Berekening van de hoeveelheid water die moet worden opgeslagen en afgevoerd

Berekening van de hoeveelheid op te slagen water

Binnen het beheer van regenwater spelen groendaken een rol op het vlak van tijdelijke buffering. Een deel van het opgevangen regenwater keert op natuurlijke wijze terug naar de atmosfeer door de verdamping en evapotranspiratie van de dakbegroeiing. Hierdoor vermindert de hoeveelheid water die wordt afgevoerd naar het rioleringsstelsel (bij gebrek aan mogelijkheid tot infiltratie).

Algemeen kan worden gesteld dat een groendak 50% (voor extensieve groendaken) tot 90% (intensieve groendaken) van het op jaarbasis opgevangen regenwater kan opslaan.

Bij stortvlagen zorgen groendaken daarnaast ook voor een vermindering van het afvoerdebiet van regenwater vanaf het dak, en kunnen ze piek van de waterafvloeiing vertragen. Deze vermindering hangt eveneens af van het type groendak, en kan oplopen van 50% (afvloeiingscoëfficiënt van 0,6 tot 0,5) bij extensieve groendaken tot meer dan 70% (afvloeiingscoëfficiënt van 0,3) bij intensieve groendaken.

Onderstaande tabel vat de opslagcapaciteit van groendaken op jaarbasis samen, en geeft de invloed van het groendak op het regenwaterbeheer bij stortbuien weer (afvloeiingscoëfficiënt) zoals dit in de vaklitteratuur kan worden teruggevonden.

Bron : FLL (Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau E.V)

Opmerking: Om veiligheidsredenen (zware regenval voorafgaand aan het uitvoeren van het groendak, of tijdens werkzaamheden die het verwijderen van de beplanting vergen) dient het waterafvoersysteem te worden gedimensioneerd zonder rekening te houden met het vertragend effect van het groendak op de regenwaterafvloeiing: de te beschouwen afvloeiingscoëfficiënt bedraagt 1.

Om te voorkomen dat het substraat wordt weggespoeld door het water dat van het dak glijdt, is het belangrijk een buffer te creëren uit grind.

Schema van groendak met buffer uit grind

TV 229 © WTCB

Dossier Beheer van het regenwater op het perceel , gaat in op het beheer van noodweer door groendaken in de bepaling Retentiedaken.

De compatibiliteit van regenwaterterugwinning op groendaken wordt besproken in : Arbitrage en Pagina | Identifiëren van toepassingen

Berekening van de hoeveelheid af te voeren water

Het WTCB heeft in haar Technische Voorlichtingsdocumenten een methode ontwikkeld voor de berekening van de hoeveelheid water die van een dak moet worden afgevoerd en de afmetingen van de afwateringsgoten en overlopen.

Af te voeren debiet

Volgens de norm NBN EN 12056-3 wordt het af te voeren waterdebiet vanaf een dak bepaald aan de hand van de volgende formule:

Q = r · V · A · C [l/s]

Q = het debiet in l/min (of in l/s) dat door de tapbuizen moet worden afgevoerd

r = de intensiteit van de regen in l/min.m² (of in l/m².s); in België: waarde van 1,5 l/min.m² of van 0,025 l/m².s

V = een veiligheidscoëfficiënt zonder eenheid; in alle gevallen geldt V = 1.

A = de oppervlakte van het dak (in m²) die op de (te dimensioneren) tapbuis is aangesloten. Deze wordt als volgt berekend:

• indien het een vrijstaand dak betreft (waarop geen andere gevels uitgeven), stemt ‘A' overeen met de horizontale projectie van het dak
• indien er andere gevels op het dak uitgeven, wordt de horizontale projectie van het dak vermeerderd met de helft van de geveloppervlakte

C = een vertragings- of reductiecoëfficiënt zonder eenheid. Deze coëfficiënt is in principe gerechtvaardigd door het feit dat het groendak de waterafvoer vertraagt (in vergelijking tot een traditioneel naakt dak). Vermits deze vertraging afhankelijk is van de substraatdikte en van de opbouw van de draineerlaag, dient men deze coëfficiënt voor elk afzonderlijk daktype te bepalen. Tot op heden bestaat er hiervoor nog geen genormaliseerde methode. In Duitsland werd er wel een proefvoorstel ontwikkeld, maar dit heeft af te rekenen met heel wat kritiek. Het is vandaag de dag dan ook onmogelijk om algemeen aanvaarde C-waarden op te geven. In afwachting van een normalisering op Europees niveau, is het bijgevolg aangeraden de tapbuizen van groendaken op dezelfde manier te dimensioneren als voor een naakt dak (C = 1).

