312.45 Strømningsforhold i avløpsrør

Se også 312.03, 312.05 og 312.40

Rørhåndboka 2018 - blad 312.45 Strømningsforhold i avløpsrør from VVSTV on Vimeo.

Generelt om avløp

Avløpsrør er en fellesbetegnelse for

Spillvannsledninger	- for bortledning av forurenset kloakkvann
Overvannsledninger	- for bortledning av takvann, drensvann og overflatevann
Fellesledninger	- for både spillvann og overvann (svært sjeldent i dag)

Det skilles mellom

Liggende ledninger	- ledninger med fall 1:1 (mindre enn eller lik 45°), se figur 1.
Stående ledninger	- vertikale ledninger med fall større enn 1:1 (større enn 45°)

Avløpsvann som ledes bort med tyngdekraften må legges med fall i strømningsretningen. Ledningene kalles selvfallsledninger eller gravitasjonsledninger, i motsetning til pumpeledninger/trykkledninger.

For å ivareta de hydrauliske strømningsforholdene og funksjonen best mulig, må det tas hensyn til hva røret skal frakte og fallforholdene som råder.

Spillvannsledninger skal dimensjoneres som halvfylte, det vil si med en fyllingsgrad på 0,5 (fyllingshøyde/innvendig diameter), se figur 2.
- Grunnen til at røret ikke skal være helt fylt med avløpsvann, er at det skal være plass til luft. Luften skal hindre utsuging av vannlåser og hindre kloakkgasser i å komme inn i huset (312.40).
- I den forbindelse er det viktig at eksentriske overganger monteres rett vei på liggende ledninger. Den slette flaten skal vende opp for at luften skal få plass, se figur 3.
Overvannsledninger dimensjoneres for full vannføring, fyllingsgrad = 1. Det vil si at rørene kan ha mindre dimensjon enn spillvannsrør for samme vannmengde.
Fellesledninger dimensjoneres som spillvannsledninger.

I alle liggende avløpsledninger vil det oppstå bølger i vannet som gjør at vannet renner fortere ut fordi bølgene har større hastighet enn vannstrømmen. I motsatt retning virker rørfriksjonen som avhenger av ruheten i røret. Ruhet er ujevnheter i veggene på røret som bremser vannhastigheten. Ruheten avhenger av materialtype og alder på røret.

Ved prosjektering og utførelse er det viktig å ta hensyn til at avløpsrørene skal ha en selvrensings-effekt. Det vil si at avløpsvannet tar med seg faste stoffer som lett legger seg igjen i røret og hindrer vannflyten og reduserer kapasiteten. Spesielt viktig er det at avløp fra toaletter har rett dimensjon (helst 90 mm), minst fall 1:60 og at spylevolumet ikke er for lite. Det er spesielt vannmengden ved nedspylingen som har betydning for selvrensingen. Derfor bør man med visse mellomrom bruke maks spyling fra toaletter som har regulering av vannmengden, se figur 4.

Dersom det ikke er mulig å legge rørene med fall, må det benyttes en avløpspumpe. Det tilstrebes alltid å legge avløpsrørene med fall for å redusere driftskostnader og driftsproblemer som et pumpesystem vil medføre. Hydraulisk er det stor forskjell på et pumpeanlegg og et anlegg med naturlig fall. Fordi pumpeledningen får tilført energi fra pumpa, prosjekteres den som en trykkledning, med mindre dimensjoner enn tilsvarende selvfallsledninger. Ledningsdimensjon må ses i sammenheng med valg av pumpe, og vi skal kun konsentrere oss om dimensjonering av selvfallsledninger.

Generelt om dimensjonering av selvfallsledninger

For spillvannsledninger gjelder følgende funksjonskrav:

Spillvannsledninger skal være dimensjonerte for å lede bort avløpsvannet i takt med tilført vannmengde.
De skal også være dimensjonert for, og installert på en slik måte, at suge- og trykksvingninger ikke oppstår.

Disse overordnede funksjonskravene stiller krav til ledningens kapasitet, selvrensing og luftinger. Dimensjoneringsreglene bygger på erfaringer fordi mange usikre faktorer forstyrrer teoretiske, kompliserte beregninger. Usikkerhetsfaktorene er variasjoner i bruk, samtidighet, utforming av vannlåser, avløpsvannets beskaffenhet og ulike strømningsforhold i rørene.

Bruk av erfaringer har en innebygget sikkerhet som fører til at spillvannsledningene lett blir overdimensjonert. Derfor er det viktig at prosjektering og utførelse legger funksjonskravene til grunn og at funksjonene etterprøves ved dissens om dimensjonering. Et typisk eksempel er regelen om at det ikke skal benyttes 75 mm grenrør på bunnledningen. Dersom det av en eller annen grunn blir en tvist rundt dette, skal funksjonen testes og dokumenteres. Man skal altså ikke bruke store ressurser på opphugging og utskifting av grenrøret dersom funksjonstesten oppfyller funksjonskravene.

Rørdiameteren beregnes ut fra

Avløpsmengde i l/s (inkludert samtidig belastning)
Vannhastighet i m/s for stående (vertikale) ledninger
Fallforhold for liggende ledninger
Friksjonskoeffisienten (ruheten i røret)

Det brukes ulike metoder for dimensjonering av stående og liggende ledninger. Formlene er store og tunge og har ingen praktisk betydning for normale avløpsinstallasjoner. Formelverket er omgjort til tabeller og diagrammer som er greie å forholde seg til. Se 312.03 og 312.05.

Maksimal samtidighet skal brukes for dimensjonering av ventilerte spillvannsledninger. Samtidig bruk forekommer meget sjelden. Derfor bruker vi ikke summen av normalvannmengder når vi dimensjonerer rørene, men en samtidighetsformel der de to konstantene (a og b) for sikkerhet bygger på erfaringstall for sannsynlig avløpsmengde:

q = qn + a (Q – qn) + b √ qn) [l/s]

Der:

qn = normalvannmengde fra største tappested

a = 0,015

b = 0,17

Q = summen av normalvannmengder [l/s]

Eksempel:

Opplegg i boligblokk med Q = 40 l/s og qn= 1,5 l/s gir en sannsynlig vannmengde på

q = 1,5 + 0,015 (40 – 1,5) + 0,17 √(40 – 1,5) = 3,13 l/s

som samsvarer med kurve A i diagrammet i 312.05.

Dimensjonering av lufteledning, se 312.40.