Odwadnianie budynków za pomocą drenażu opaskowego

***
W artykule opisano specyfikę drenażu budynków oraz warunki sprzyjające jego wykonaniu. Przedstawiono klasyfikację wodo­przepuszczalności gruntu oraz elementy, z których składa się system drenażowy.

Drainage of buildings using perimeter drain

The article describes the specificity of building drainage and the conditions conducive to its implementation. The classification of soil water permeability and the elements that make up the drainage system are presented.
***

Szczególnym typem odwodnienia gruntu jest drenaż pierścieniowy okólny lub opaskowy, polegający na ułożeniu wokół odwadnianego obiektu budowlanego (poniżej najwyższego przewidywanego poziomu wody w kolektorze lub studni zbiorczej) sączków osuszających, połączonych ze studzienkami kontrolnymi oraz studnią zbiorczą (RYS. 1). Zazwyczaj drenaż stosowany jest do odwodnienia stałego budowli [1–2].

Woda w różnych postaciach obecna w gruncie może wywierać zróżnicowane obciążenia na konstrukcję budynku oraz jego hydroizolację. Ilość wody znajdującej się w podłożu zmienia się w czasie i uzależniona jest od ilości i intensywności opadów atmosferycznych, wielkości i położenia zlewni, przepuszczalności i kolejności warstw gruntu, jak również nachylenia terenu. Jeśli hydroizolacja okaże się nieskuteczna, wynikiem są kosztowne naprawy elementów konstrukcyjnych. Dlatego w wybranych przypadkach dąży się do tego, aby wyeliminować, a przynajmniej zredukować działanie na konstrukcję wody mogącej wywierać ciśnienie hydrostatyczne [2].

Poznaj też: Przyczyny zawilgacania budynków

Drenaż jest znaną i przede wszystkim sprawdzoną metodą znacznego zmniejszenia obciążenia wodą elementów budynków stykających się z gruntem, a tym samym zminimalizowania ryzyka uszkodzeń spowodowanych wilgocią. Jego zadaniem jest zapobieganie spiętrzaniu się wody infiltracyjnej, które może wystąpić w przypadku gruntów o niewielkiej przepuszczalności, oraz gromadzeniu się spływającej wody artezyjskiej (np. w przypadku budynków na zboczach) [3]. Niedopuszczalne jest natomiast odprowadzanie do drenażu wody innej niż pochodząca z gruntu w bezpośrednim sąsiedztwie budynku – wody pochodzące z odwodnienia dachu rurami spustowymi, odpływów podłogowych, ze spoczników schodów w piwnicy itp. nie mogą być gromadzone i odprowadzane przez drenaż [2, 4, 5].

Efekt działania drenażu mylony jest często z efektem rowu wentylacyjnego. Szczególnie przy renowacji starych budynków, np. gdy ze względów konserwatorskich lub kosztowych nie wykonuje się przepony poziomej oraz hydroizolacji pionowych, a zadanie ochrony przed wodą bywa „cedowane” na drenaż. Tymczasem zadaniem drenażu jest jedynie ograniczenie ilości wody w gruncie w bezpośrednim sąsiedztwie budynku – nie może on zapewnić ani osuszenia gruntu, ani tym bardziej przegrody w nim zagłębionej – systemy odwadniające nie mogą zastąpić hydroizolacji budynku [2, 4].

Pierwszymi, a zarazem najważniejszymi pytaniami, jakie należy zadać przed przystąpieniem do projektowania i wykonywania drenażu, jest to, czy instalacja jest technicznie i ekonomicznie uzasadniona, czy jest w ogóle konieczna, a ponadto możliwa. Decyzja ta zależy przed wszystkim od [2, 5]:

• rodzaju, uwarstwienia oraz przepuszczalności gruntu,
• ukształtowania terenu,
• wielkości opadów,
• występowania warstw wodonośnych i przewidywanego poziomu wód gruntowych,
• składu chemicznego wody (opcjonalnie).

Nie mniej istotne (szczególnie w zabudowie miejskiej) jest ustalenie, czy możliwe będzie odprowadzenie wody drenażowej, np. do kanalizacji deszczowej. W sytuacji, gdy podłączenie do kolektora kanalizacyjnego nie jest możliwe, należy zastosować rozwiązania alternatywne [2].

