrzeniu w wodę i zbiorowym odprowadzaniu ścieków. Eksperci nie mają wątpliwości, że to dobre rozwiązania dla inwestorów.

- Proponowane zmiany powinny zaprowadzić wreszcie porządek w zakresie wydania warunków przyłączenia do sieci– uważa dr Martyna Sługocka z Dolnośląskiego Urzędu Wojewódzkiego, specjalizująca się w prawie budowlanym.

- Obecnie kwestia ta jest ustalana przez rady gmin w regulaminach dostarczania wody i odprowadzania ścieków i wygląda inaczej w każdej jednostce samorządu terytorialnego, w tym często bardziej rygorystycznie niż w proponowanych przepisach. Uregulowanie tych warunków na poziomie ustawowym zniweluje wątpliwości i niepewność po stronie inwestorów – ocenia ekspertka.

Nowe ustawowe terminy

Obecnie ustawa nie określa terminów na wydanie warunków. W efekcie każda gmina ustala je dowolnie. Dlatego resort, by przyspieszyć i usprawnić realizację inwestycji, w szczególności mieszkaniowych, proponuje dwa terminy:

14 dni w przypadku budynków mieszkalnych jednorodzinnych, w tym znajdujących się w zabudowie zagrodowej

30 dni w pozostałych przypadkach

W szczególnie uzasadnionych przypadkach istniej możliwość przedłużenia terminów – odpowiednio o kolejne 14 albo 30 dni.

Co więcej warunki będą ważne tylko 2 lata. - Skoro na ich podstawie realizowane ma być przyłącze do sieci wodociągowo kanalizacyjnej warunki powinny być aktualne ze względu na prawne i techniczne wymagania oraz dostosowane do aktualne – uzasadnia wnioskodawca. Gdy przedsiębiorstwo wodociągowe nie wyrobi się w ustawowym terminie dyrektor regionalnego zarządu gospodarki wodnej Państwowego Gospodarstwa Wodnego Wody będzie mógł nałożyć 500 zł kary za każdy dzień opóźnienia.

Bez opłat za wydanie warunków

Ponadto zgodnie z nowelizacją przedsiębiorstwa nie będą mogły pobierać opłaty za wydanie warunków, a także ich za ich aktualizację, zmianę lub przeniesienie na inny podmiot, dokonanie odbioru przyłącza, wpięcie go do sieci wodociągowo – kanalizacyjnej, ani za wszelkie inne zezwolenia z tym związane. Obecnie wiele gmin określa takie opłaty w regulaminie dostarczania wody i odprowadzania ścieków. Zdaniem projektodawcy robią tak, mimo iż nie mają do tego prawa. - Żadna ustawa, w tym ustawa o zbiorowym zaopatrzeniu w wodę i zbiorowym odprowadzaniu ścieków - nie daje gminie upoważnienia do pobierania opłaty za wydawanie warunków przyłączenia, dokonywanie odbioru przyłączy i dokonywanie innych związanych z tym czynności – czytamy w uzasadnieniu.

Plan sytuacyjny obowiązkowy

 
Mateusz Faron z Kancelarii Radców Prawnych Zygmunt Jerzmanowski i Wspólnicy zwraca uwagę jeszcze na inne zmiany. – Wydaje się, że ministerstwo wsłuchało się w głos branży dotyczący potrzeby dołączenia przez osobę ubiegającą się o przyłączenie do wniosku o wydanie warunków technicznych – odpowiedniego dokumentu graficznego – mówi.
Nowela określa bowiem minimalny zakres wniosku o wydanie warunków przyłączenia. Jednym z jego elementów ma być plan sytuacyjny, o którym mowa w art. 29a ust. 1 Prawa budowlanego. - Tym samym, prawdopodobnym jest, iż nieaktualna stanie się dotychczasowa linia orzecznicza organów oraz sądów, które odmawiały przedsiębiorstwom prawa do żądania jakichkolwiek map lub planów na etapie wydawanie warunków technicznych – dodaje Mateusz Faron. Ponadto we wniosku będzie trzeba też określić zapotrzebowania na wodę czy ilości i jakości odprowadzanych ścieków.

Nowelizacja ma zacząć obowiązywać trzy miesiące po publikacji w Dzienniku Ustaw.

Obecnie jednak Ministerstwo Infrastruktury analizuje uwagi zgłoszone do projektu podczas konsultacji.

Za portalem: Prawo.pl

Szczegóły

Opublikowano: 21 maj 2019

Technologia BIM - nasza przyszłość?

