Nowoczesne miasta

NOWOCZESNE MIASTA (MIASTO ”GĄBKA”)

 Zarządzanie jakością i ilością wody w oparciu o podstawy Zrównoważonego Miejskiego Systemu Odprowadzania Wody: zatrzymanie, uzdatanianie, magazynowanie, wydanie .

Koncepcja zrównowa żonej gospodarki wodnej jest obecnie głównym elementem rozwoju miast. Coraz częstsze są mocne opady deszczu spowodowane zmianami klimatycznymi. W odpowiedzi na to, rządy coraz częściej wprowadzaj ą nowe przepisy (takie jak brytyjska ustawa o powodziach i gospodarce wodnej z 2010 r.) określające sposoby gospodarowania wodami powierzchniowymi za pomoc ą zrównowa żonych miejskich systemów odprowadzania wody (SuDS).

Parkingi

Konwencjonalne projekty parkingów działają dokładnie odwrotnie. Duże obszary niegdyś naturalnie nasyconych wodą terenów zielonych są przekształcane w wodoodporny, twarde powierzchnie, co prowadzi do uwolnienia dużych ilości wody deszczowej w krótkim czasie, którą należy odprowadzić poza teren zakładu w konwencjonalnym projekcie typu „koniec rury”. Dzięki Permavoid istnieje możliwość zarządzania wodą na miejscu, pod parkingiem, bez stosowania skomplikowanych systemów rurowych. W przypadku nawierzchni przepuszczalnej woda deszczowa może być wychwytywana i tłumiona pod powierzchnią utwardzoną, a w przypadku nawierzchni nieprzepuszczalnych woda może być wprowadzana do jednostek geokomórkowych za pomocą systemu PermaChannel lub specjalnie zaprojektowanych wpustów. Stwarza to efektywne zarządzanie wodą na miejscu.

Geowłóknina do obróbki PermaFilter otaczaj ąca jednostki Permavoid może być wykorzystana jako dodatkowy etap oczyszczania, ponieważ działa jako bariera węglowodorowa, zatrzymując zanieczyszczenia tam, gdzie wystąpiły, czyli poza systemem zarządzania wodą.

Jeśli celem nie jest bezpośrednie przepuszczenie, a jest nim dostarczenie wody do centralnego punktu zbiorczego w celu  tłumienia jej siły lub zatrzymania i wykorzystania, to pomocna będzie duża powierzchnia Permavoid, która spowalnia przepływ wody deszczowej do pożądanego punktu zbiorczego, zmniejszając prędkość przepływu wody w systemie. System można zaprojektować tak, aby regulował prędkość wypływu oraz określone objętości retencji i za-trzymywania, dzięki czemu można znacznie zmniejszyć potrzebę tłumienia i rozmiar infrastruktury przetrzymywania (stawów lub zbiorników). Dzięki Permavoid nie kończy się na uwalnianiu lub przesączeniu wody. Dost ępna woda pozwala na ponowne wykorzystanie do nawadniania roślin, czy nawet spłukiwania toalet, bez zmian w tworzeniu podbudowy Permavoid.

Lekkie konstrukcje drogowe

Konieczność budowy dróg w niekorzystnych lokalizacjach nie jest rzadkością. Wiele rodzajów gruntów nie nadaje się do budowy dróg, jeśli weźmie się pod uwagę ich nośność. W tych wymagających warunkach Permavoid może zaoferować następujące rozwiązania:

Gleby cechujące się niewielką nośnością

Torf jest przykładem gleby o niewielkiej nośności, która nie nadaje się do konwencjonalnej budowy dróg. Konstrukcja z ciężkich, tradycyjnych materiałów na bazie kamienia jest zbyt ciężka, co może skutkować osiadaniem drogi. Permavoid 150 tworzy stabilną i lekką powierzchnię (12 kg/ m2) na małej głębokości pod jezdnią, co zapewnia niezbędną możliwość rozłożenia obciążenia dzięki wytrzymałości na rozciąganie całej płaszczyzny pod powierzchnią.

Wysoka woda gruntowa

Kiedy płaszczyzny freatyczne są blisko powierzchni, w projekcie można zastosować warstwę nośną Permavoid o wysokiej wytrzymałości, aby ograniczyć głębokość fundamentu i utrzymać ją powyżej lokalnych poziomów wód gruntowych. W razie potrzeby wydrążone jednostki Permavoid mogą działać jako lokalna warstwa drenażowa, umożliwiając odprowadzanie napływającej wody gruntowej poza teren budowy i trzymanie jej z dala od fundamentu drogi.