Drenaż budynków najlepiej sprawdza się w przypadku obiektów posadowionych na skarpach, tj. takich, które są „wbudowane” w przepływ wód podziemnych (RYS. 2, RYS. 4), oraz w przypadku budynków posadowionych w obszarze gruntów słabo przepuszczalnych, gdzie może dochodzić do spiętrzania się wody infiltracyjnej oraz powstawania cofek (RYS. 3, RYS. 5) [6].

Jeżeli mamy do czynienia z obciążeniem wilgotnością gruntu, wykonywanie drenażu jest bezcelowe, ponieważ wody znajdującej się w gruncie – związanej kapilarnie i pod wpływem sił kapilarnych transportowanej wbrew działaniu siły grawitacji – nie można odprowadzić przez drenaż.

W sytuacji, gdy poziom wód gruntowych czasowo lub na stale występuje powyżej poziomu posadowienia (konstrukcja jest zanurzona w wodach gruntowych), należy zaprojektować i wykonać hydroizolację przeciwwodną – w takim wypadku instalacja systemu odwadniającego również jest bezcelowa, ponieważ woda obecna w gruncie nie może, a nawet nie powinna zostać odprowadzona z gruntu.

Głównym obszarem zastosowania drenażu pozostaje zatem zapobieganie spiętrzaniu się wody (tj. ukierunkowane i szybkie usuwanie występującej w gruncie wody infiltracyjnej oraz artezyjskiej), a tym samym powstawaniu ciśnienia hydrostatycznego, które mogłoby oddziaływać na konstrukcję oraz hydroizolację budynku [2, 5, 6].

Podobnie jak w przypadku budynków nowo wznoszonych, w poddawanych renowacji zawilgoconych budynkach istniejących drenaż (zgodnie z normą DIN 18533-1 [8]) stosowany jest, aby zapobiegać oddziaływaniu na budynek i jego hydroizolację ciśnienia hydrostatycznego, dzięki czemu hydroizolacja budynku nie musi być projektowana i wykonywana jako uszczelnienie odporne na działanie wody pod ciśnieniem (izolacja wodochronna). Celem zastosowania systemu odwadniającego w ogólnej koncepcji hydroizolacji budynku jest zatem zaplanowanie i wykonanie takiego systemu zabezpieczającego przed zawilgoceniem, który jest mniej skomplikowany i łatwiejszy w realizacji, ale nadal może zagwarantować bezpieczeństwo funkcjonalne przy niższych kosztach realizacji inwestycji.

W przypadku renowacji budynków istniejących systemy drenujące stosuje się głównie wtedy, gdy pomimo warunków gruntowych nie można wykonać hydroizolacji przeciw wodzie pod ciśnieniem przy rozsądnym poziomie nakładów technicznych i ekonomicznych. Większość metod wykonywania wtórnych hydroizolacji poziomych nie nadaje się do stosowania w obszarze działania wody wywierającej ciśnienie hydrostatyczne. Pod tym względem drenaż pełni w tym wypadku bardziej rozbudowaną funkcję niż w przypadku budynków nowo wznoszonych [2].

Głównymi obszarami zastosowań drenażu są zatem przypadki obciążenia niespiętrzającą się wodą infiltracyjną oraz wodą nienapierającą. Drenaż przejmuje w tym wypadku zadanie odprowadzenia wody infiltracyjnej pochodzącej z opadów atmosferycznych na grunt słabo przepuszczalny. Określenie wodoprzepuszczalności różnych typów gruntów ma zatem szczególne znaczenie. Przepuszczalność gruntu określa się ilościowo za pomocą tzw. współczynnika przepuszczalności k (TABELA 1) – ogólnie rzecz biorąc, im grubsze uziarnienie gruntu, tym większa jest jego wodoprzepuszczalność [5].

Ponieważ wykonanie drenażu pozwala zapobiec spiętrzaniu się wody (powierzchniowej, infiltrującej oraz artezyjskiej), a tym samym wywieraniu ciśnienia hydrostatycznego wody na hydroizolację i/lub konstrukcję, system odwadniający ma za zadanie nie tyle zarządzanie odwodnieniem gruntu w bezpośrednim sąsiedztwie budynku, ale zapewnienie założonego przypadku obciążenia wodą.

