Regnvannsoverløp LOD anlegg Mengde/nivåregulering Høyvannsventiler MFT Miljø- og Fluidteknikk AS MFT Miljø- Postboks og 356 Fluidteknikk AS Sivilingeniør 1379 Nesbru Lars Aaby Norge Telefon: +47 6684 8844 Telefax: +47 6684 8842 E-post: post@mft.no Internett: www.mft.no Produktinformasjon Overvannsmagasin FluidVertic Magasin MAV 252
1 Bruksområde Vurdering av løsninger for lokal overvannsdisponering (LOD) eller lokal håndtering av overvann er i dag påkrevet ved planlegging av tiltak i tilknytning til bortledning og eventuelt rensing av regnpåvirket avløpsvann. Til orientering er det utarbeidet et VAmiljøblad om magasinering. Utslipp fra overløp i fellessystemet og faren for kjelleroversvømmelse begrenses gjennom å redusere mengden overvann som tilføres ledningsnettet eller gjennom å dempe spissbelastningen under nedbør. Infiltrasjon i grunnen, en kombinasjon mellom infiltrasjon og fordrøyning eller kun fordrøying er aktuelle tiltak. Fordrøyning kan innebære bruk av pukkmagasin, rørkulvert, betongbasseng, åpne grøfter, dammer eller prefabrikkerte tanker som FluidVertic Magasin. Fordrøyning innebærer struping av vannmengden ut fra magasinet. Strupeorganet FluidVertic er integrert i FluidVertic-magasinet, og har en helt avgjørende positiv betydning for anleggets funksjon, drift og økonomi. FluidVertic, som bygger på virvelkammer prinsippet, anses å representere Best tilgjengelige teknologi for regulering av videreført vannmengde fra fordrøyningsmagasin i LOD sammenheng. FluidVertic gir: redusert magasinvolum bedre driftsstabilitet mer nøyaktig styring/regulering Figur 1 FluidVertic Magasin - oppbygging (eksempel - dimensjoner og volum varierer) Virvelkammeret FluidVertic er montert vertikalt (se Figur 1 og Figur 2). Det tangentielle innløpet b er orientert skrått nedover og utløpet c horisontalt ut fra virvelkammerets senterlinje. Når det ikke går vann gjennom strupeorganet tilsvarer vannivået d underkanten av utløpsåpningen. Innløpet vil alltid være dykket. FluidVertic fungerer på denne måten som en vannlås slik at eksempelvis olje og bensin holdes tilbake. Ved stigende vann nivå presses luft ut gjennom åpningen e. Ved delfylling er strømningsmotstanden liten med singulærtap tilsvarende et strupet utløp. I det vann nivået når opp til toppen av virvelkammerhuset etableres en virvel med luftfylt kjerne. Strømningsmotstanden er nå meget stor og videreført vannmengde liten. 2 Positive egenskaper med FluidVertic Magasin integrert virvelkammer ikke behov for ekstern kum for plassering av mengderegulator prefabrikkert tank gir enkel og rask installasjon optimal hydraulisk kontroll stort strømningstverrsnitt / høy driftssikkerhet nøyaktig (+/- 10%), kalibrering unødvendig spesielt godt egnet for små vannføringer holder flytestoffer tilbake (vannlås) ingen bevegelige deler korrosjonsfri konstruksjon Driftsvennlig mht. inspeksjon og renhold Figur 2 Strømningsforhold i det vertikale virvelkammeret 4 Hydrauliske egenskaper Virvelkammeret FluidVertic har en S-formet hydraulisk karakteristikk (Figur 3). Kurvens nedre gren representerer delfylling. Ved spylespissen etableres virvelen, strømnings-motstanden øker og videreført vannmengde synker. Karakteristikkens øvre gren er jevnt stigende; FluidVertic er i strupemodus. Formen på virvelkammerets hydrauliske karakteristikk er av vesentlig betydning for magasinutnyttelse. 3 Oppbygging og funksjon FluidVertic Magasin er en prefabrikkert glassfibertank med en integrert rørstuss i PVC i inn- og utløpet. Den er utstyrt med åpning for lufting og nedstigningsrør for inspeksjon og vedlikehold. Virvelkammeret FluidVertic leveres ferdig montert i FluidVertic magasinet, og er våtoppstilt i egen sump i magasinets nedre del nær utløpet. Sumpen sikrer riktige hydrauliske forhold for virvelkammeret, og sørger for enklere fjerning av eventuelle sedimenter. FluidVertic leveres med en kapasitetsgaranti på +/- 10% ved dimensjonerende videreført vannmengde. Det er ikke behov for kalibrering ved montasje. Kapasitetsgarantien forutsetter fritt utløp fra virvelkammeret. På forespørsel kan MFT bistå og vurdere om de aktuelle ramme-betingelsene gir fritt utløp. En forenklet modell av hydraulikken i et virvelkammer lar seg beskrive ved hjelp av «potensialteori». For nøyaktig å bestemme de hydrauliske egenskapene til virvelkamrene, har UFT, Umwelt- und Fluid-Technik, Dr H. Brombach GmbH, lagt til grunn matematiske analyser som basis for omfattende tester i et moderne hydraulisk laboratorium (Figur 4). Produktinformasjon FluidVertic Magasin -mar.2012 2
