Význam technických noriem v oblasti dimenzovania stôk, dažďových nádrží a vsakovania

Po roku 1989 nastali spoločenské zmeny, ktoré priniesli obrat z direktívneho systému na demokraciu. Keďže sme tu nemali jej tradíciu, vo všeobecnosti možno badať sklon k nesprávnemu výkladu pojmov, medzi ktoré patrí aj kľúčový pojem slobody. Sloboda neznamená, že možno robiť čokoľvek, ale že je zrejmé, čo nemožno robiť. V technike sa tieto skutočnosti prejavili pri zrušení záväznosti technických noriem. Túto zmenu nesprevádzala dostatočne pripravená osveta, takže sa často nesprávne vykladá význam pojmu zrušenie záväznosti noriem a tento akt sa mylne chápe ako zrušenie platnosti noriem.

V rámci môjho pôsobenia v skúšobnej komisii Slovenskej komory stavebných inžinierov som sa pri overovaní odbornej spôsobilosti kolegov projektantov stretol s názorom, že netreba poznať obsah jednotlivých noriem, keďže sú už zrušené. Normy však ostali v platnosti, naďalej sa vydávali, zrušila sa len ich záväznosť, čím dostali status odporúčaných. Čo to znamená? Ak sa slepo držíme pojmu zrušenie záväznosti, tak nastala absolútna sloboda pri návrhu, realizácii, kontrole a údržbe technických diel. Je to však skutočne tak? Prečo sa potom naďalej spracúvajú a vydávajú technické normy?

Význam technických noriem
Na lepšie vysvetlenie možno odcitovať časť úvodnej kapitoly Upozornenie pre používateľa zo smerníc vydávaných Nemeckou asociáciou pre vodné hospodárstvo, odpadové vody a odpady (DWA, bývalé ATV): „Táto smernica je výsledkom spoločenskej (neplatenej), vedecko- a ekonomicko-technickej spolupráce, ktorá sa uskutočnila podľa platných zásad (stanovy, vnútorný poriadok DWA a smernica ATV-DVWK-A 400). Podľa jurisdikcie platí predpoklad, že je obsahovo a odborne správna. Pre každého je uplatnenie tejto smernice voľné. Povinnosť uplatnenia môže vyplynúť z právnych alebo správnych predpisov, zmlúv alebo na inom právnom základe. Táto smernica je dôležitým, aj keď nie jediným zdrojom vedomostí pre odborné riešenia. Jej uplatnením sa nikto nevyhne zodpovednosti za vlastné konanie alebo za správne uplatnenie v konkrétnom prípade; toto platí najmä pre odborné nakladanie s hranicami platnosti uvedenými v smernici.“

Od roku 2000 sa zákonom č. 264/1999 Z. z. o technických požiadavkách na výrobky a o posudzovaní zhody a o zmene a doplnení niektorých zákonov (tento zákon zrušil zákon č. 142/1991 Zb. o československých technických normách) končí pojem záväznosti technickej normy a zavádza sa nový pojem zhody so slovenskými technickými normami. Zhoda so slovenskými technickými normami je dobrovoľná – okrem prípadov, keď ich dodržiavanie vyžaduje tento zákon alebo iný technický predpis (§ 7 v čl. 1). Veľmi významné je ustanovenie § 5 v čl. 1 zákona: „Technická norma obsahuje pravidlá, usmernenia, charakteristiky alebo výsledky činností, ktoré sú zamerané na dosiahnutie ich najvhodnejšieho usporiadania v danej oblasti a pri všeobecnom a opakovanom použití.“ Inak povedané: technická norma je súborom ustanovení o správnom návrhu, realizácii, kontrole a údržbe určitého technického diela alebo jeho časti.

Určite každý môže mať nápad, ako niečo vyriešiť inak, než je to ustanovené v norme. Toto riešenie však nesmie zhoršiť funkčné parametre riešenia podľa normy a najmä – nesmie byť na úkor bezpečnosti. Treba si uvedomiť, že technické normy majú v zásade funkciu ochrany spotrebiteľa. Ak technické dielo počas používania nebude spĺňať očakávané parametre, prvým v rade zodpovedných je projektant, ktorý musí preukázať správnosť svojho návrhu. Minimálne vtedy príde na pretras otázka dôležitosti „len“ odporúčaných noriem. Ak sa ich držal a správne ich uplatňoval, chránia teraz jeho. Ak nie…