Przepuszczalność gruntu decyduje o tym, czy istnieje konieczność wykonania drenażu. Z kolei wykonanie drenażu decyduje o tym, jaki przypadek obciążenia należy przyjąć przy projektowaniu i wykonaniu hydroizolacji – czy będzie to obciążenie niespiętrzającą się (przy wykonaniu drenażu), czy też spiętrzającą się wodą infiltracyjną (bez drenażu), co ma bezpośredni wpływ przede wszystkim na rodzaj uszczelnienia pionowego. W każdym przypadku należy upewnić się, że nie dochodzi do cofki w systemie odwadniającym [5].

Zasada działania drenażu polega na tym, że występującą w gruncie wodę infiltracyjną lub warstwową należy poprzez warstwę rozsączającą doprowadzić do rury drenażowej. System ma na celu zapobieganie tworzeniu się zastoin wody infiltracyjnej z jednej strony, z drugiej musi on zapobiegać przed przenikaniem drobnych cząstek znajdujących się w gruncie, co może prowadzić do obniżenia, a nawet całkowitej utraty drożności przez instalację odwadniającą. Aby zapewnić długotrwałą funkcjonalność systemu, warstwa drenująca musi być ze wszystkich stron w odpowiedni sposób zabezpieczona przed wnikaniem drobnych składników gruntu [2, 5, 6].

Najczęstszy przypadek zastosowania drenażu służy do odwodnienia pionowych powierzchni zewnętrznych elementów budynku stykających się z gruntem. Drenaż nad elementami zagłębionymi w gruncie dotyczy z reguły stropów w garażach podziemnych oraz dachów zielonych, natomiast drenaż pod elementami stykającymi się z gruntem odwodnienia pod płytą fundamentową (oba te przypadki w zdecydowanej większości dotyczą budynków nowo wznoszonych) [5].

System drenażowy z reguły składa się z [4–6]:

• płaskich warstw drenujących układanych przy ścianach, pod płytami fundamentowymi lub na elementach przykrytych gruntem,
• warstw filtrującej i rozsączającej oraz rur drenażowych,
• studni kontrolnych i kontrolno-wyczystnych,
• studni zbiorczej,
• studni chłonnej, drenażu rozsączającego lub przyłącza do kolektora kanalizacji deszczowej.

Warstwa rozsączająca ma za zadanie skierować wodę płynącą w kierunku budynku do ciągu drenarskiego w taki sposób, aby woda nie wywierała ciśnienia hydrostatycznego na budynek lub jego uszczelnienie (RYS. 5). W tym celu stosuje się mieszanki piaskowo­ żwirowe oraz elementy drenażowe (elementy wodoprzepuszczalne, płyty lub maty drenażowe) – pojedyncze lub złożone (TABELA 2).

Nieodzownym elementem systemu drenażowego są warstwy filtrujące, układane na styku systemu z otaczającym gruntem. Ich zadaniem jest zapewnienie przepuszczania wody z gruntu przy jednoczesnym zapobieganiu wypłukiwania drobnych cząstek gruntu, aby nie dostały się one do warstwy rozsączającej i nie zatykały jej. Tę rolę może spełniać np. włóknina filtracyjna (geowłóknina), względnie materiały, które spełniają zarówno funkcję warstwy filtrującej, jak i warstwy rozsączającej (nazywane filtrami mieszanymi). Woda wpływająca na konstrukcję odprowadzana jest pionową warstwą drenującą w obszarze zewnętrznych ścian piwnicy (drenażem ściennym) do ciągu drenarskiego. Rolę drenażu ściennego może pełnić mieszanka filtracyjna (RYS. 5), jednak obecnie najczęściej stosowane są elementy złożone np. z folii wytłaczanej ze zintegrowaną warstwą filtrującą (pełniące częstokroć również rolę ochrony hydroizolacji przed uszkodzeniami mechanicznymi [10]) lub płyty ochronne z funkcją termoizolacji i drenażu składające się np. z płyty termoizolacyjnej z wyfrezowanymi w niej (od strony gruntu) rowkami o orientacji pionowej, która jest pokryta włókniną poliestrową o drobnych oczkach (RYS. 6). Składające się na ciągi drenarskie rury drenażowe (nazywane również sączkami) znajdują się obok fundamentu i są otoczone obsypką (żwirem drenażowym). System odwadniający musi otaczać lub przykrywać wszystkie elementy mające kontakt z gruntem [4–6, 11].