Dimensionering van de tapbuizen

De diameter van de tapbuizen kan bepaald worden aan de hand van de grafiek, die het afvoerdebiet illustreert van een in het dakvlak geplaatste tapbuis met constante diameter, uitgaande van een maximale waterhoogte van 30 tot 50 mm (3). De tapbuizen moeten voorzien zijn van roosters of roosterplaatjes. Indien de waterhoogte anders is, bij aanwezigheid van conische tapbuizen met een versmalling of tapbuizen die de opstand doorboren en indien het dak niet naar de kolk afhelt, dient men gebruik te maken van de rekenmethode uit de norm NBN EN 12056-3.

TV 229 © WTCB

De grafiek moet als volgt gebruikt worden

• eerst berekent men het af te voeren debiet
• de bekomen waarde wordt uitgezet op de horizontale as; vanuit dit punt trekt men vervolgens een verticale tot aan de kruising met de kromme die de toegelaten waterhoogte aangeeft ter hoogte van de tapbuis
• het snijpunt tussen de rechte die overeenstemt met de betreffende waterhoogte en de verticale as duidt de diameter van de tapbuis aan.

Het is aanbevolen minstens een tapbuis per 100 m² dakoppervlak te voorzien en deze waarde te verdubbelen bij grotere dakoppervlakten. Indien het dak uitgerust is met meerdere tapbuizen, moet hun onderlinge tussenafstand beperkt blijven tot zo'n 10 à 20 m, zodat elke tapbuis een maximale dakoppervlakte van 250 m² bedient.

Overlopen

Platte daken met opstanden moeten uitgerust worden met overlopen om in geval van verstopping van het afvoersysteem of bij uitzonderlijke regenval de permanente overbelasting van het dak tegen te gaan en om te vermijden dat er water in het gebouw zou binnensijpelen door overstroming.

Wanneer de dimensionering van de tapbuizen gebeurt bij een maximale waterhoogte van 30 mm, moet de onderste rand van de overlopen eveneens op deze hoogte geplaatst worden. Zoniet, dient men deze 50 mm boven de tapbuizen te voorzien.

Afhankelijk van het type gebouw en de betrouwbaarheid van de afvoerinstallaties, kunnen verschillende benaderingen voor de dimensionering van de overlopen worden gevolgd, te bepalen door de bouwheer:

Bij gebouwen met een waardevolle inhoud (bv. museum) of ingeval er onzekerheid bestaat over de betrouwbaarheid van de afvoerinstallaties bij hevige regenval, dient er te worden van uit gegaan dat het geheel van overlopen in staat moet zijn een stortbui met een intensiteit van 0,07 l/s.m² (4,2 l/min.m²) af te voeren: voor een dak van 1.000 m² betekent dit dus een totaal debiet van 70 l/s. (NB: In bepaalde uitzonderlijke gevallen kan de bouwheer zelfs uitgaan van een zeer grote regenvalintensiteit).

Bij gangbare gebouwen, waarvan de waterafvoerinstallaties geen gebreken vertonen bij hevige regenval, mag ervan worden uitgegaan dat de tapbuizen altijd 0,05 l/s.m² zullen afvoeren, en dat voor de overlopen slechts een intensiteit van 0,07 – 0,05 = 0,05 l/s.m² in rekening moet worden genomen.

De afstand tussen twee overlopen mag echter nooit groter zijn dan 30 m. Verder is het raadzaam om rond de overlopen een zone zonder vegetatie te voorzien.