Subcapitolul 4 - DIMENSIONAREA INSTALAŢIILOR INTERIOARE DE CANALIZARE MENAJERĂ - Normativ din 2022 privind proiectarea, execuţia şi exploatarea instalaţiilor sanitare aferente clădirilor - Indicativ I 9-2022 - Octombrie 2022 -
M.Of. 1167 bis
În vigoare Versiune de la: 5 Ianuarie 2023
SUBCAPITOLUL 4:DIMENSIONAREA INSTALAŢIILOR INTERIOARE DE CANALIZARE MENAJERĂ
(1)Dimensionarea conductelor de legătură de la obiectele sanitare
14.16.Debitul de calcul pentru conductele de legătură este Vmax = Vtot; de cele mai multe ori, Vtot = Vc,ww atunci când se dimensionează o instalaţie de canalizare menajeră. Dacă este racordat un singur obiect sanitar, atunci debitul de calcul al conductei de legătură este cel aferent obiectului respectiv.
14.17.Pentru diametrele, pantele normale şi minime de montaj ale conductelor de legătură de la obiectele sanitare la coloanele de scurgere se utilizează standardul SR EN 12056, sistem II (cu grad de umplere maxim admis 0,70). Diametrul minim al conductei de legătură nu poate fi mai mic decât diametrul obiectelor sanitare racordate la aceasta.
14.18.Dimensionarea conductelor de legătură se realizează diferit, dacă conductele de legătură sunt neventilate sau sunt prevăzute cu conducte de ventilare secundară.
Conductele de legătură se prevăd:
- fără ventilare (neventilate);
- cu ventilare secundară;
- cu aeratoare cu membrană (clapetă de ventilaţie), conform standardului SR EN 12056-2 ca alternativă pentru ventilarea secundară, cu respectarea condiţiilor prevăzute în capitolul 13.
(2)Alegerea diametrului conductelor de legătură neventilate, de la obiectele sanitare
14.19.Dimensiunile şi condiţiile privind utilizarea conductelor de legătură neventilate sunt date în tabelele din ANEXA 5.2, precum şi în standardele SR EN 12056-2 şi STAS 1795. Se adoptă sistem II (grad de umplere maxim admis 70% pentru conducte de legătură).
Pentru conductele de legătură neventilate, se respectă condiţiile geometrice limitative, conform Tabelului 14.5.
Tabel 14.5 - Limitări geometrice pentru conducte de legătură neventilate, sistem II (preluat din standardul SR 12056-2 şi adaptat)
Caracteristici | Limitări |
Lungimea conductei de legătură, cuprinsă între sifonul cu gardă hidraulică şi racordul la coloană | L < = 10 m |
Diferenţa de înălţime H între sifon şi conducta de legătură, conform figurii 14.1 | H < = 6 m pentru 70 < = Dn < 100 mm H < = 3 m pentru Dn < = 70 mm |
Panta minimă de montare - | conform ANEXA 5.1 |
Număr maxim de coturi (respectiv schimbări de direcţie la 90o, cu excepţia sifonului) | 1 |
Număr de obiecte sanitare conectate la conducta de legătură neventilată | Max 3, cu excepţia WC (vaselor de closet) |
Număr de obiecte sanitare conectate la conducta de legătură neventilată | Max 2, pentru WC (vaselor de closet). |
Figura 14.1 - conductă de legătură neventilată
1 - conductă de legătură de la sifonul cu gardă hidraulică până la primul cot; H - înălţimea pe care coboară conducta de legătură; 2 - coloana de canalizare; 3 - conductă de legătură; L - lungimea totală a conductei de legătură, porţiunea verticala şi orizontală.
Diametrele nominale ale conductelor de legătură fără ventilare precum şi debitele maxime evacuate de acestea sunt prezentate în ANEXA 5.2.
În cazurile în care conducta de legătură depăşeşte lungimea de 10 m sau se depăşeşte numărul maxim de obiecte sanitare racordate la aceasta precizate în Tabel 14.5, se adoptă varianta de conducte de legătură ventilate.