Gleby wrażliwe na wodę

W miejscach, w których nie można zmniejszyć zdolności do infiltracji wody deszczowej przez budowę nieprzepuszczalnej nawierzchni drogi, warstwa nośna Permavoid może pełnić funkcję lokalnej struktury tłumiącej. Wodę deszczową z utwardzonej powierzchni można wprowadzić do wydrążonego fundamentu w celu przesączenia jej na miejscu w celu utrzymania wilgotności gleby, przykładowo torfowej lub gliniastej.

Ścieżki rowerowe

Miasta na całym świecie są w trakcie opracowywania sieci ścieżek rowerowych, aby ułatwić dojazdy do i z miasta bez emisji dwutlenku węgla oraz w celu zwiększenia aktywności ruchowej mieszkańców.

Ścieżki rowerowe są zwykle budowane po zewnętrznej stronie drogi, najbliżej drzew przydrożnych, a nawet na terenach zielonych wzdłuż dróg, na korzeniach drzew lub na glebach o niskiej nośności. Drzewa I ścieżki rowerowe zwykle nie dogadują się najlepiej: ubicie gleby prowadzi do rozwoju korzeni blisko powierzchni, powodując szkody na twardych płaszczyznach.Woda deszczowa potrzebna do nawadniania jest odprowadzana poza teren, a nieprzepuszczalna nawierzchnia utrudnia wymianę gazową między glebą a atmosferą.

Permavoid Sandwich Constuction eleminuje kosztowne uszkodzenia nawierzchni, tworząc wytrzymałą, stabilną I otwartą płaszczyznę pod nawierzchnią, aby:

• zapobiegać wzrostowi korzeni bezpośrednio pod chodnikiem, chroniąc w ten sposób nawierzchnię rzed uszkowdzeniem
• zapewniając optymalny rozkład obciążenia
• optymalizację wymiany gazowej w glebie
• optymalizację zarządzania wodami powierzchniowymi

Płytka aplikacja systemu pozwala zachować istniejącą wysokość gleby i korzeni drzew, równocześnie zmniejszając ilość materiału, który trzeba dostarczyć i usunąć na budowie. System może być wykończony różnymi rodzajami nawierzchni, takimi jak kostka brukowa, beton lub asfalt.

Podbudowa Permavoid może służyć jako system zatrzymywania wody deszczowej, zbieranej z utwardzonej powierzchni jako źródło surowca do nawadniania. W ten sposób budowa ścieżki rowerowej nie zmienia naturalnej funkcjonalności gleby, umożliwiając kontynuację zdrowego wzrostu drzew. System Permavoid chroni zarówno powierzchnię, jak i korzenie drzew na ścieżkach rowerowych prowadzonych przez miasta i obszary naturalne, takie jak lasy i parki. Dzięki Permavoid drzewa i ścieżki rowerowe nie stoją w opozycji do siebie.

Mocno uczęszczane tereny

W gęsto zabudowanych obszarach miejskich przesączanie wody deszczowej na miejscu jest często ograniczone, a większość powierzchni jest zabudowana lub utwardzana. Jednak coraz więcej miast nakłada na deweloperów wymagania określające ilość i szybkość odprowadzania wód opadowych. Konieczność zarządzania wodą deszczową na miejscu może prowadzić do stawiania kosztownych, zajmujących miejsce zbiorników i systemów oczyszczania.

W tak gęstej zabudowie miejskiej wiele powierzchni jest utwardzonych i używanych jako parking, drogi komunikacyjne lub do celów sportowych i rekreacyjnych. Niedopuszczalne jest pozostawianie wody stojącej na chodniku w czasie deszczu. Jednocześnie tłumienie wody w budynku jest niesprzyjające. W takich sytuacjach podbudowa Permavoid spełnia zarówno funkcje drenażu, jak i tłumienia między budynkiem a twardą powierzchnią. Zastępuje potrzebę budowy zbiorników. Płytka, tłumiąca struktura podłoża o dużej objętości wychwytuje, oczyszcza, przechowuje i uwalnia wodę zgodnie z panującymi regulacjami.

Co więcej, przechowywanie wody w podbudowie na dachach lub podestach może zasilać system nawadniania kapilarnego Permavoid wodą deszczową i umożliwia zbieranie zmagazynowanej wody do innych celów, takich jak spłukiwanie toalet bez użycia pomp. Dzięki Permavoid zarządzanie wodą deszczową przechodzi od zwykłego zrzutu do zbioru i ponownego wykorzystania, co pomaga w dalszym zmniejszaniu obciążenia kanalizacji i zużycia wody z sieci wodociągowej.