Európske verzus národné normy
Aby to však nebolo také jednoduché, objavili sa u nás európske normy (EN) vo vydaní Slovenského ústavu technickej normalizácie (SUTN). SUTN vstúpil do Európskeho výboru pre normalizáciu (CEN) v Bruseli, a tým pre neho vznikla povinnosť prevziať do systému slovenských technických noriem všetky platné európske normy. Aký je rozdiel medzi európskou normou prevzatou do systému národných noriem (STN EN) a národnou normou (STN)? Európska norma prevzatá do systému národných noriem má vždy vyššiu právnu moc. Každý člen CEN môže vydať pre tú istú oblasť vlastný národný predpis, ale – a to je veľmi dôležité – tento národný predpis nesmie odporovať európskej norme. To znamená, že národný predpis môže ustanovenia európskej normy – ktorá má často len charakter základného, rámcového predpisu – dopĺňať, upresňovať alebo sprísňovať, nesmie ich však zmierňovať.

Takýto rozpor sa však vyskytuje napríklad medzi normami STN 75 6101 Stokové siete a kanalizačné prípojky z roku 2002 a STN EN 752 (75 6100) Stokové siete a systémy kanalizačných potrubí mimo budov z roku 2008 v ustanoveniach o periodicite návrhového dažďa pri dimenzovaní stôk.

V norme STN 75 6101 sa pre mestá s jednotnou stokovou sieťou s počtom obyvateľov nad 5 000 stanovuje periodicita p = 0,5 (1-krát za 2 roky) a pre mestá s jednotnou stokovou sieťou s počtom obyvateľov do 5 000 obyvateľov a pre mestá s delenou stokovou sieťou p = 1 (1-krát za rok). Podľa toho bude pre územie mesta Bratislavy platiť návrhový dážď s výdatnosťou q_15(0,5) = 142 l/(s . ha) a pre všetky obce okolo q_15(1,0) = 117 l/(s . ha). Vyplýva z toho azda, že majetok a život ľudí žijúcich v obciach okolo Bratislavy je menej cenný?

V norme STN EN 752 (75 6100) v článku 8.4.3.3 v tabuľke 2 sa nerozlišuje medzi stokovými systémami a počtom obyvateľov, určujúci je vzťah medzi charakterom plôch a minimálnym stupňom bezpečnosti, ktorý sa na tento charakter plôch vyžaduje:

• vidiecke plochy    p = 1,0 (q_15(1,0) = 117 l/(s . ha),
• obytné plochy    p = 0,5 (q_15(0,5) = 142 l/(s . ha),
• centrá miest, priemyselné a komerčné plochy    p = 0,2 (q_15(0,2) = 180 l/(s . ha).

V zátvorke sú na ilustráciu uvedené príslušné výdatnosti návrhového dažďa pre Bratislavu, z čoho vidieť markantné rozdiely medzi jednotlivými periodicitami.

Tento príklad je jasnou ukážkou, lebo ešte aj v súčasnosti veľa projektantov dimenzuje stokové siete na dažde s periodicitou 1-krát za rok, aj keď norma STN EN 752 (75 6101) bola vydaná už v rokoch 1999 až 2000 a vydanie z roku 2008 je len novelou.

Využitie európskych noriem pri neexistencii národných predpisov
Čo robiť v prípade, keď sa norma EN dotýka určitej oblasti len okrajovo a neexistuje národný predpis? Tu treba spomenúť dve veľmi aktuálne témy – dažďové nádrže a vsakovanie zrážkovej vody z povrchového odtoku. Na návrh dažďových nádrží síce existuje národný predpis v podobe normy STN 75 62 61 Dažďové nádrže z roku 1997, k tejto norme sa však zdržím komentárov. Poukážem len na články z pera prof. Ing. P. Urcikána, DrSc., a doc. Ing. D. Rusnáka, PhD., zo Stavebnej fakulty STU na stránkach odbornej tlače. Ak niektorý kolega projektant preukáže dimenzovanie dažďovej nádrže vo svojom projekte podľa tejto normy, možno mu zo srdca zablahoželať.

Každá európska norma má však prílohu Zdroje doplnkových informácií. Tu možno nájsť rozličné národné technické predpisy (roztriedené podľa štátov a vydávajúcich orgánov), ktoré možno v prípade absencie vlastného národného predpisu použiť.

K téme stokovania možno uviesť z „kuchyne“ Nemeckej asociácie pre vodné hospodárstvo, odpadové vody a odpady (DWA) predpisy uvedené ďalej.