(3)Alegerea diametrului conductelor de legătură ventilate, de la obiectele sanitare
14.20.Dimensiunile şi condiţiile privind utilizarea conductelor de legătură ventilate sunt adoptate din standardul SR EN 12056-2 sistem II, completat de norme naţionale STAS 1795.
Tabelul coroborat este prezentat în continuare (Tabelul 14.6).
Figura 14.2 - conductă de legătură ventilată
1 - conductă de legătură de la sifonul cu gardă hidraulică până la primul cot; H - înălţimea pe care coboară conducta de legătură; 2 - coloana de canalizare; 3 - conducta de legătură; L - lungimea totală a conductei de legătură, porţiunea verticală şi orizontală; conducta de ventilare naturală secundară sau legătura la un aerator cu membrană (clapetă de ventilaţie).
Diametrele nominale ale conductelor de legătură ventilate, debitele maxime evacuate de acestea precum şi diametrele corespunzătoare ale conductelor aferente de ventilare secundară sunt prezentate în ANEXA 5.3.
Pentru conductele de legătură ventilate cu ventilare secundară, sunt precizate condiţii geometrice limitative, după cum urmează în Tabelul 14.6. Conducta de ventilare secundară se racordează la conducta de ventilare primară sau se prelungeşte deasupra terasei/acoperişului.
Atunci când conducta de ventilare secundară reuneşte mai multe conducte de ventilare similare, diametrul acesteia se determină prin calculul global al debitului de apă uzată evacuat prin conductele pentru care se realizează ventilarea Vmax (de exemplu, pentru conducta de ventilare secundară care reuneşte conductele de ventilare ale unor grupuri sanitare publice, pentru care se prevăd conducte de ventilare secundară la fiecare nivel). Ulterior, în funcţie de valoarea obţinută pentru Vmax, se realizează alegerea diametrului conductei de ventilare, utilizând standardul SR EN 12056-2 şi ANEXA 5.3.
Tabel 14.6 - Limitări geometrice pentru conducte de legătură ventilate (cu ventilare secundară, sistem II, conform standardelor SR EN 12056-2 şi STAS 1795)
Caracteristici | Limitări |
Lungimea conductei de legătură, cuprinsă între sifonul cu gardă hidraulică şi coloană | fără limită |
Înălţimea H între sifon şi conducta de legătură | H < = 3 m |
Panta minimă de montare - | conform ANEXA 5.1 |
Număr maxim de coturi (respectiv schimbări de direcţie la 90°) | fără limită |
Număr minim de obiecte sanitare conectate la conducta de legătură ventilată | Min 4, cu excepţia WC (vaselor de closet) |
Număr de obiecte sanitare conectate la conducta de legătură ventilată | Min 3, pentru WC (vaselor de closet). |
(4)Aeratorul cu membrană pentru conducte de legătură ventilate (cu ventilare secundară)
14.21.La capătul conductei de ventilare secundară poate fi montat un aerator cu membrană, în cazul în care nu poate fi asigurată legătura cu atmosfera a acestei conducte. Aeratorul cu membrană pentru ventilarea conductelor de legătură trebuie să corespundă standardului SR EN 12380, şi se aleg conform SR EN 12056-2, pentru sistemul II; se respectă limitările indicate pentru acest tip de echipament, expuse în capitolul 13.
În cazul sistemelor II definite de standardul SR EN 12056-2, debitul de aer pentru aeratoarele cu membrană montate pe conductele de legătură este:
Va = 2 x Vtot, [l/s] (14.9)
în care:
Va - este debitul minim de aer printr-o conductă de ventilare sau printr-un aerator cu membrană (echivalent ca denumire cu clapetă de ventilare), măsurat la o diferenţă de 250 Pa, în [l/s]; cu Va se poate alege aeratorul cu membrană; valoarea Va este indicată în fişa tehnică a acestuia.
Vtot - debitul total de calcul pentru conductă; în mod obişnuit, Vtot = Vc,ww determinat la baza coloanei.
(5)Dimensionarea coloanelor de canalizare menajeră
14.22.Diametrele coloanelor se determină din condiţii constructive şi hidraulice.
14.23.Condiţia constructivă permite alegerea preliminară a diametrului coloanei care trebuie să fie cel puţin egal cu cel mai mare dintre diametrele conductelor de legătură la obiectele sanitare, puncte de consum sau grupuri de obiecte sanitare.
