Kiinteistökohtainen paineviemärijärjestelmä Suunnittelu Kai Saralehto 01/2005
SISÄLLYSLUETTELO 1 JOHDANTO... 1 2 JÄRJESTELMÄN SUUNNITTELU... 2 2.1 YLEISSUUNNITELMA JA KUSTANNUSLASKENTA... 2 2.2 RAKENNUSSUUNNITTELU... 2 2.2.1 Maastotyöt... 2 2.2.2 Mitoitus... 2 2.2.3 Putkistot ja tarvittavat varusteet... 3 2.2.4 Paineviemärikaivannot... 5 2.3 SUUNNITTELUASIAKIRJAT... 6
Kai Saralehto Kiinteistökohtainen paineviemärijärjestelmä 1/6 Kai Saralehto (ins. AMK) Vesihuoltosuunnittelija Air-Ix Ympäristö Oy Kiinteistökohtainen paineviemärijärjestelmä Suunnittelu 1 Johdanto Viemäriverkostojen ulkopuolisten alueiden jätevedenkäsittelyn vaatimusten tiukentuessa on herännyt kiinnostus pyrkiä liittämään kiinteistöjä viemäriverkoston piiriin. Viemäriin liittäminen on ympäristökuormituksen kannalta paras vaihtoehto ja useimmiten myös kustannuksiltaan edullisin sekä ehdottomasti vaivattomin. Kiinteistö voidaan liittää viemäriverkoston piiriin mm. kiinteistökohtaisella paineviemärijärjestelmällä. Kiinteistökohtaisen paineviemärijärjestelmän edut tulevat esiin erityisesti, jos liitettäviä kiinteistöjä on useita ja ne sijaitsevat kuitenkin etäällä toisistaan. Paineviemärijärjestelmästä jätevedet johdetaan yleensä yhdellä runkolinjalla viettoviemärin tarkastuskaivoon, linjapumppaamoon, rakennettuun paineviemäriin tai kyläkohtaiseen jätevedenkäsittelyyn esim. panospuhdistamoon. Kiinteistökohtaisessa paineviemärijärjestelmässä käytetään repijäpumppuja, jotka mahdollistavat myös runkolinjoissa käytettävän pieniä putkikokoja (DN 40 110). Pienpumppaamoon voidaan liittää 1-3 kiinteistöä. Paineviemärijärjestelmä soveltuu hyvin alueelle, jossa luontoa ja valmiiksi rakennettua ympäristöä halutaan säästää, sillä kaivannon koko on pienempi kuin perinteistä viettoviemäriä rakennettaessa. Paineviemärilinjat perustetaan maaston muotoja mukaillen. Paineviemärijärjestelmä voidaan toteuttaa pelkästään kiinteistökohtaisilla pumppaamoilla tai pelkillä linjapumppaamoilla tai näiden kahden tavan yhdistelmillä. Kuva 1.1. Paineviemärijärjestelmien periaatteita.
Kai Saralehto Kiinteistökohtainen paineviemärijärjestelmä 2/6 2 Järjestelmän suunnittelu 2.1 Yleissuunnitelma ja kustannuslaskenta Viemäröintitarvealueen asukkaille kannattaa järjestää tiedotustilaisuus heti hankkeen alkuvaiheessa. Samalla kartoitetaan liittymishalukkuus, jonka perusteella rajataan viemäröitävä alue. Viemäröitävästä alueesta kannattaa tehdä alustava yleissuunnitelma, jossa on esitetty alustava mitoitus, jätevesien käsittely, liitettävien kiinteistöjen määrä ja verkoston pituus. Yleissuunnitelman pohjalta tehdään kustannusarvio, jotta nähdään onko hanke mahdollista ja järkevää toteuttaa. Kiinteistökohtainen pumppaamo maksaa nykyisin n. 3 000 /kpl. Hankintahinta voi pudota 2 000 /kpl, jos samaan hankkeeseen tilataan useita pumppaamoita. Kiinteistökohtaisen paineviemärijärjestelmän rakennuskustannukset sisältäen pumppaamohankinnat ovat n. 50 /m (alv 0 %) (Varsinais-Suomi). Saattolämmityksen rakentaminen, lämpöeristäminen ja kalliolouhinta kasvattavat kustannuksia huomattavasti. Vesi- ja viemärilaitosyhdistyksen ja Uudenmaan Ympäristökeskuksen laatimassa paineviemärijärjestelmä oppaassa esitettiin rakennuskustannuksen vaihteluväliksi 48-140 /m (alv 0 %). Kiinteistökohtaisten pumppaamojen sähkönkulutus on varsin vähäinen pumppujen käyntiajan ollessa n. 2 15 min päivässä. Sähköliittymä kannattaa aina ottaa läheisimmän kiinteistön seinästä. Jos pumppaamoon on liitetty useampi kiinteistö, voidaan kiinteistöjen kesken sopia hyvityksestä kyseiselle kiinteistölle. Käytännössä yhden kiinteistökohtaisen pumppaamon aiheuttama sähkölasku on n. 6-10 vuodessa. Kiinteistökohtaisen pumppaamon käyttökustannukset vuodessa ovat n. 75 /pumppaamo (alv 0 %) sisältäen sähkön, huollon ja varaosat. Verkoston käyttökustannukset ovat keskimäärin 12 snt/m/vuosi (0,25 % x investointikustannus). Saattolämmitys kasvattaa koko järjestelmän käyttökustannuksia. Saattolämmityksen käyttökustannus on keskimäärin 0,5 /vuosi lämmitettyä putkimetriä kohden. Hankinta- ja käyttökustannuksiin lisätään tarvittaessa myös viemäriin liittymiskustannus ja käyttömaksu (kulutus- ja perusmaksu). 2.2 Rakennussuunnittelu 2.2.1 Maastotyöt Varsinainen rakennussuunnittelu aloitetaan aina maastotöillä. Ensimmäiseksi viemärilinjat merkitään maastoon suunnittelijan ja alueen asukkaiden kanssa yhteistyössä. Maastossa valitaan jo pumppaamoiden paikat ja määritellään kuinka monta kiinteistöä pumppaamoa kohden liitetään. Linjauksia merkittäessä huomioidaan alueen kaapelointi, salaojat ja vesijohdot yms. olemassa olevat rakenteet. Linjojen merkitsemisen jälkeen tehdään tarvittavat maaperätutkimukset. Ennen töiden aloittamista selvitetään alueen sähkö- ja tietoliikennekaapelit ja tilataan kyseisiltä yhtiöiltä kaapelinäyttö. Useimmiten tärykairaus on pienille paineviemärikaivannoille riittävä pohjatutkimusmenetelmä. Pohjatutkimuksien edetessä linjaukset voivat vielä muuttua maaperän laadun perusteella. Parhaan linjauksen merkinnän ja kairauksien jälkeen linja mitataan koordinaatistoon takymetrillä tai GPS-paikantimella. Samalla tietenkin määritellään maanpinnan korkeudet linjalta. 2.2.2 Mitoitus Kiinteistökohtaisen paineviemärijärjestelmän putkisto mitoitetaan siten, että virtausnopeus on vähintään 0.7 m/s ja viipymä enintään 8 tuntia (SFS 1671). Pitkissä viemärilinjoissa (400 m) virtausnopeuden tulisi olla alle 2 m/s. Lisäksi jokaisen paineviemärijärjestelmän pumppaamon pitää pystyä pumppaamaan jätevedet purkupisteeseen saakka. Paineviemärijärjestelmää ei voi ylimitoittaa eli varata järjestelmään ylimääräistä kapasiteettia. Ylimitoitettaessa virtausnopeudet eivät toteudu ja järjestelmän tukkeutumisen vaara kasvaa. Jos hanke halutaan kuitenkin toteuttaa vaiheittain, varustetaan alkuvaiheessa toteutettavat linjat huuhteluhaaroilla. Huuhteluhaaroista linjaa huuhdellaan säännöllisesti vedenpaineella tai ilmalla.
