NL8320072A - Draineerinrichting voor een dak. - Google Patents

Description

δ ύ 'L V C> NO 32357 1

Draineerinrichting voor een dak.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het draineren van regenwater vanaf daken of dergelijke. De inrichting is gebaseerd op het principe van het verschaffen van een gesloten stroming in de vertikale draineerpijp bij de berekende waterhoeveelheid, zodat het 5 draineren intensiever en minder wordt en minder kostbare leidingen kunnen worden gebruikt vergeleken met leidingsystemen die gemengde stroming vereisen waarbij dus zowel lucht als water stromen.

Bij de dimensionering van regenwaterleidingen zijn verschillende grootheden in gebruik in verschillende landen en voor het dimensioneren 10 van de leidingen zijn zogenaamde dimensionerende regenwaterhoeveelheden bepaald, waarbij de maximale intensiteit bijv. in Finland 150 1/s/ha (liters per seconde per hectare), in Zweden 130 1/s/ha, in Duitsland op bepaalde plaatsen 400 1/s/ha. bedraagt.

Het is bekend een gesloten stroming te verschaffen, bijv. door het 15 plaatsen van een zogenaamde dakverzamelruimte in het dak, waarin het water dat van het dak afstroomt wordt verzameld in het buitendeel waarvan een opening aanwezig is voor de verbinding met de vertikale drai-neerleiding. De opening is bedekt door een massief deksel, waarvan de geperforeerde randen naar beneden zijn gebogen voor het vormen van een 20 waterslot als de dakverzamelruimte vol water is. Het doel is het toetreden van lucht en het vormen van een waterwerveling te vermijden in de opening van de draineerleiding (FI-OS 41,451).

Volgens een andere bekende voorgestelde constructie zijn pogingen gedaan om toegang van lucht te vermijden in de vertikale draineerlei-25 ding door het plaatsen van een plugvormig kegelvormig afsluitorgaan in de uitmondeningsopening van de leiding, waarvan de vorm overeenkomt met de luchtwerveling van water als water vrij in een opening stroomt (FI-0S 58.193).

De voornaamste bezwaren van de bekende oplossingen zijn de hoge 30 kosten van dakverzamelruimten, reductie van de dikte van de isolatie en bovendien dat het water niet gelijkmatig wordt afgevoerd. Het water stroomt betrekkelijk gelijkmatig in de dakverzamelruimte maar wordt ongelijkmatig daaruit afgevoerd. Zogenaamde schommeling wordt veroorzaakt als het waterniveau in de dakverzamelruimte beurtelings op en neer 35 gaat. De efficiënte drainering veroorzaakt door gesloten stroming leegt de dakverzamelruimte snel. Daarna wordt voor een bepaalde periode lucht vermengd met water waardoor de stroomsnelheid wordt gereduceerd totdat de dakverzamelruimte weer is gevuld, waarbij toegang van lucht wordt 8320072 r 2 voorkomen en de gesloten stroming opnieuw begint. Het verschijnsel wordt opgemerkt als een hinderlijke waterschok en als geluid.

De uitvinding vermijdt deze nadelen. Er is geen dakverzamelruimte, d.w.z. uitsparing nodig maar het regenwater wordt recht in de afvoer-5 opening geleid geplaatst op het dakoppervlak.