Otwarty kształt jednostek działa jak kanał z przepływami napędzanymi przez głowicę hydrauliczną. Sama powierzchnia płaszczyzny powoduje powstanie wymaganej redukcji prędkości przepływu, umożliwiając odprowadzanie wody do krawędzi płaszczyzny lub dachu w celu jej odprowadzenia. Zapobiega konieczności stosowania podwieszanych rur i znacznie ogranicza liczbę odpływów w płaszczyźnie. Stworzenie wymaganej objętości tłumienia na dachach daje też możliwość wykorzystania grawitacji do dostarczania zatrzymanej wody do miasta, by zastosować ją do nawadniania roślin, drzew lub uzupełniania wód powierzchniowych.

Powierzchnie utwardzone i drzewa

Inżynierowie stoją przed zadaniem projektowania bezpiecznych i niezawodnych ulic, podczas gdy arborystom zależy na optymalizacji warunków glebowych w środowisku miejskim, aby drzewa mogły rosnąć i spełniać swoją ważną funkcję w tworzeniu przyszłościowego miasta odpornego na warunki klimatyczne. W przypadku już istniejących drzew wyzwaniem jest ochrona ich w zmieniającym się mieście podczas przebudowy. W przypadku nowych drzew coraz trudniej jest znaleźć miejsce na teren o objętości gleby zdolnej do ukorzenienia się w zajętych przez wszelkie instalacje terenach pod ziemią.

Celem podbudowy Permavoid jest stworzenie wielofunkcyjnego miejsca dla wzrostu drzew na całkowicie utwardzonej przestrzeni miejskiej, takiej jak chodniki, place i miejsca parkingowe. Aby chronić utwardzoną powierzchnię przed uszkodzeniami spowodowanymi przez rozrost korzeni i zmaksymalizować użyteczność nad powierzchnią gruntu, konstrukcja Permavoid zapewnia rozkład obciążenia, który zapobiega zagęszczaniu gleby i utrzymuje wymianę gazową między nią a atmosferą. Niewielka głębokość systemu Permavoid zapewnia drzewu ilość ziemi, w której może się zakorzenić, dzięki czemu może rosnąć tak, jakby znajdowało się w lesie, bez zajmowania cennej przestrzeni i przeszkód dla funkcjonalności miasta.

Konstrukcja Permavoid Sandwich Construction może być używana z nowymi i zasadzonymi wcześniej drzewami. W przypadku istniejących już drzew, których wcześniej otwarte miejsce wzrostu jest przekształcane w (częściowo) utwardzoną powierzchnię, postawienie na Permavoid jest bardzo korzystne. Konstrukcja ta nie ma wp ływu na system korzeniowy.

Sadząc nowe drzewa, można stworzyć dla nich miejsce przy pomocy konstrukcji Permavoid pod chodnikiem i systemem irygacji kapilarnej Permavoid poniżej korzeni, naśladując tym samym poziom wód gruntowych. Umożliwia to powstanie miejsca do wzrostu drzew, które zatrzymuje, przechowuje i wykorzystuje wodę deszczową do nawadniania. Dzięki temu drzewa mogą pomagać w utrzymaniu wody deszczowej poza systemem kanalizacji i zyskują dostęp do zasobów wody, które umożliwiają im wzrost mimo długotrwa łych suszy. 

Geokomórkowe systemy zarządzania wodą deszczową

Połączenie płytkiego zbiornika z Permavoid 85 lub 150 mm z mocnym tłumieniem Permavoid MD tworzy cechujący się oszczędnością miejsca system hybrydowy, dzięki któremu można kontrolować z dbałością ilość przefiltrowanej wody i jej jakość.

Ze względu na ograniczoną przestrzeń nie zawsze jest możliwe stworzenie wymaganej objętości tłumienia. Dodatkowe miejsce należy znaleźć gdzie indziej. Dzięki Permavoid MD ta dodatkowa objętość może zostać utworzona przez uformowanie dużych zbiorników tłumiących głębiej w ziemi (około 800 mm). Przy współczynniku pustki wynoszącym 95% i wysokiej wytrzymałości strukturalnej, te podpowierzchniowe zbiorniki tłumiące można tworzyć pod każdym rodzajem nawierzchni, od tych przeznaczonych do ruchu pieszego, po obszary przystosowane do ruchu samochodów ciężarowych.

Aby mieć pewność, że woda w głębokim zbiorniku tłumiącym jest wystarczająco czysta, by można ją było bezpiecznie przesączyć lub ponownie wykorzystać, Permavoid opracował dodatkowy etap oczyszczania w urządzeniu MD: jest to Biomat. Ta pływająca konstrukcja wychwytuje z wody wszelkie pozostałości węglowodorów i olejów. Mata pływająca zawsze znajduje się na powierzchni wody i przy pomocy tlenu umożliwia bakteriom naturalną degradację węglowodorów do mniej szkodliwych pierwiastków. Ta zintegrowana funkcja oczyszczania pomaga chronić wody gruntowe i zlewni ę przed potencjalnym zanieczyszczeniem.

