SBI·SÆRTRYK218

VVS nr. 6,1971

UDK 696.12169.024.1

III

I

K. O. Juel Rasmussen:Afledning af regnvand fra skrå tage

STATENSBYGGEFORSKNINGSINSTITUT

I kommission hos Teknisk ForlagKøbenhavn 1971

Afledning af regnvandfra skrå tageCi'/li/ingeniør K. O. II/e/ RaS1lllfssen

I artiklen angives en metode tildimensionering af tagrender ognedløbsrør i afhængighed afregnintensitet, tagareal og ned­løbsrørets placering. Metoden erbaseret dels på teoretiske stu­dier og dels på en række forsøgforetaget ved Building ResearctlStation i England.

Fig. 1. Regnrækker. Gennemsnit for Danmark.

Fig. 2. Arealer, der benyttes ved beregningaf regnvandsmængder.

borg, Odense og Gentofte) fra 1933­1947 kan det fastslås, at der ganskevist er lokale forskelle i nedbørsinten­siteten, men at de i fig. 1 viste regn­rækker, der er beregnet som et gen­nemsnit for hele landet, normalt vilvære et rimeligt dimensionerings­grundlag.

Af fig. 1 ses f. eks., at nedenståen­de nedbørsintensiteter optræder medfølgende varigheder og hyppigheder:

200 l/s·ha:i 5 minutter 1 gang hvert 4. år.

130 l/s·ha:S minutter 2 gange om året,

i 10 minutter 1 gang hvert 2. år.

100 l/s·ha:i 10 minutter 2 gange om året

Kortere regnskyl end S minutterbør næppe tages i betragtning. I øv­rigt vil en tagrende kunne modtage etheftigt regnskyl af F--2 minutters va­righed før der indtræder overstrøm­nmg.

Ved beregning af tagrender og ned­løbsrør bør der tages hensyn til af­løbsnettets kapacitet, idet det ikke erønskeligt direkte at få tilført regn­vand i mængder, der overstiger dennekapacitet, da det kan medføre opstuv­ning og oversvømmelse. I Danmarker det almindeligt at dimensionere af­løbssystemet i jorden for en regninten­sitet på 130 l/s·ha i 10 minutter, sva­rende til een overskridelse hvert andetår.

De regnintensiteter, der ifølgeovenstående lægges til grund ved be­regning af regnvandsmængden, er allemålt og angivet for et vandret plan.Ved beregning af den regnvands­mængde, der skal afledes fra et skrå tag,må der derfor tages hensyn til, at reg­nen ikke falder lodret. I England harman fundet, at den vinkel, regnendanner med vandret plan ved dimen­sionerende regnskyl, kan sættes tilmindst 65 o. Af fig. 2 ses, at den

F' ---~)l

S minutter10 minutter15 minutter

K

- n -0.2~

n 0.5 e-r--. ............ n = 1

r--. .......

~n = 2

....... I'-

.......r-...

" " I'

" I'. I'-1'.1',I'-

\\\

\

60

1.05 6 7 8910 15 20 30 1.0 50~ Regnvarighed i min

10 O

80

Det vil derfor være naturligt, at be­stemme de sammenhørende værdierfor regnens intensitet og varighed, derinden for et bestemt tidsrum (f. eks.et år) lige ofte nås eller overskrides.Et sådant sæt sammenhørende værdier(en regn række) kan f. eks. være føl­gende:

160 l/s·ha120 l/s·ha

75 l/s·haosv.Der er udført en del statistisk be­

arbejdelse af nedbørsmålinger i Dan­mark. På grundlag af nedbørsmålingeri forskellige større byer (Arhus, Aal-

~ 15 OQ).....ccO>Q)

Cl::

~ 200.....

T

o~

-:; 300

Dimensionering af tagrender ognedløbsrør foretages i reglen på

grundlag af »tommelfingerregler.«Selvom disse regler i praksis har givetmange tilfredsstillende resultater, erder dog forekommet såvel overdimen­sionerede som underdimensioneredetilfælde. Tommelfingerregler indebæ­rer imidlertid også en vis stivhed, derundertiden gør det vanskeligt at pla­cere nedløbsrørene rationelt, specieltved nutidens boligbyggeri med de lan­ge boligblokke og anvendelse af præ­fabrikerede elementer.

I denne artikel angives en bereg­ningsmetode, der gør det muligt atdimensionere og placere tagrender ognedløbsrør rationelt i hvert enkelt 'til­fælde. De angivne kapaciteter for tag­render og nedløbsrør er baseret på enundersøgelse og en række forsøg fore­taget ved Building Research Station iEngland. Undersøgelsen er publicereti BRS Digest 107, juli 1969.

RegnvandstilstrømningenDen regnvandsmængde, en tagrendeeller et nedløbsrør skal bortlede, af­hænger af tagarealet, tagets hældning,nedbørens intensitet og den vinkel,regnen danner med vandret ved mak­simale nedbør.