Het is kenmerkend voor het principe van de inrichting volgens de uitvinding dat op het dak het water, stromend als open stroming wordt geleid vanaf het beginpunt naar het afvoerpunt zonder van stroomrichting te wijzigen en in hoofdzaak met de stroomsnelheid van de open 10 stroming, in een ruimte waarin de open stroming, als de intensiteit van de regen toeneemt, continu wordt omgezet in een gesloten stroming zodat als de ruimte is gevuld met water de lucht kan worden buitengesloten. Het water wordt geleid in een opening geplaatst in de ruimte en bevestigd op het dakdeel door welke opening het water wordt afgevoerd door 15 het leidingsysteem naar het uiteindelijke afvoerpunt. Onder deze omstandigheden voldoet het waterniveau op het dak exclusief aan de regels voor open stroming. Bij de gesloten stroming die op deze wijze is bereikt wordt de statische druk van de waterkolom die in de afvoerleiding stroomt benut voor stroomweerstanden en gebruikelijke formules voor het 20 berekenen van de gesloten stroom kunnen worden toegepast op de dimen-sionering van de regenwaterleidingsystemen. Onder deze omstandigheden is het verlies van druk in het leidingsysteem gelijk aan het verschil in hoogte vanaf het dak naar het punt waar het water uiteindelijk uit het gebied wordt verwijderd. Dit punt is gewoonlijk, bijv. binnen een 25 stad het algemeen stormriool.

Bij de inrichting volgens de uitvinding is een dekplaat met bepaalde afmetingen geplaatst boven de afvoeropening in het dak en op zulk een hoogte dat een tevoren bepaalde hoeveelheid water voldoende ruimte heeft om binnen een tijdseenheid door te stromen onderlangs het 30 deksel naar de afvoeropening. Als de laag water op het dak de toegelaten maximumhoogte bereikt is de toegang van lucht naar de onderzijde van de afdekking beperkt. De hoeveelheid lucht in het water onder de afdekking wordt gereduceerd als de intensiteit van regen toeneemt, totdat genoemde luchthoeveelheid gelijk is aan nul en een gesloten water-35 stroming is bereikt. Het verwijderen van water wordt intensiever en het waterniveau op het dak kan onder controle worden gehouden. Het kan niet rijzen tot een niveau dat het belastingsvermogen van het dak of van de goot overschrijdt.

Met het oog op het bereiken van het bovengenoemde verschijnsel is 40 de inrichting volgens de uitvinding gekarakteriseerd door een opening 8320072 3 in het oppervlak van het dak en in een schijfvormig orgaan geplaatst boven de opening. De afmeting van de schijf, zijn hoogte boven het dak-oppervlak alsmede de diameter van de waterafvoerleiding en van de af-voeropening zijn nauwkeurig gedimensioneerd in overeenstemming met de 5 hoeveelheid water dat moet worden gedraineerd.

De waterverzamelzönes op het dak moeten natuurlijk zijn verdeeld in zönes van zodanige afmetingen dat het niveau van het water op het dak de toegelaten grenzen niet overschrijdt bij het aanvankelijke einde van de stroming, in overeenstemming met de regels van open stroming, 10 die hier heersen. Deze hoogte is gewoonlijk 50 mm.

Opdat het water van het dak kan worden afgevoerd in overeenstemming met de regels van open stroming, moet de afvoeropening wijd genoeg zijn zodat de overstroom ongestoord kan plaats hebben. De overstroom-hoogte van het water in een dergelijke opening volgt de vergelijking 15 uc = ν' g . hc, waarin uc = de snelheid bij het begin van de overstroom hc = de overstroomhoogte (zie Fig. 1).

In het geval van zeer brede goten is de waterhoogte bij het begin-eind van de stroming ongeveer 3/2 . hc.

20 In een cirkelvormige opening waarvan de diameter is d, het stro- mingsoppervlak in dwarsdoorsnede F en dienovereenkomstig, de hoeveelheid waterstroming Q aan het overstroompunt worden als volgt verkregen: F = hc . Tf. d 25 Q = uc . hc .^. d.