DWA-A 110 Hydraulické dimenzovanie a preukázanie kapacity stôk a potrubných vedení odpadových vôd
Tento predpis uvádza tie isté vzťahy na hydraulické dimenzovanie potrubí ako naša norma STN 75 61 01, avšak s tým rozdielom, že udáva odporúčané hodnoty prevádzkovej drsnosti na hydraulický výpočet stôk.

V prípade stôk s tzv. normalizovanými šachtami (kyneta šachty dosahuje nad úroveň vrcholu potrubia) je hodnota prevádzkovej drsnosti k_b = 0,75, pri stokách s tzv. nenormalizovanými šachtami (kyneta šachty nedosahuje úroveň vrcholu potrubia) je hodnota prevádzkovej drsnosti k_b = 1,50. Vplyv drsnosti na kapacitu potrubia približujú kapacitné prietoky PVC potrubia s rozmerom 315 × 9,2 mm so sklonom 5,0 ‰, uvedené v tab. 1.

Dôležité pritom je uvedomiť si, že výpočet nesmie vychádzať zo stavu pri zabudovaní nového potrubia, ale z predpokladaného prevádzkového stavu po niekoľkých rokoch.

DWA-A 117 Dimenzovanie dažďových nádrží
V čom spočíva návrh dažďových nádrží, resp. kde sa robí chyba pri väčšine súčasných projektov? Návrh dažďovej nádrže je „objemový“ problém. Hľadá sa potrebný objem, ktorý je rozdielom medzi prítokom zrážkovej vody z povrchového odtoku a odtokom z dažďovej nádrže v čase trvania zrážky. Krivka výdatnosti dažďov je hyperbola s asymptotami v osiach x (trvanie dažďa v min) a y (výdatnosť dažďa v l/(s . ha)). Preto graf výsledkov výpočtu potrebného objemu pri rozličných trvaniach dažďa nemôže byť lineárny. Nie je pravda, že najväčší potrebný objem vychádza pri trvaní dažďa t = 15 min. Postup výpočtu spočíva vo výpočte objemu dažďovej nádrže pre celý rad dažďov s rozličným trvaním a vyhľadávaním kritického dažďa, na ktorý je potrebný najväčší objem.

Táto, tzv. racionálna metóda sa môže uplatniť, ak:

• má odkanalizované územie maximálnu plochu 200 ha alebo čas koncentrácie odtoku je maximálne 15 minút,
• návrhová, resp. dovolená periodicita prekročenia retenčného objemu dažďovej nádrže je T ≤ 10 rokov,
• špecifický dovolený odtok z dažďovej nádrže q_o ≥ 2 l/(s . ha).

Kritérium minimálneho špecifického dovoleného odtoku z dažďovej nádrže súvisí s požiadavkou vyprázdnenia dažďovej nádrže do 24 hodín. V prípade extrémne nízkeho dovoleného odtoku môže trvať čas vyprázdňovania aj niekoľko dní a dažďová nádrž môže byť pri nasledujúcom daždi mimo funkciu.

V zmysle DWA-A 117 sa výsledok vypočítaný racionálnou metódou upravuje zvyšujúcim korekčným faktorom 1,2 s cieľom korigovať rozdiely proti matematickému modelovaniu. V prípade, že sa nemôže uplatniť racionálna metóda, určuje sa objem dažďovej nádrže matematickou simuláciou odtoku.

DWA-A 138 Návrh, výstavba a prevádzkovanie vsakovacích zariadení zrážkovej vody z povrchového odtoku
Predpis podrobne opisuje kvalitatívne a kvantitatívne kritériá vsakovania. Obsahuje podrobný opis rozličných druhov vsakovacích objektov s príkladom ich dimenzovania.

Z výpočtového hľadiska sa problematika navrhovania objektov vsakovania zhoduje s navrhovaním dažďových nádrží. Norma DWA-A 138 sa odvoláva aj na normu DWA-A 117 ako na základný predpis. Pri dimenzovaní sa hľadá kritický dážď, ktorý vyvolá najväčší potrebný retenčný objem. Dovolený odtok z retenčného priestoru sa nahrádza pojmom filtračná alebo vsakovacia kapacita, ktorá je súčinom filtračného koeficienta a filtračnej plochy. 