14.24.Condiţia hidraulică este ca debitul de calcul al coloanei să fie mai mic, cel mult egal cu debitul maxim (capacitatea maximă de evacuare a coloanei) pentru sistemul II, indicat în ANEXELE 5.4 (fără ventilare auxiliară) şi 5.5 (cu ventilare auxiliară), în funcţie de sistemul de ventilare adoptat pentru coloane. Dacă această condiţie nu este îndeplinită, diametrul preliminar al coloanei se alege mai mare astfel încât condiţia hidraulică să fie îndeplinită.
14.25.Coloanele de canalizare menajeră se prevăd cu:
- conducte de ventilare naturală primară;
- conducte de ventilare naturală primară şi racorduri de la ventilarea secundară;
- conducte de ventilare naturală primară, şi cu racorduri de la ventilarea secundară şi/sau cea auxiliară;
- pot fi utilizate aeratoare cu membrană (clapetă de ventilaţie), conform SR EN 12056-2 ca alternativă sau în completarea ventilării naturale a coloanei, cu limitările indicate în capitolul 13.
Ventilarea primară se obţine prin prelungirea coloanei de canalizare peste nivelul terasei, cu capăt de coloană liber în atmosferă.
Ventilarea secundară se obţine prin prelungirea conductelor de canalizare de legătură, având capăt liber.
Ventilarea auxiliară se obţine prin dublarea coloanei de canalizare principală cu o coloană secundară cu rol în ventilare, în configuraţiile prevăzute de standardul SR EN 12056, din ANEXA 5.9. Ventilarea auxiliară se racordează la coloana principală de canalizare.
Pentru instalaţiile interioare de canalizare menajeră, se vor respecta configuraţiile prevăzute de SR EN 12056 şi ANEXA 5.9.
(6)Dimensionarea coloanelor de canalizare menajera, cu ventilare primară
14.26.Diametrul coloanelor de canalizare menajeră prevăzute cu ventilare naturală primară se dimensionează utilizând tabelul din ANEXA 5.4. Atunci când conducta de ventilare primară reuneşte mai multe conducte de ventilare similare (dar nu mai mult de 3 conducte de ventilare primară), diametrul acesteia se determină prin calculul global al debitului de apă uzată evacuat prin conductele pentru care se realizează ventilarea comună,. Ulterior, în funcţie de valoarea obţinută pentru Vmax, se realizează alegerea diametrului conductei de ventilare primară comune, utilizând SR EN 12056-2 şi ANEXA 5.4.
(7)Dimensionarea coloanelor de canalizare menajeră cu ventilare primară, însoţite şi de conducte de ventilare auxiliară, în paralel cu coloana de canalizare
14.27.Diametrul coloanelor de canalizare menajeră prevăzute cu ventilare auxiliară se dimensionează considerând valorile din ANEXA 5.5.
Pentru coloanele la care sunt racordate vase de closet Dn 90 mm (suspendate) sau Dn 100 mm, diametrul minim al coloanei este Dn 100 mm.
14.28.În cazul coloanelor de canalizare menajeră cu lungimi mari (peste 28 m) prevăzute cu ventilare auxiliară sau cu număr mare de schimbări de direcţie, se dimensionează considerând valori mărite pentru ventilarea auxiliară, prezentate în ANEXA 5.6. Pentru coloane cu înălţimi peste 28 m, ventilarea auxiliară este obligatorie.
(8)Aeratorul cu membrană pentru coloanele de canalizare menajeră
14.29.La capătul coloanei de canalizare principală poate fi montat un aerator cu membrană, în cazul în care nu poate fi asigurată legătura cu atmosfera a acestei conducte. Aeratorul cu membrană pentru ventilarea coloanelor de canalizare menajeră trebuie să corespundă standardului SR EN 12380, şi se dimensionează cu debitul de aer necesar pentru alegerea aeratoarelor cu membrană, Va > = 8 x Vtot, [l/s]; introducerea aeratoarelor va respecta limitările indicate în secţiunea anterioară, în capitolul 13.