Z odpowiedni ą wkładką zbiornik tłumiący Permavoid MD może spełniać żądane funkcje:

• Wodoodporna wyściółka do zatrzymywania i tłumienia wody,
• PermaFilter do oczyszczania i przesączania,
• PermaTex 300 do przesączania zapewniając dodatkową ochronę

Konstrukcje Permavoid MD mają zintegrowane punkty przyłączeniowe dla rur i punktów kontrolnych, dzięki czemu mogą być włączone do integralnego systemu zarządzania wodą z komorami do oczyszczania piasku i mułu po stronie dopływu oraz komorami regulacji przepływu po stronie odpływu. Dotychczasowe projekty pokazały, że w połączeniu z gospodarką wodną na wszystkich poziomach (dachy, podesty, grunty) rozmiar zbiornika Permavoid MD może być mniejszy w porównaniu z konwencjonalnymi konstrukcjami typu „koniec rury”.

PRZYKŁADOWA REALIZACJA: PROJEKT KATTENBURGERSTRAAT

Klient: Miasto Amsterdam
Całkowita wielkość projektu: 1.680 m2
Roślinność: Mieszanka kwitnących traw, ziół i roślin cebulkowych (750 m2)
Woda deszczowa: Chodnik i ścieżka rowerowa (720 m2)
Dodatkowe pobieranie wody deszczowej: przyległy dach (210 m2)
Retencja dla wydajności infiltracji: 140.000 litrów (gleba + Permavoid 85S)
Zatrzymanie dla wydajności infiltracji: 108.000 litrów (Permavoid MD)
Gospodarka wodna: pasywny 3-stopniowy projekt z retencją, irygacją kapilarną i infiltracja
Zastosowane podłoże: grunt piaskowy o głębokości 300 mm zawierający 4% materii organicznej
Wodoodporna membrana: Permavoid Flex 700, prefabrykowana na wymiar. Geowłóknina kapilarna: PermaTex CAP Budowa: 2020

Konfiguracje podbudowy Permavoid zastosowane są w projekcie Kattenburgerstraat w celu wymiany gazowej w glebie, która wspiera zdrowe rozrastanie się korzeni i drzew z dala od powierzchni oraz lepszej nośności, która zapobiega zagęszczaniu gleby w strefie korzeni. Pozwala na to płytkie ułożenie Permavoid 150, które oddziela od warstwy asfaltowej zaledwie 20 mm tłucznia i standardowe ułożenie Permavoid 85 z mieszaną podbudową strukturalną 150 mm.

Zarządzanie wodą

W systemach ulicznych opracowano 3-stopniowe zarządzanie wodą. Woda deszczowa z chodnika, ścieżki rowerowej i dużego sąsiedniego dachu jest (A) zbierana w komorach z nowatorskim systemem spłukiwania w celu usunięcia większości zawieszonych ciał stałych i soli drogowych, zanim zostanie (B) wprowadzona do podbudowy nawadniania kapilarnego Permavoid 85S. Gdy tylko system retencji i nawadniania kapilarnego osiągnie poziom (60 mm), z systemu (C) woda przelewa się do głębinowych jednostek drenażowych Permavoid MD, skąd woda może się przesączać i uzupełniać wody gruntowe, aby platany klonolistne mogły ją następnie wchłonąć i rosnąć. Konstrukcje Permavoid MD są wyposażone w biomaty PermaFilter, które wychwytują i zbierają wszelkie pozostałe węglowodory w celu dalszej degradacji bakteryjnej i zapobiegania niepożądanemu zanieczyszczaniu wód gruntowych.

 Rezultatem jest wysokiej jakości ścieżka rowerowa, na której nie marnuje się ani jedna kropla wody. Utwardzona powierzchnia jest chroniona przed uszkodzeniem przez korzenie, a one chronione są przed zagęszczeniem gleby. Dodatkowo wspomagane zostają lepszą wymianą gazową. Deszcz nie sprawia już problemów, a staje się surowcem, dzięki któremu mogą rosnąć drzewa i inne rośliny, które następnie chłodzą miasto w upalne dni, a poza tym wspierają miejską różnorodność biologiczną. Liniowe zarządzanie wodą deszczową prowadzące do przeciążenia systemów kanalizacyjnych zostało przekształcone w lokalną gospodarkę wodną o obiegu zamkniętym. Tak jak w naturze