Technologia BIM to model informacji o obiekcie budowlanym. To zarządzanie informacją o budynku, obejmujące organizację i kontrolę procesów inwestycyjnych. Wokół BIM-u pojawiło się sporo nieprawdziwych informacji. Jakich?

Prezes PIIB prof. Zbigniew Kledyński, pisząc o BIM, zwrócił się z następującym apelem: - Pomyślmy jednak o nim głębiej. Nie tylko poprzez marketingowy obraz jego możliwości, ale to, jak sposób jego wdrażanie odciśnie się na naszej pracy i kondycji polskiego budownictwa.

Warto zacząć od próby odczarowania technologii BIM i rozwiania przynajmniej kilku związanych z nim mitów.

Mit 1. Technologia BIM to oprogramowanie 3D

Wśród osób, które nie zetknęły się bliżej z BIM-em, często panuje przekonanie, że BIM to... i tu pada nazwa oprogramowania wykorzystywanego w tej metodologii, oferowanego przez najsilniejszego producenta na rynku. Jest to na pewno jego sukces marketingowy, ale należy pamiętać, że każde oprogramowanie służące np. do obliczeń inżynierskich, modelowania, przeglądania modeli, pozyskiwania danych z modelu i ich obróbki, zarządzania danymi jest tylko narzędziem w metodologii BIM. Nieprawdziwe jest również twierdzenie, że BIM to CAD 3D.

Należałoby wyjaśnić, co się kryje pod skrótem BIM. Jego rozwinięcie odnosi się do trzech pojęć.

Technologia BIM (Building Information Model) to model informacji (czasami nazywany modelem informacyjnym lub cyfrowym) o obiekcie budowlanym.

Nie tylko budynku, ale o obiekcie budowlanym rozumianym tak, jak zdefiniowano to w Prawie budowlanym, czyli także budowli, obiekcie infrastrukturalnym itp.

Model BIM jest bazą danych zawierającą wszystkie niezbędne informacje opisujące obiekt, nie tylko dane geometryczne (głównie w trzech wymiarach), ale też cechy fizyczne, funkcjonalne, parametry techniczne, dane kosztowe i inne. Stanowi zasób wiedzy pozwalający w tym samym
czasie wszystkim uczestnikom procesu inwestycyjnego, a następnie zarządcy gotowego obiektu, uzyskać informacje, które są wiarygodną podstawą do podejmowanie decyzji w całym cyklu życia obiektu od najwcześniejszej koncepcji, przez projektowanie, realizację, oddanie do użytku i eksploatację aż do rozbiórki.

BIM (Building Information Modeling) to modelowanie informacji o obiekcie budowlanym.

Tworzenie modelu BIM to wirtualne budowanie obiektu podobnie jak w rzeczywistości, ale bez realnych kosztów błędów, takich jak np. kolizje. Pozwala na etapie projektowania na dobór optymalnych rozwiązań, analizę kosztów i harmonogramu jego realizacji. Na etapie budowy stanowi dokumentację służącą realizacji, a wprowadzanie na bieżąco do modelu rzeczywistych zmian w trakcie wykonywania robót sprawia, że po zakończeniu budowy model jest wiarygodną dokumentacją powykonawczą.

Po oddaniu do użytkowania przekazany zarządcy nieruchomości model ułatwia eksploatację, a na bieżąco weryfikowany w przypadku planowanej rozbudowy, przebudowy lub remontu jest rzeczywistą inwentaryzacją obiektu.

BIM (Building Information Management) to zarządzanie informacją o obiekcie budowlanym, obejmujące organizację i kontrolę procesów inwestycyjnych, z wykorzystaniem danych zawartych w modelu.

Istotne znaczenie ma w tym procesie centralna baza i punkt wymiany informacji (Common Data Enviroment - CDE - wspólne środowisko danych), dostępne jednocześnie dla wszystkich uczestników procesu inwestycyjnego i zastępujące dotychczas stosowaną praktykę dwu- lub wielostronnej wymiany korespondencji.

Mit 2. Open BIM to, przez analogię do OpenOffice, ogólnodostępne bezpłatne oprogramowanie służące do modelowania informacji o obiekcie budowlanym.

Nie ma obecnie powszechnie dostępnego, bezpłatnego, otwartego oprogramowania do modelowania BIM.

Zainicjowany przez organizację building- SMART i kilku wiodących dostawców oprogramowania openBIM to uniwersalne podejście do wspólnego projektowania, realizacji i eksploatacji obiektów budowlanych w oparciu o otwarte standardy, zapewnianiające dostęp do informacji zawartych w modelu niezależnie od zastosowanego do jego tworzenia oprogramowania i systemu informatycznego. Standaryzacja obejmuje trzy obszary: danych, procesów i terminologii. Najbardziej znany jest międzynarodowy standard zapisu modelu cyfrowego IFC (Industry Foundation Classes), dzięki któremu model można przenosić między różnymi programami.