Nedbørens intensitet bestemmessædvanligvis ved hjælp af registreren­de regnmålere. Nedbørsintensitetenangives i mm/h eller l/s·ha (lmm/h= 2,78 l/s·ha). Det er en erfirings­sag, at der er en sammenhæng mellemen regnbyges varighed og dens inten­sitet. Jo længere bygen varer, destomindre intensitet vil den i reglenhave. Normalt dimensioneres ikke forde kraftigste kortvarige regnskyl, derforekommer, da det ikke anses for atvære økonomisk rimeligt i forhold tilde gener en overbelastning giver. Istedet tillades det, at afløbssystemetbliver overbelastet et eJler andet antal(n) gange om året.

..'

ISBN 87 563 0063 8 1

/"1//t/7,PBihliotekseksemplar :GSTATENS BYGGEFORSKNINGSINSTITUT

d=60mmd=65 mmd=76 mm

432

centralt placeredenedløbsrør

antal dimension

halvcirkulærtagrende

d=100 mmd=125 mmd=150mm

Af fig. 4 fås følgende dimensioner pånedløbsrørene

med ialt 4 nedløb: d = 60 mmmed ialt 3 nedløb: d=65 mmmed ialt 2 nedløb: d = 76 mm

d=100mm:max.128m2 tagareal pr.128

nedløb, dvs. max. -- = 12,8 m lange10

d=125 mm: max. 220 m2 tagareal pr.220

nedløb, dvs. max. -- = 22 m lange10

d= 150 mm: max. 352 m2 tagareal pr.352

nedløb, dvs. max.-- = 35,2 m lange10

Der kan således vælges mellem følgen­de:

Nedløbsrør

Da der som anført regnes med cen­tralt placerede nedløbsrør, skal derved tagrender med d= 100 mm,

. d b 50 dlmm st eriyttes-- - 4 ne øb12,8

ved tagrender med d=125 mm,

. d b 50 dlmm st enyttes-- - 3 ne øb22

ved tagrender med d=150 mm,50

mindst benyttes-- - 2 nedløb35,2

Anvendes 4 nedløb, skal hvert nedløb

aflede vand fra ;;0· 10 = 125 m24

Anvendes 3 nedløb, skal hvert nedløb50 . 10

aflede vand fra =167 m23

Anvendes 2 nedløb, skal hvert nedløb

aflede vand fra 50· 10 =250 m22

regnintensitet på 130 l/s·ha, kan dertil et tag, der er 50 m langt, 10 mbreclt (fra tagfod til tagryg) og medhældning 30 0

, f. eks. vælges mellemtagrender og nedløbsrør i følgende di­mensioner, længder og antal:

Halvcirkulære tagrender, fald <2 0/00

Med centralt plac~ret nedløbsrør

(dvs. Li = 0,5) fås af fig. 3:Li+~

2~0V II II/ 1/ 1/ II

V V 'v V 220 o I II JV V ./ ~Jf--~I Il

V V 200I-- ~g1 ~J1/ V V

C) '""--..i f-I----

'" 180 I- a a I- ~1-1- ~Ll- I-V / ./ ~ ~ ~ ~./ / V '- '( 1-1-0/-1-1-\",/

/ /' V 160 - --ry I-~

V J " a./V /' ./

1~0

I/,f-l-%v l./

....... L,..-V I 1/ ..:.'V v II .... '/

v v V 120 / .-::-~v ....... ....... I ~/

............ v 1901/ '9.$

~ ....... 186 l) ~v ~

- f--<.."ll.,...- I.,...- Il-v 1/

6/ 1/ -li-

I.- -l-~ "j 1/-~~ {~ /

7v

20

ISO 60 70 80 90 100 110 120---. Nedløbsrør, indv. diam. i mm

Nedlctbsrorets beliggenhedudtrykt ved forholdet mellemlængste tagrendearm og totaletagrendelængde for eet nedløb:

---. _L_1 _

.L 1+L20.5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

Fig. 4. Nedløbsrørs kapacitet i afhængighed af regnintensiteten, nedløbsrørets dimension ognedløbsrørets beiiggenhed.Eksempel: Et 80 mm nedløbsrør kan i et område med regn intensitet i = 130 lis ha bortledevand fra .200 m' tagareal, dersom nedløbsrøret er beliggende for enden af tagrenden. Er ned­løbsrøret beliggende midt for tagrenden. kan det bortlede vand fra 290 m' tagareal.

ene ende af en tagrende, har såledesen maksimumskapacitet, der er ca.70 % af kapaciteten for et centraltplaceret nedløb.

I fig. 4 er afbildet nedløbsrørs kapa­citet i afhængighed af nedløbsrøretsdimension, regnintensiteten, tagarealetog nedløbsrørets placering.