Door in de vergelijking hierboven de vergelijking uc te plaatsen wordt de onderlinge afhankelijkheid van Q, hc en d als volgt verkregen: 30 Q = Tf . d . /g . hc3 of d =—Q_ 'jf . / g . hc3 35 Om de uitvinding te illustreren en de constructie in overeenstem ming daarmee wordt het volgende praktische voorbeeld gegeven. Het oppervlak van de dakzOne die moet worden gedraineerd is aangenomen te zijn 500 m^, de maximale regenintensiteit 150 1/s/ha, waarbij de hoeveelheid water die moet worden afgevoerd is 7,5 1/s. Daarbij is volgens 40 ervaring de diameter van de inlaat van de geschikte afvoerleiding onge- S320072 4 veer 50 mm. Als de waterhoogte op het beglneinde van de stroom 50 mm bedraagt, is hc bij vrije afvoer 33,3 mm. Uit deze waarden wordt door middel van de bovengenoemde formules als diameter voor de cirkelvormige schijf tenminste 125,5 mm verkregen en als de lengte van de omtrek, 5 dienovereenkomstig tenminste 394 mm. De stroomsnelheid van de open stroming op de rand van de schijf is 0,57 m/s, en ook gelijk aan de hoeveelheid water afgeleid door het oppervlak van de vrije opening. De snelheid van de waterstroming onder de schijf wordt verhoogd als gesloten stroming wordt gevormd, zodat de snelheid van het water in de af-10 voerleiding ongeveer 3,8 m/s bedraagt. De stromingshoeveelheid wordt ook beïnvloed door de druk van de waterkolom in de afvoerleiding. Door middel van de gegeven oplossing is het mogelijk de snelheid van het water te verhogen, zoals is aangegeven bij proefnemingen, zonder het wa-terniveau op het dak te vervolgen zonder een wervelverschijnsel en zon-15 der aanzuiging van lucht geïnduceerd door dat verschijnsel.

Nadat de maximum hoeveelheid water die moet worden afgevoerd vanaf de betreffende dakzSne is bepaald en nadat de maximaal toegelaten hoogte van het water bij het begineinde van de stroming is bepaald - dus gewoonlijk 50 mm - boven het dakoppervlak en boven de afvoerleiding, is 20 een schijf geplaatst die maximaal boven het dakoppervlak ligt op een hoogte hc en de lengte van de rand van de schijf is tenminste gelijk aan de lengte van de cirkelvormige rand verkregen uit de formules. Een schijf die op deze wijze is gedimensioneerd en aangebracht, samen met een afvoerleidingsysteem gedimensioneerd in overeenstemming met het ge-25 sloten stroomprincipe, is, met een toename in de intensiteit van de regen, in staat de open stroom die plaats heeft op het dak continu zonder het wijzigen van de richting van de stroming op het dak om te zetten in een gesloten stroom als het water stijgt, in overeenstemming met de regels van open stroming, tot het niveau van de schijfhoogte, en door 30 middel van de inrichting is het mogelijk het regenwater vanaf het dak af te voeren door middel van leidingen met een diameter die veel kleiner is dan bij de bekende oplossingen.

De schijf kan maar behoeft niet massief te zijn omdat als de waterhoogte iets lager is dan de overstroomhoogte, de kleine laag water 35 gevormd op de schijf de schijf op geschikte wijze afdicht om het nadeel van ingezogen lucht te vermijden en om een continue waterkolom te vormen met de gedimensioneerde hoeveelheid water.

In de tekening toont Fig.1 de stroming van water in de leiding of opening en de figuren 2 tot 5 tonen verschillende constructievoorbeel-40 den van de inrichting volgens de uitvinding.

8320072 5

In Fig. 1 is de snelheid van de waterstroom 2 op het vlak 1 bij het begin van de overstroom uc, en de overstroomhoogte is hc.

In Fig. 2 is de regenwaterleiding 3 die uitmondt in het dakvlak 1 aangegeven met 4 en de schijf aangebracht boven de opening is aangege-5 ven met 5. De afstand van de schijf vanaf het dakvlak is maximaal hc.

Fig. 3 toont een uitvoering waarbij een zeefelement 6 is bevestigd op de randen van de schijf 5.

Fig. 4 en 5 tonen twee andere uitvoeringen van de inrichting. In 10 êén ervan is het vlak van de schijf 5 gebogen en in de andere strekt het zeefelement 6, dat op een kegelvormig mantelvlak gelijkt, zich uit vanaf de randen van de schijf 5 naar beneden tot het dakvlak.