Można go także w tym formacie oglądać (bez możliwości edycji) w bezpłatnych przeglądarkach dostępnych na rynku.

Mit 3. Technologia BIM służy tylko (głównie) projektantom.

Opinia ta wynika zapewne stąd, że to właśnie projektanci, na początku procesu inwestycyjnego, zaczynają tworzyć model. Przy obecnym stopniu wdrażania metodologii BIM w naszym kraju to właśnie w pracowniach projektowych dzieje się dzisiaj najwięcej. Często jest to wymuszane przez inwestorów lub wykonawców.

BIM jest metodologią mającą zastosowanie w całym cyklu życia obiektu. Na naszym rynku modele BIM w nieznacznym jeszcze stopniu są wykorzystywane do zarządzania obiektami. A to właśnie zarządca nieruchomości (właściciel) chociażby tylko ze względu na czas eksploatacji jest największym beneficjentem tej metodologii. W dalszej kolejności wykonawca, a w najmniejszym stopniu projektant.

Mit 4. Zostanie wprowadzony obowiązek stosowania technologii BIM przy wszystkich obiektach budowlanych.

W krajach, w których stosowanie metodologii BIM jest mniej lub bardziej obowiązkowe, nie trzeba jej stosować przy wszystkich obiektach (np. w Wielkiej Brytanii obowiązek dotyczy tylko centralnych zamówień publicznych o wartości powyżej 100 mln GBP).

Mit 5. Technologia BIM stanowi zagrożenie dla małych firm projektowych.

Podobne obawy i opór ze strony małych firm projektowych towarzyszyły wprowadzeniu CAD i komputerów do projektowania. Przypomnę, że cena komputera klasy PC odpowiadała wówczas przeciętnym rocznym zarobkom. Dla obniżenia kosztów oprogramowanie po prostu kradziono. Dzisiaj komputery i CAD w projektowaniu są standardem.

Obecnie najwięcej obaw wśród właścicieli małych, często jednoosobowych, firm projektowych budzą stosunkowo wysoki koszt oprogramowania, jego odmienność od dotychczas stosowanych programów CAD oraz większe wymagania sprzętowe. Pomógłby je zmniejszyć przekonywający rządowy program wdrożenia BIM w Polsce, który obejmowałby z jednej strony standaryzację tej metodologii, a z drugiej system wsparcia finansowego mikro, małych i średnich przedsiębiorstw przeznaczonego na zakup sprzętu, oprogramowania i szkolenie, tak jak to miało miejsce w przypadku wdrażania BIM w Wielkiej Brytanii. Pomimo to BIM, choć nie zawsze w pełni i zgodnie z regułami tej metodologii, jest coraz częściej stosowany w polskim budownictwie. Jest również produktem eksportowym. Obecnie na rynku istnieje coraz więcej firm (głównie małych) świadczących usługi w zakresie modelowania głównie na rynek brytyjski i do Irlandii.

Poziom produktywności w budownictwie był niezmienny lub nawet się obniżał w ciągu ostatnich czterdziestu lat. Szukając metod poprawy tego stanu, uznano BIM za narzędzie pozwalające uzyskać redukcję kosztów, zwiększenie produktywności i wydajności działań.

Według „Podręcznika dotyczącego wprowadzenia modelowania informacji o obiektach budowlanych przez europejski sektor publiczny”, opracowanego przez zespół zadaniowy ds. BIM Komisji Europejskiej (EU BIM Taskgroup), zastosowanie BIM w sektorze budowlanym i nieruchomości przyczyni się do przyspieszenia wzrostu gospodarczego i promowania konkurencyjności, w szczególności wśród małych i średnich przedsiębiorstw (sektora MŚP).

Rewolucja polegająca na cyfryzacji sektora budownictwa już trwa i jest nieuchronna.

Łukasz Gorgolewski
BIM manager

Za portalem :Inzynier budownictwa

Szczegóły

Opublikowano: 25 kwiecień 2019

PRZYPOMINAMY

Przypominamy Państwu o drugiej edycji 

Warsztatów Pracy Projektanta i Rzeczoznawcy Instalacji i Sieci Sanitarnych

organizowanych przez

Zarząd Główny Polskiego Zrzeszenia Inżynierów i Techników Sanitarnych,

które odbędą się w Warszawie w dniach 3 – 4 października 2019r.

Zapisy na Warsztaty ruszają już 6 maja!

Więcej informacji można znaleźć pod linkiem.