(9)Dimensionarea colectoarelor orizontale de canalizare a apelor uzate
14.30.Pentru determinarea diametrului şi pantei colectoarelor orizontale, pot fi adoptate două metode:
- Metoda de calcul conform standardului STAS 1795;
- Metoda de calcul conform standardului SR EN 12056-2, sistem II.
(10)Metoda de calcul conform standardului STAS 1795
14.31.Într-o primă fază, se determină debitul de calcul pentru ape uzate menajere Vtot (de regulă, egal cu Vc,ww) în funcţie de tronsoanele racordate la acesta (respectiv în funcţie de numărul şi tipul obiectelor sanitare racordate la acesta), utilizând formulele de calcul corespunzătoare instalaţiei (14.1-14.4). Ulterior, se aplică metodologia expusă în STAS 1795, după cum urmează în articolele următoare.
14.32.Diametrele conductelor orizontale (colectoare) de canalizare a apelor uzate se dimensionează din condiţiile constructive şi hidraulice prevăzute în STAS 1795.
14.33.Condiţiile constructive permit alegerea preliminară a diametrelor conductelor colectoare şi anume, aceste diametre trebuie să fie cel puţin egale cu cel mai mare dintre diametrele conductelor de legătură de la obiectele sanitare la şi respectiv, cu diametrul coloanei racordate la conducta orizontală de canalizare care se dimensionează.
14.34.Condiţia hidraulică constă în verificarea vitezei reale, vr, [m/s], de curgere a apei cu nivel liber prin conducta orizontală de diametru ales, care trebuie să fie mai mare sau cel puţin egală cu viteza minimă, vmin, de autocurăţire a conductei şi mai mică sau cel mult egală cu viteza maximă admisă, vmax:
vmin < = vr < = vmax (14.10)
14.35.Viteza minimă admisă a apei (vmin, viteza minimă de autocurăţire) în conducte orizontale de canalizare este de 0,7 m/s pentru conducte închise şi 0,5 m/s pentru canale deschise şi rigole.
14.36.Viteza maximă admisă a apei în conducte orizontale de canalizare vmax este de 4 m/s pentru conducte metalice, din PVC sau plastic similar, ceramice şi din beton armat, şi de 3 m/s pentru conducte din beton simplu. Viteza maximă poate să varieze în funcţie de natura materialului conductei.
14.37.Calculul hidraulic de verificare al vitezei reale, vr, se efectuează cunoscând debitul de calcul, Vtot (Vc,ww). gradul de umplere, u, şi panta de montaj, i, a conductei.
Gradul de umplere, u, este raportul dintre înălţimea nivelului apei din conductă şi diametrul interior al conductei.
Gradul de umplere maxim admis, în funcţie de diametrul conductei orizontale de canalizare şi de natura apei uzate, este indicat în Tabelul 14.7.
Tabel 14.7 Gradul de umplere maxim admis în funcţie de diametrul conductei de canalizare şi de natura apei uzate
Natura apei uzate | Diametrul nominal al conductei, Dn [mm] | |||
< = 100 | 125 | 150-300 | > 300 | |
Apă uzată menajeră şi industrială, cu suspensii mai mari de 5 mm (sisteme care trebuie să rămână în sistem gravitaţional) | 0,70 | 0,70 | 0,70 | 0,70 |
Apă meteorică şi apă uzată industrială convenţional curată (sisteme care intră, ocazional, în funcţionare sub presiune) | 1,00 | 1,00 | 1,00 | 1,00 |
Apă uzată industrială, cu suspensii mai mici de 5 mm (sisteme care trebuie să rămână în sistem gravitaţional) | 0,70 | 0,70 | 0,80 | 0,80 |
14.38.La conductele care transportă apă meteorică se adoptă scurgerea sub presiune (curgerea poate intra în regim de curgere sub presiune) iar la conductele de apă industrială convenţional curată se admite scurgerea sub presiune numai când această soluţie nu conduce la pericolul de refulare al apei în anumite puncte de scurgere. În cazul în care sunt necesare săpături adânci pentru pozarea conductelor de canalizare meteorică, pentru evitarea lor se admite curgerea sub presiune. Se recomandă şi considerarea aplicării sistemelor de canalizare vacuumatică.