Fig. 6 toont een uitvoering waarbij de schijf elastisch is en zijn vorm wordt bepaald door de aantrekking van een veer geplaatst boven op 15 de schijf.

De schijf kan natuurlijk van elke geschikte vorm zijn waarbij de minimale lengte van zijn rand de maximale hoogte bepaalt van de schijf vanaf het dakvlak in overeenstemming met het bovenbeschreven principe.

Als het water stroomt tussen het dakvlak en de schijf neemt de 20 snelheid van het water toe naar de opening 4 van de leiding 3 als de vlakken evenwijdig zijn, waar de stroomweerstand ook toeneemt naar het beginpunt, Fig. 2.

Om dit te vermijden en dienovereenkomstig de stromingsweerstand te reduceren kunnen de schijf of het deel van het dakvlak geplaatst onder 25 de schijf, of beide tegelijkertijd zo zijn gevormd dat de stroomweerstand naar het beginpunt niet wordt verhoogd, Fig. 4.

Bovendien kan de vormweerstand veroorzaakt door de overgang naar het beginpunt in de opening 4 van de leiding 3 worden gereduceerd bij het afronden van de verbinding tussen het dakvlak en de leiding 7 in 30 Fig. 3.

De schijf of het deel onder de schijf of beide kunnen ook zo zijn gevormd dat genoemde delen zijn voorzien met radiale versterkingsribben of groeven, die tegelijkertijd als vertragers optreden van de neiging van werveling van het water, door de wrijving van de wervelende water-35 stroom te verhogen. Alle boven aangegeven oplossingen kunnen met of zonder zeef plaats hebben. Verder kan de schijf ook elastisch zijn en en bijvoorbeeld door middel van een veerorgaan instelbaar zijn uitgevoerd in overeenstemming met de verschillende wensen.

Als een modificatie van de inrichting is het schijfelement in 40 hoofdzaak aangebracht in het vlak van het dakvlak, waar de instroomope- 8320072 I * 6 ning voor het water in hoofdzaak ringvormig is tussen de schijfrand en het dakvlak. In een dergelijk geval volgen de lengte van de schijfrand en de breedte van de opening de bovenbeschreven regels.

8320072

Claims (7)

1. Inrichting voor het draineren van water vanaf een dak, welke inrichting omvat een waterafvoeropening samen met overeenkomstige drai-neerleidingen alsmede een schijfelement, dat groter is dan de opening 5 en is geplaatst boven de opening, met het kenmerk, dat de opening di-rekt is aangebracht in het dakvlak en dat het schijfelement zo is gedimensioneerd dat de minimale lengte van zijn rand en de maximale hoogte van de schijf vanaf het dakvlak (hc) overeenkomen met de hoeveelheid water die, volgens de regels van open stroming, een overstroomhoogte 10 (hc) veroorzaakt overeenkomend met de hoogte met een opening van de betreffende randlengte en in welke ruimte onder de schijf de stroming continu wordt omgezet in gesloten stroming als de waterstroom toeneemt en zonder wijziging van de richting van de waterstroming.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een zeef-15 element (6) is geplaatst op de rand van de schijf (5).

3. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de afstand van de schijf (5) vanaf het dakvlak (1) wijzigt gaande vanaf de rand naar het midden.

4. Inrichting volgens conclusies 1 en 3, met het kenmerk, dat de 20 randen (7) van de opening (4) van de regenwaterleiding, geplaatst onder de schijf (5) in het dakvlak (1) zijn afgerond om de stromingsweerstand te reduceren.

4 ·4

5. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de schijf (5) of het dakdeel (1) eronder geplaatst of beide zijn voorzien van or- 25 ganen, bijv. ribben of groeven, die werken op de wijze van het verhogen van de wrijving van een wervelstroombeweging.

6. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de schijf massief is.

7. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het 30 schijfelement (5) in hoofdzaak in het vlak van het dakvlak is geplaatst waar de inlaatopening voor water naar onder de schijf in hoofdzaak ringvormig wordt tussen de rand van de schijf en het dak. 8320072