Kai Saralehto Kiinteistökohtainen paineviemärijärjestelmä 3/6 Kiinteistökohtaisia paineviemärijärjestelmiä on toteutettu ruuvipumpuilla ja keskipakopumpuilla. Ruuvipumpuissa paine saadaan aikaan ruuvilla ja keskipakopumpuissa taas juoksupyörällä. Pumpun valinnalla on merkitystä myös putkiston mitoituksessa. Ruuvipumpuilla toteutetussa järjestelmässä pumput ovat keskenään samanlaisia ja voidaan sanoa, että pumppu mitoittaa putkiston. Ruuvipumppujen tuotto on nostokorkeudesta riippuen 0,3 1,3 l/s (teho 0,75 1,5 kw 1~). Keskipakopumput voivat taas olla keskenään erilaisia eli keskipakopumpuilla toteutettavassa järjestelmässä voidaan tehdä valintoja sekä pumpun että putkiston koon välillä. Pienpumppaamojen keskipakopumppujen tuotto on nostokorkeudesta riippuen 1 5 l/s (teho 2,5 4 kw 3~). Huollon kannalta on järkevää toteuttaa järjestelmä keskenään mahdollisimman samanlaisilla pumpuilla. Kuva 2.1. Ruuvipumpun ja keskipakopumput käyrät. Kiinteistökohtaista jätevesimäärää ei tarvitse mitoittaa, jos kyseessä on 1 3 perheen normaali asuinkäytössä oleva omakoti- tai rivitalo. Markkinoilla olevat valmiit kiinteistökohtaiset pumppaamot selviävät kyllä normaalista kiinteistökohtaisesta jätevesimäärästä. Järjestelmään lisättävä linjapumppaamo, johon kootaan useamman kiinteistön jätevedet, mitoitetaan aina tapauskohtaisesti. Samoin suuremmat kiinteistöt, kuten koulut, leirikeskukset jne. mitoitetaan tapauskohtaisesti. Laitevalmistajilla on valmiita mitoitusohjelmia, joilla voidaan mitoittaa koko järjestelmän putkistot ja pumput. Joillain laitevalmistajilla on myös ohjelmia, jotka mitoittavat koko järjestelmän huomioiden myös pumppujen samanaikaisen käynnin. Koko järjestelmän alueelta syntyvä jätevesimäärä pitää selvittää, jotta tiedetään pystyykö vastaanottava viemärijärjestelmä tai puhdistamo käsittelemään kyseisen jätevesimäärän. 2.2.3 Putkistot ja tarvittavat varusteet Kiinteistö liitetään pumppaamoon yleensä 110 PVC (HTP) viettoviemärillä. Viettoviemäri asennetaan kaltevuuteen 2 %. Viettoviemäri varustetaan tarkistushaaralla huoltotöiden helpottamiseksi. Kiinteistökohtaisten pumppaamojen tulee olla varustettu ylivuotoputkella ja takaiskuventtiilillä. Ylivuotoputken vesijuoksun tulisi sijaita yhden metrin viemäröintitason alapuolella. Ylivuoto voidaan asentaa myös tuloviemäriin. Pienpaineviemärijärjestelmän putkistot toteutetaan yleensä 40 110 PEH-10 putkilla. Liitokset toteutetaan samalla periaatteella mitä vesijohtoverkostossakin. Putkikokoja 40 110 PEH-10 löytyy kiepissä ja jatkoliitokset tehdään joko puskuhitsaamalla tai hitsausmuhvilla. Tonttihaaran ja runkolinjan liitos toteutetaan yleensä porasatulalla.
Kai Saralehto Kiinteistökohtainen paineviemärijärjestelmä 4/6 Tonttihaaran ja runkolinjan liitokseen sekä kahden runkolinjan liitokseen asennetaan sulkuventtiili (kumiluistiventtiili). Joissain tapauksissa liitoskohtaan on haluttu asentaa myös takaiskuventtiili, vaikka kiinteistökohtaiset pumppaamot on varustettu sellaisella. Takaiskuventtiili pitäisi asentaa kaivoon, joka taas lisää liitoskohdan kustannuksia. Takaiskuventtiileitä on asennettu myös suoraan kaivantoon, mutta se hankaloittaa niiden huoltoa. Järjestelmän laitteet on esitetty periaatekuvassa 2.2 ja runkolinjan liitos kuvassa 2.3. Kuva 2.2. Periaatekuva paineviemärilinjan putkistoista ja laitteista. Kuva 2.3. Liitos runkolinjaan.