14.39.Pantele de montaj, i, ale conductelor sunt necesare pentru asigurarea regimului de curgere cu nivel liber. Pentru realizarea vitezelor minime de autocurăţire este necesară montarea conductelor de canalizare cu o pantă minimă, iar din motive de siguranţă în funcţionare, se recomandă prevederea, ori de câte ori este posibil, a unor pante mai mari decât pantele minime, numite pante normale, la care se realizează viteze de curgere mai mari decât vitezele minime de autocurăţire şi mai mici decât vitezele maxime admise.
14.40.Pantele normale şi minime de montaj pentru colectoare amplasate în clădiri, în funcţie de natura apei şi diametrul conductei, sunt indicate în Tabel 14.8. Pentru condens, se alege pentru colectoare o pantă minimă de 0,5% (i = 0,005).
Tabel 14.8: Pantele normale şi minime ale conductelor colectoare de canalizare amplasate în clădiri în funcţie de diametrul conductei şi de natura apei uzate
Dn [mm] | Apa uzată menajeră | Apa uzată industrială | Apa meteorică | |||||||
Cu suspensii peste 5 [mm] | Cu suspensii până la 5 [mm] | Convenţional curată (cu excepţia condensului) | ||||||||
pante | pante | pante | pante | pante | ||||||
normale | minime | normale | minime | normale | minime | normale | minime | normale | minime | |
32 | 0,0350 | 0,0250 | - | - | - | - | 0,0250 | - | - | |
40 | 0,0350 | 0,0250 | - | - | - | - | 0,0250 | - | - | |
50 | 0,0350 | 0,0250 | 0,0600 | 0,0500 | 0,035 | 0,0300 | 0,0250 | 0,0200 | 0,0250 | 0,0200 |
70 | 0,0250 | 0,0150 | 0,0500 | 0,0400 | 0,025 | 0,0200 | 0,0200 | 0,0150 | 0,0250 | 0,0200 |
100 | 0,0200 | 0,0150 | 0,0400 | 0,0300 | 0,015 | 0,0120 | 0,0100 | 0,0080 | 0,0200 | 0,0150 |
125 | 0,0150 | 0,0100 | 0,0300 | 0,0200 | 0,0120 | 0,0100 | 0,0080 | 0,0060 | 0,0100 | 0,0080 |
150 | 0,0100 | 0,0080 | 0,0200 | 0,0150 | 0,0080 | 0,0070 | 0.0060 | 0,0055 | 0,0070 | 0,0060 |
200 | 0,0080 | 0,0070 | 0,0100 | 0,0080 | 0,0070 | 0,0060 | 0,0055 | 0,0050 | 0,0060 | 0,0050 |
250 | 0,0070 | 0,0065 | 0,0090 | 0,0070 | 0,0065 | 0,0055 | 0,0050 | 0,0045 | 0,0055 | 0,0045 |
14.41.Debitele de curgere la secţiune plină prin conductele colectoare de canalizare, depind de diametrul conductei, panta conductei şi de materialul din care sunt realizate conductele. Se utilizează valorile debitelor şi vitezelor la secţiune plină calculate conform standardului SR EN 12056 (ANEXA 5.7, respectiv formula Colebrook White, cu considerarea unei rugozităţi de 1 mm) sau se pot utiliza valorile furnizate de furnizorul conductelor de canalizare. Se menţionează că tabelul cu valori pentru debite şi viteze la secţiune plină prezent în standardul STAS 1795 sunt determinate cu o valoare de 0,07 mm pentru rugozitate, utilizând formula lui Gorbaciev, rugozitate considerată insuficientă de către SR EN 12056, pentru calculul canalizării menajere. Cu toate acestea, pot fi utilizate valorile pentru debitele şi vitezele la secţiune plină din standardul STAS 1795, pentru analiza clădirilor existente, la care intervenţia asupra colectoarelor este locală. Pentru investiţiile noi, se utilizează standardul SR EN 12056, sistem II şi rugozitate 1 mm.
14.42.Pentru diferite grade de umplere, debitul de curgere al apei prin conducte Vtot, faţă de debitul apei la secţiune plinăVsp se determină în funcţie de valoarea x dată de relaţia: x = Vtot / Vsp.