EksempelI et område, hvor der gås ud fra en

300

280

~ 260

~2~0

N 220ELL> 2 OO

o 180Cl>'- 160oCl>

'U 1~0,g- 120Ol

.2 100.....Ol 80Cl>

.Y 60L..

:> [,0

r 20

O

(3)Q = 0,0000267·At,25

hvorQ = kapaciteten i l/sA = rendens tværsnitsareal i mm2

Denne kapacitet kan ifølge BuildingResearch Stations forsøg korrigeresmed følgende værdier:Ved fald større end ca. 2 0/00' dvs.

2 mm/m, og render mere end 6 mlange: +40 %.

For bøjninger i en afstand mindre end2 m fra udledningsstedet,ved vandrette render, skarpe bøj­ninger: - 20 %ved vandrette render, runde bøj­ninger: ~ 10 %ved render med fald: - 25 %Den overfor angivne kapacitetsfor­

mel og korrektionsværdierne kan medgod tilnærmelse også anvendes forrektangulære tagrender.

I fig, 3 er for skrå tage med hæld­ning < 50 0 afbildet tagrenders kapa­citet i afhængighed af tagrendenstværsnitareal, tagarealet og regninten­siteten,

Ved Building Research Station harman fundet, at en vandret liggende,halvcirkulær tagrende kan føre vand­mængden

Nedløbsrørs kapacitetDen vandmængde, et nedløbsrør kanføre, afhænger af indløbets form, dvs.om indløbet har skarpe eller rundehjørner. Endvidere afhænger kapacite­ten også af, om nedløbsrøret får til­ført vand fra een eller to sider. VedBuilding Research Station har manfundet data for nedløbsrørs kapacitet ioverensstemmelse med Wyly og Eat­ons formel:

5 ~

Q =0,0315·r3 ·dBhvor Q =vandmængden i 1/s .

r = fyldningsforholdet, dvs.den andel af ledningstvær­snittet, der er vandfyldt.

d = indvendig diameter i m.

For nedløbsrør med tilløb fra to si­der fandtes data svarende til fyld­ningsforholdet 1/4, og med tiiløb fraeen side, fyldningsforholdet 1/5. Dis­se fyldningsforhold er fundet for ind­løb med skarpe hjørner. For indløb·med runde hjørner kan der regnes med10-30 % kapacitetsforøgelse.

Nedløbsrør, som er placeret i den

Q = i·Fy ·10-4 (2)hvor

Fy = den skrå tagsides areal i m2.

Tagrenders kapacitetKapaciteten af en lige tagrende, dvs,den mængde vand pr, tidsenhed, ren­den kan bortlede uden at der indtræ­der overstrømning, afhænger af ren­dens tværsnitsareal og form samt afdens hældning. Er renden vandret, erdet kun formen og tværsnitsarealet,der påvirker kapaciteten. Blot en lillehældning vil øge kapaciteten betyde­ligt, men der er dog grænse for hvorstort et fald, der kan udnyttes. Et forstort fald vil desuden kunne give forstor afstand mellem tagkanten og ren­den, således at. vandet ikke føres tilrenden,

2000 3000 4000 50006000 7000 8000

Tagrender, tværsnitsareal i mm2

70 80 90 100 110 120 130 1~0 150Halvrunde tagrender, indv, diam, i mm

I I I I I I I

SO 60-----.1000----.

V //I/VVI/ 1/2~ V'/ / J / 2bo /

1/ II 1/

(1)Q =i,Fp '10-4 (1+0,466·tga)

hvor Q = regnvandsmængden i l/sFp =tagfladens vandrette praj.

areal i m2

a = taghældningen i grader= regnintensiteten i l/s ,ha

Fig. 3. Vandrelle tagrenders kapacitet i afhængighed af regnintensiteten, tagrendens dimensionog nedløbsrørets beliggenhed.Eksempel: En halvrund tagrende med d = 100 mm kan i et område med regnintensitet i = 130lis ha afvande ettagareal på 64 m', dersom nedløbsrøret er beliggende for enden af tagrenden.Er nedløbsrøret beliggende i midten. kan tagrenden afvande et tagareal på 128 m'.

Udløbs sted ets beligg enhed. udtrykt ved forholdet mellem

længste tagrendearm og totaletagrendelængde for eet nedl6b:

_~ _L_1_L1+ L2

O,S 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

1/1/1/1/ / 2 ~ OH--++-+-I-+--+--+-H--+--+-+-I-+--+-+--lI J J

For taghældninger indtil 50 0 kanmed god tilnærmelse anvendes form­len:

regnvandsmængde, der rammer denskrå side af et tag, er den mængde,der ville være faldet i det vandretteplan på arealet F'.

Antages at regnen falder under envinkel på 65 0 med vandret, bliverregnvandsmængden, der falder på enskrå tagside med hældning aO og tag­arealet Fy:

2

..3