Kai Saralehto Kiinteistökohtainen paineviemärijärjestelmä 5/6 2.2.4 Paineviemärikaivannot Paineviemäri rakennetaan maaston muotoja mukaillen, jolloin kaivuukustannukset ovat pienempiä. Kallioisilla alueilla putkilinja voidaan varustaa saattolämmityksellä, jos viemäriä ei voida tai sitä ei haluta perustaa roudattomaan syvyyteen. Samaan kaivantoon paineviemärin kanssa voidaan asentaa myös vesijohto. Putkikaivanto paineviemäriä ja vesijohtoa varten voidaan tehdä salaojakoneella tai telakaivinkoneella liikennealueiden ulkopuolella esimerkiksi peltoalueella. Edellytyksenä on, että putki on yhteenhitsattua PN 10 luokan paineputkea (putkikoko d e 160) ja asennusalustan sekä alkutäytön maaperävaatimukset täyttyvät. Perusmaa voi tällöin olla rakeisuusvaatimukset täyttävää hiekkaa, soraa, hiekka- tai soramoreenia, savea tai silttiä. Perusmaan kivettömyys on varmistettava koko asennusalustan ja alkutäytön osalta. Muoviputkien alla tasauskerroksena käytettävän luonnonkiviaineksen suurin sallittu raekoko on 10 % putken nimellismitasta. Jos putken ulkohalkaisija on alle 200 mm, suurin sallittu raekoko on aina 20 mm. Jos putken ulkohalkaisija on yli 600 mm, suurin sallittu raekoko on aina 60 mm (RIL 77-1990). Johdot voidaan asentaa samaan kaivantoon rakennuttajan hyväksyessä asennustavan. Työohjeissa esitetty putkien välinen etäisyysvaatimus on 200 mm. Putkien ollessa kiinni toisissaan, jälkiliittyminen voi hankaloitua. Teiden (kantateiden) alitukset tehdään useimmiten tunkkaamalla eli tien ali tunkataan suojaputki (ruostumatonta terästä) ja viemäri ja/tai vesijohto asennetaan suojaputkeen keskitysrenkaiden avulla. Tiepiirin vaatimuksista riippuen tienalitus voidaan joutua varustamaan venttiilillä ja tyhjennyspäädyllä tai kaivolla. Kuva 2.4. Kaivantotyyppejä.
Kai Saralehto Kiinteistökohtainen paineviemärijärjestelmä 6/6 2.3 Suunnitteluasiakirjat Suunnittelun tasosta ja sisällöstä sovitaan etukäteen asiakkaan kanssa. Kiinteistökohtainen paineviemärijärjestelmä voidaan joissain tapauksissa suunnitella siten, että linjoista ei laadita lainkaan esim. pituuspoikkileikkauksia. Pohjatutkimuksia alueella kannattaa kuitenkin tehdä aina. Perussääntönä voidaan pitää, että minkä suunnittelussa säästää sen joutuu rakennuskustannuksissa maksamaan. Yleensä paineviemärijärjestelmistä laadittavat suunnitelmat ovat sisällöltään yhtä kattavat mitä muutkin kunnallistekniikan suunnitelmat. Paineviemärijärjestelmästä laadittavat suunnitteluasiakirjat: Suunnitelmaselostus - Hankkeen yleiskuvaus - Osapuolten yhteystiedot - Järjestelmän mitoitus - Mitoituksessa käytetty pumpputyyppi/tyypit Maarakennustyöselitys (KT 02 mukainen) Suunnitelmapiirustukset - yleiskartta - asemapiirros - pituusleikkaukset - tarvittaessa poikkileikkaukset - periaatepiirrokset kaivannoista - periaatepiirros teiden alituksista - kaivokortit - pumppaamoiden periaatepiirrokset - muut tarvittavat detaljikuvat - tarjouspyyntö ja urakka-asiakirjat Kai Saralehto ins. AMK LÄHTEET Kiinteistökohtainen paineviemärijärjestelmä, vesi- ja viemärilaitoksen monistesarja nro 13, Helsinki 2003, Uudenmaan ympäristökeskus ja Vesi- ja viemärilaitosyhdistys Kunnallisteknisten töiden yleinen työselitys 02. Kaupunkiliitto. Maahan ja veteen asennettavat kestomuoviputket. Asennusohjeet. RIL 77-1990 Vesijohtojen ja viemäreiden suunnittelu, Kaupunkiliiton julkaisu B 63, Helsinki 1979