14.43.Pentru diferite grade de umplere, viteza medie de curgere a apei prin conducte vr, faţă de viteza apei la secţiune plină vsp, se determină în funcţie de valoarea z dată de relaţia: z = vr /vsp.
14.44.Se determină valorile x şi z în funcţie de gradul de umplere al conductelor colectoare de canalizare din ANEXA 5.8.
(11)Metoda de calcul conform standardului SR EN 12056-2, sistem II
14.45.Într-o primă fază, se determină debitul de calcul pentru ape uzate menajere, pentru colectorul studiat Vtot (de regulă, egal cuVc,ww) în funcţie de tronsoanele racordate la acesta (se aplică formulele 14.1 - 14.4, după caz).
14.46.Diametrele conductelor orizontale (colectoare) de canalizare ale apelor uzate se dimensionează din condiţii constructive şi hidraulice.
14.47.Condiţiile constructive permit alegerea preliminară a diametrelor conductelor colectoare şi anume: aceste diametre trebuie să fie cel puţin egale cu cel mai mare dintre diametrele conductelor de legătură de la obiectele sanitare sau cu diametrul coloanei racordate la conducta orizontală de canalizare care se dimensionează.
14.48.Se alege o pantă de montare pentru colector, în intervalul de valori cuprinse între pantele normale şi minime de montaj, în funcţie de natura apei şi diametrul conductei, indicate în Tabel 14.8. Panta trebuie să nu coboare sub valoarea minimă astfel indicată.
14.49.Condiţia hidraulică constă în compararea debitului obţinut prin calcul, cu valorile prezentate în tabelul B2 din SR EN 12056-2 respectiv Tabelul A.5.7.2 din ANEXA 5.7, pentru grad de umplere maxim admis 0,70 (sistemul II). Ulterior, se aplică metodologia expusă în standardul SR EN 12056-2, sistem II, după cum urmează în articolele următoare.
14.50.Urmează etapa de verificare a vitezei reale, vr [m/s], de curgere a apei cu nivel liber prin conducta orizontală de diametru ales, care trebuie să fie mai mare sau cel puţin egală cu viteza minimă, vmin, de autocurăţire a conductei şi mai mică sau cel mult egală cu viteza maximă admisă, vmax, respectiv vmin < = vr < = vmax.
(12)Conductele de ventilare ale reţelei de canalizare
14.51.Coloana de ventilare principală trebuie să aibă diametrul egal cu al coloanei, conform SR EN 12056-2. Pot fi reunite maxim 3 coloane de ventilare principală (ANEXA 5.4); în cazul în care se reunesc coloane de ventilare primară, diametrul coloanei de ventilare primară trebuie apreciat prin calcul, prin evaluarea debitului de ape uzate evacuat de coloanele de canalizare reunite (2 sau 3), şi utilizarea din nou a tabelului din ANEXA 5.4, în vederea alegerii diametrului coloanei de ventilare reunite.
14.52.Diametrul conductei de ventilare secundară a conductelor orizontale de scurgere se determină conform SR EN 12056-2, sistem II (pentru conducte de legătura - ANEXA 5.3).
14.53.Coloana auxiliară de ventilare trebuie să aibă diametrul determinat conform SR EN 12056-2, sistem II (conform ANEXA 5.5).
14.54.Pentru asigurarea ventilării, se pot utiliza piese speciale de conexiune cu ventilare inclusă (piese de ramificaţii de ventilaţie); aceste piese pot fi utilizate în mod special pentru clădirile înalte, foarte înalte, cu mai mult de 20 niveluri. Pot fi utilizate şi pentru clădiri cu regim de înălţime mai mic.
(13)Dimensionarea staţiilor de pompare ape uzate în interiorul clădirilor
14.55.Staţiile de pompare ape uzate se dimensionează conform SR EN 12056-4, determinând volumul util al recipientului aferent pompelor, calculul hidraulic al conductelor, parametrii de calcul necesari alegerii pompelor. Se recomandă, ori de câte ori este posibil, amplasarea staţiilor de pompare ape uzate în afara clădirilor, în vederea asigurării unei mentenanţe mai facile.