Сифонно-вакуумная или самотечная система водоотведения для плоской кровли. Какую правильно выбрать?

Отведение дождевой и талой воды с крыш торговых центров или промышленных зданий может обеспечить как классический (самотечный), так и сифонно-вакуумный водосток. Учитывая объемы продаж и одни и вторые системы активно проектируются и продаются. Цель этой статьи определить сильные стороны обеих систем и разобраться в каких случаях лучше выбрать сифонно-вакуумную водосточную систему, а когда самотечную (гравитационный водосток). В качестве примера будем рассматривать элементы самотечного и вакуумного водостока от немецкого концерна Sita, потому что мы уверены в качестве и надежности. А самое главное уверены в соответствии реальной пропускной способности к заявленным характеристикам. 

Принцип работы сифонно-вакуумного и гравитационного водостока

Начнем с сифонно-вакуумного водостока как с более сложного варианта, потому что принцип его работы не так уж и просто интуитивно понять. Обычная сливная воронка направляет в трубы не только воду, но и значительную часть воздуха. Все, наверное, видели, как возникает спиральный водоворот в сливном отверстии раковины или ванны. В центре такого водоворота есть ямка, через которую вместе с водой в слив попадает часть воздуха. Воздух не только занимает от 30 до 50% пространства в трубах чем снижает пропускную способность, а еще вызывает вихри и турбулентность потока, что снижает скорость потока в трубах. Чтобы обойти эти ограничения инженеры разработали сливные воронки со стабилизатором потока, которые исключают эффект всасывания воздуха в водосточную систему. Таким образом просвет воронки и трубы за ней на 100% заполняется водой и это дает значительные преимущества:

• нет подсоса воздуха и просвет трубы используется полностью;
• возникает вакуумный эффект за счет перепада высоты между крышей и сливным коллектором и скорость потока в трубах значительно возрастает до 12 м/с;
• за счет вакуумного эффекта вода с большой скоростью проходит горизонтальные участки, поэтому можно не делать уклон как для самотечных систем и трубопроводы занимают меньше места;
• можно использовать трубы гораздо меньшего диаметра, например, 50 мм вместо 100 или даже 120 мм.

Вообще сифонно-вакуумные водосточные системы работают по тому же физическому принципу, что и наполнение канистры через шланг из бочки или другой канистры, стоящей чуть выше. О такой возможности хорошо знают автомобилисты, достаточно создать первичный импульс и заполнить шланг жидкостью и дальше поток пойдет за счет разницы в уровнях между резервуарами.

Принципиальная схема устройства сифонно-вакуумного водостока изображена на иллюстрации ниже.

Также следует понимать, что когда количество осадков небольшое, и количество воды недостаточно для заполнения труб на 100%, то сифонно-вакуумная система работает как самотечная.

А самотечные системы водоотвода работают за счет сбора воды через сливные воронки и отвода ее через внутреннюю (стояки), либо наружную систему труб (в последнем случае отвод воды идет через парапетные воронки).  Далее вода направляется в ливневую канализацию. При обустройстве самотечной водосточной системы важно чтобы на всех участках был уклон. Начиная с кровли, которая должна иметь уклон в сторону водосборной воронки, до условно горизонтальных участков, которые все равно должны иметь уклон в сторону канализации. Величина уклона регламентируется правилами монтажа и зависит от диаметра труб и длины участка. На иллюстрации ниже изображен принцип работы самотечного водостока включая аварийную систему водоотвода.

Аварийная система водоотвода часто выводится через парапетные воронки на внешнюю сторону сооружения, а там может сбрасываться или просто на землю если фасад устойчив к попаданию дождевой воды, или в трубы, закрепленные на внешней стене здания.

Преимущества и недостатки сифонно-вакуумного водостока по сравнению с самотечными системами водоотвода

У каждого варианта организации водостока есть свои преимущества и недостатки. На момент написания этой статьи по объемам продаж преобладают самотечные водосточные системы. Но из года в год доля сифонно-вакуумных водостоков растет. Это связано не только с тем, что такие системы становятся более известными, а с тем, что все больше сооружений нуждаются в ремонте кровли, а с ним и водостока. А сифонно-вакуумная система водоотвода занимает существенно меньший объем и ее легче «вписать» в существующий конструктив здания.

Для лучшего понимания преимуществ и недостатков каждой разновидности системы мы составили таблицу, чтобы можно было легко сравнить плюсы и минусы и выбрать водосточную систему, наиболее подходящую под конкретный объект строительства. 

Сравнительная таблица

Итак, сифонно-вакуумные системы водостока чаще применяют на серьезных коммерческих и промышленных объектах с большими площадями кровель. А самотечные системы водоотвода как простые в применении и не такие требовательные к точности проектирования применяются на объектах с небольшой и средней площадью кровель. А поскольку по статистике малых и средних по объемам кровель объектов гораздо больше чем большой и получается, что более эффективные и экономичные сифонно-вакуумные водосточные системы монтируются реже по сравнению с самотечными водостоками.

Особенности монтажа и проектирования сифонно-вакуумного водостока

В Украине чаще всего используются сифонно-вакуумные водосточные системы на основе полимерных труб и воронок. Сливные воронки выпускаются под разные типы кровельных покрытий, то есть их можно герметично соединить как с битумной, так и с ПВХ мембраной.

1. Проектирование - это чрезвычайно важный этап. Именно на этапе расчетов определяется соотношение между воронками и трубами при котором будет создаваться вакуумный эффект. Подбирается оптимальная пропускная способность, и определяется необходимость применения нагревательный кабелей в зоне воронок.  Конфигурация водосточной системы критически важна и реальный монтаж должен совпадать с проектом не менее чем на 95% иначе вакуумный эффект может не возникать, а в режиме самотечной такая система не справится с потоком воды из-за существенно меньших диаметров и отсутствия уклонов на горизонтальных участках.
2. Выбор бренда. По выбору бренда, то мы точно уверены в качестве водостоков Sita, а о продукции других производителей не можем утверждать ничего ни хорошего, ни плохого.
3. Соединение и герметизация. В отличие от самотечных систем эластичных уплотнений для сифонно-вакуумных систем недостаточно. Все соединения должны быть прочные чтобы выдерживать давление и абсолютно герметичны чтобы не было подсоса воздуха. Поэтому все соединения в сифонно-вакуумных водостоках сварные. Для сварки используются либо электросварные муфты, либо специальные станки для торцевой сварки. Электросварные муфты пластиковые снаружи, но имеют витки медной проволоки внутри. В муфту вставляются трубы и через специальный сварочный аппарат на проволоку подается электрический ток. Муфта разогревается и трубы в ней тоже от чего они герметично свариваются. А аппарат для торцевой сварки труб немного напоминает по принципу работы паяльник для полипропиленовых труб (водопровод, отопление). Все операции должны осуществлять квалифицированные рабочие, которые прошли обучение по работе со сварочными аппаратами и соблюдают технику безопасности.

Если нужна дополнительная информация о правилах монтажа сифонно-вакуумного водостока Sita, то у нас есть отдельная статья на эту тему. Кроме того, по запросу можем предоставить инструкции где описано и проиллюстрировано все этапы монтажа сифонно-вакуумного водостока.