Figur 3 Typiske hydrauliske karakteristikker for det vertikale virvelkammeret UFT-FluidVertic type VSU Figur 5 Illustrasjon magasinberegning Figur 4 Testing av GRP Virvelkammer hos UFT. Nederst i bildet sees et tilsvarende virvelkammer i stål utførelse 5 Dimensjonering og valg av type Størrelsen på FluidVertic magasinet avhenger av fordrøyningsbehovet. Fordrøyningsbehovet beregnes ut fra lokale forhold og bestemmelser. MFT har på oppdrag fra Stiftelsen VA-miljøblad utarbeidet et VA-miljøblad for magasinering, og kan bistå med å beregne magasinvolum. Se eksempel i Figur 5. De prefabrikkerte FluidVertic magasinet kan leveres i forskjellige utførelser og i størrelser opptil ca. 110 m3. Om fordrøyningsbehovet er større enn dette, kan flere tanker koples i serie eller parallell. Største tilgjengelige volum og lengde kan variere noe. Ved behov, kan det forespørres andre størrelser enn de som er vist i Figur 8. Lengden på magasinene begrenses av hensynet til transport og styrke. Øvrig geometri, som inn- og utløpsdiameter på rørstusser, diameter på stigerør, størrelses på sum, tilpasses hvert enkelt prosjekt. Figur 6 Utdrag fra hydraulisk rapport for FluidVertic Produktinformasjon FluidVertic Magasin -mar.2012 3
Merk: d ab = diameter rør i grøft ød = diameter utløpsrør virvelkammer I ab = fall rør i grøft Dersom dab < ød, anbefales 1-2 m ød rør, før overgang til dab. d ab og I ab må dimensjoneres slik at det sikres fritt utløp fra virvelkammeret Figur 7 Angivelse av hydrauliske størrelser, gjengitt i den hydrauliske rapporten. 6 Materialutførelse Magasin Virvelkammerhus, -innløp og utløpsdyse Innløp og utløpsstusser GRP GRP PVC 7 Installasjon FluidVertic magasinene leveres med Nedleggingsinstruks. Ved fare for høy grunnvannstand, og overfyllingen ikke kan motstå oppdriften, må tanken forankres. MFT kan levere tilpasset forankringsutstyr. Figur 8 Tilgjengelige magasin størrelser og kapasiteter Det integrerte virvelkammeret FluidVertic, er utviklet for struping av små til middels store vannmengder. Regulatoren dimensjoneres og tilpasses hvert enkelt prosjekt. I forbindelse med optimalt valg av kammer og nøyaktig dimensjonering av FluidVertic, benytter MFT seg av et dedikert beregningsprogram. Dette verktøyet er basert på resultater fra kontinuerlig forskning og produktutvikling utført av vår nære samarbeidspartner UFT, Umwelt- und Fluid-Technik, Dr. H. Brombach GmbH siden midten av sytti tallet ( kapittel 4). Figur 9 Typisk installasjon av FluidVertic magasin Komplett hydraulisk dimensjoneringsrapport, inkludert dokumentasjon av hydraulisk karakteristikk inngår i leveransen (se eksempel Figur 6). Dimensjoneringen av virvelkammeret er basert på magasinets dimensjoner og prosjektets øvrige rammebetingelser. Disse er gjengitt i den hydrauliske rapporten, og illustrert i Figur 7. De beregnede hydrauliske egenskapene og kapasitetsgarantien forutsetter at virvelkammeret og derav magasinet installeres i henhold til gjeldende rammebetingelser. Magasinene leveres med et angitt magasinvolum. Virvelkammersumpen inngår ikke i magasinvolumet. Figur 10 FluidVertic magasin med forankring under installasjon Produktinformasjon FluidVertic Magasin -mar.2012 4
8 Drift og vedlikehold FluidVertic magasinet er uten bevegelige deler og vil normalt ikke kreve vedlikehold. Behovet for ettersyn styres av avløpsvannets kvalitet (fett/flytestoffer og sedimenterbart materiale) og variasjon i tilrenningen. Regulatoren bør inspiseres etter nedbør de første ukene etter installasjon. Eventuelle fremmedlegemer fjernes. Det anbefales at det etter innkjøringsperioden etableres en inspeksjonsfrekvens tilpasset installasjonen og kommunens øvrige driftsrutiner. MFT kontaktes dersom videreført vannmengde ønskes endret i ettertid. De gjeldende HMS regler må følges. På grunn av store vannmengder bør drukningsrisiko vurderes spesielt. 9 Spesifikasjon ved innhenting av pristilbud I likhet med alle virvelkamrene i Fluid-serien, blir også FluidVertic magasinet skreddersydd hvert enkelt prosjekt, og de hydrauliske egenskapene dokumentert. Basert på rammebetingelsene fra kunden, dimensjoneres virvelkammeret ved hjelp av hydrauliske beregninger. Når kunden ønsker et tilbud på FluidVertic magasin, er det derfor viktig å oppgi følgende data: 10 Leveransedokumentasjon Sammen med leveransen av FluidVertic Magasin med FluidVertic virvelkammer, inngår følgende teknisk dokumentasjon: Hydraulisk rapport Tegning av virvelkammer med bygge- og installasjonsmål Installasjonsanvisning Produksjonssertifikat (montert på utstyret) Eventuell magasin beregning Produksjon av FluidVertic virvelkamrene er regulert gjennom en lisensavtale mellom UFT og MFT. Litteratur. 1. MFT, Produktinformasjon Virvelkammer, FluidVertic VSU 0122 2. VPI, «Transport- og nedleggingsanvisninger for tanker i glassfiberarmert polyester (GRP) Magasin volum V m3 Tankdiameter h b mws Dimensjonerende vannmengde Q b l/s Ved behov, kan MFT bistå med beregning av magasinbehovet (volumet). I slike tilfeller er det nødvendig å oppgi følgende: Areal størrelse(r) og type(r) Lokasjon Gjeldende norm og dimensjoneringskriterier Maks videreført vannmengde Q b l/s Produktinformasjon FluidVertic Magasin -mar.2012 5