Oproti navrhovaniu dažďových nádrží je situácia komplikovanejšia o získavanie vstupných údajov, ktorými sú filtračný koeficient a maximálna hladina podzemných vôd za posledné roky, optimálne za posledných 10 rokov. Filtračný koeficient je priestorovo veľmi premenlivá hodnota. Priepustné zeminy, zväčša riečne sedimenty kvartéru, sa ukladali pri rozličných podmienkach prúdenia, od ktorých môže závisieť ich podiel jemných častíc, čiže aj priepustnosť. Filtračný koeficient možno určiť:

• výpočtom z kriviek zrnitosti,
• permeametrom na neporušenej vertikálnej vzorke,
• vsakovacím pokusom v teréne.

Pri návrhu vsakovania sa počíta so vsakovaním do nenasýtenej zeminy, preto sa vo výpočtoch používa filtračný koeficient vo forme k_f/2. Podľa spôsobu stanovenia filtračného koeficienta sa používa ďalší korekčný faktor (tab. 2).

Vsakovacie objekty možno vyhotoviť v širokej škále od povrchového plošného vsakovania bez retenčného priestoru alebo s retenčným priestorom po podzemné vsakovacie objekty, resp. ich rozličné kombinácie. Zo zásad DWA-A 138 možno uviesť tieto:

• z hľadiska zachytenia znečistení je optimálny spôsob vsakovania cez krycie pôdne vrstvy. Vsakovanie cez krycie pôdne vrstvy sa uskutočňuje bez retenčného priestoru, preto je priestorovo veľmi náročné;
• kombináciou vsakovania cez krycie pôdne vrstvy s retenciou v plytkej priehlbine – mulde – možno dosiahnuť určitú redukciu potrebnej plochy. Nesmie sa však zanedbať otázka bezpečnosti a riziko utopenia osôb. Preto DWA odporúča maximálnu hĺbku 30 cm;
• podzemné vsakovacie objekty majú mať dno 1,0 m nad priemerom ročných maxím hladiny podzemných vôd. V prípade vsakovacích studní je to 1,5 m. Táto vrstva tvorí ochrannú zónu slúžiacu na zachytenie prípadných znečisťujúcich látok;
• vsakovacie studne sú bodové objekty s relatívne malým retenčným priestorom a malou vsakovacou kapacitou. Vo väčšine prípadov nemožno dosiahnuť potrebnú ochrannú vzdialenosť dna vsakovacej studne nad hladinou podzemných vôd.

Podľa pôvodu vôd z povrchového odtoku sú pred vsakovaním potrebné rozličné opatrenia. Vody z plôch s rizikom znečistenia ropnými látkami (komunikácie, parkoviská, manipulačné plochy) sa musia pred vsakovaním vhodným spôsobom upraviť. Za vhodnú úpravu sa považuje čistenie na odlučovacích zariadeniach ľahkých kvapalín. Odtok z plôch bez rizika znečistenia ropnými látkami (strechy a ostatné spevnené plochy) treba čistiť od splavenín, keďže môžu upchať (zakolmatovať) vsakovaciu plochu.

Záver
V ostatnom čase sa vyskytuje čoraz viac zásadných nedostatkov v projektových dokumentáciách objektov vodného hospodárstva. Ako keby si projektanti dostatočne neuvedomovali svoju zodpovednosť za funkčnosť naprojektovaného diela. Vo vodnom hospodárstve komplikujú situáciu aj klimatické zmeny. Výdatnosti dažďov, ktoré sa používajú vo výpočtoch, sú výsledkom štatistického vyhodnotenia zrážok pred rokom 1973! Odvtedy sa zrážky jednoznačne odklonili smerom k extrémom. Netreba si preto komplikovať situáciu ešte aj tým, že nie je dostatok znalostí o technických normách.

Ing. Zoltán Samarjay
Autor pôsobí ako projektant v oblasti vodného hospodárstva s oprávnením na komplexné architektonické a inžinierske služby a súvisiace technické poradenstvo.

Recenzovala: doc. Ing. Jana Peráčková, PhD.
Foto: archív autora

Literatúra
1. STN 75 6101 Stokové siete a kanalizačné prípojky, 2002.
2. STN EN 752 (75 6100) Stokové siete a systémy kanalizačných potrubí mimo budov, 1999 – 2000.
3. STN EN 752 (75 6100) Stokové siete a systémy kanalizačných potrubí mimo budov, 2008.
4. ATV-A 110 Hydraulické dimenzovanie a preukázanie kapacity stôk a potrubných vedení odpadových vôd.
5. DWA-A 117 Dimenzovanie dažďových nádrží.
6. DWA-A 138 Návrh, výstavba a prevádzkovanie vsakovacích zariadení dažďových vôd.

Článok bol uverejnený v časopise TZB HAUSTECHNIK.