Ciągi drenarskie mają zazwyczaj przekrój okrągły i wyposażone są w szczeliny wlotowe lub mają strukturę porowatą. Mogą być wykonane z rur betonowych, kamionkowych lub ceramicznych, jednak z uwagi na swoją elastyczność i łatwość układania, w ostatnich latach największą popularnością cieszą się rury drenażowe wykonane z tworzyw sztucznych. Rury są z reguły układane na stabilnym podłożu (podsypce żwirowej lub podkładzie betonowym) o nachyleniu od 0,5 do 2,0%.

Aby zapewnić odprowadzanie wody z warstwy drenażowej bez cofki, rurę drenażową należy układać w wypełnieniu mineralnym z kruszywa płukanego ze wszystkich stron zabezpieczonym włókniną filtrującą (tzw. skrzyni żwirowej). Warstwa poniżej sączka powinna mieć grubość co najmniej 10 cm w przypadku kruszywa o uziarnieniu 8/16 mm, a w przypadku kruszywa 0/8 lub 0/32 mm nie mniejszą niż 15 cm. W przypadku zastosowania kruszywa 0/8 lub 0/32 mm można stosować wyłącznie rury drenażowe o maksymalnym otworze dopływu wody 1,2 mm i powierzchni dopływu wody co najmniej 20 cm² na metr długości rury. Pionowe warstwy drenujące (płyty i maty drenażowe) powinny obejmować wszystkie powierzchnie ścian stykających się z gruntem, być zagłębione w obsypkę ze żwiru drenażowego na co najmniej 30 cm oraz sięgać nie niżej niż 15 cm poniżej powierzchni terenu (RYS. 7 i 8) [4, 5].

Przy każdej zmianie kierunku ciągu drenarskiego lub w odstępach ok. 20 m należy przewidzieć studzienkę do płukania i rewizji. Przy czym w przypadku renowacji zawilgoconych budynków istniejących – ze względu na mniejsze przesunięcia i nie zawsze prostokątne rzuty kondygnacji – zasadę tę stosuje się jedynie w przypadku zmian kierunku o więcej niż 45° i w sytuacji „załamania” poniżej 45° odstępuje się od instalowania studni kontrolno-wyczystnych. W punktach najwyższym i najniższym (maksymalna odległość ok. 60 m) również usytuowane są studzienki kontrolno-wyczystne lub zbiorcze [4, 5]. Najwyższy punkt wierzchołka rury nie powinien znajdować się nad górną krawędzią fundamentu ani nad najniższym poziomym uszczelnieniem ściany (RYS. 9).

Rura nie powinna również w żadnym miejscu schodzić poniżej fundamentu (RYS. 10) – odstępstwo od tej zasady wymaga przeprowadzenia specjalnych badań, które potwierdziłyby brak ryzyka wystąpienia sufozji (wypłukiwania drobnych cząstek gruntu przez wodę). Szczególnie w przypadku budynków istniejących należy zwrócić szczególną uwagę, czy wysokość fundamentów oraz poziom wykonania wtórnych hydroizolacji poziomych pozwala na zachowanie odpowiednich wysokości elementów systemu oraz wymaganych spadków ciągów drenarskich – w poszczególnych przypadkach może okazać się konieczne zaprojektowanie i wykonanie dodatkowych konstrukcji specjalnych [2, 4, 7].

W najniższym punkcie ciągu drenarskiego woda wprowadzana jest do studni zbiorczej, skąd jest następnie pompowana do kolektora kanalizacyjnego. Jeśli odprowadzenie do kanalizacji deszczowej nie jest możliwe, gromadząca się woda kierowana jest do studni chłonnej (RYS. 11) – rzadziej do drenażu rozsączającego (RYS. 12), a stamtąd wprowadzana do wód gruntowych. Studnię chłonną należy wypełnić materiałami gruboziarnistymi, których uziarnienie zmniejsza się od dołu do góry. Warstwa wierzchnia powinna składać się z drobnego piasku, mieć wysokość co najmniej 500 mm i być zabezpieczona przed wymywaniem np. za pomocą płyt kamiennych (tzw. odbijacza). Odległość dna szybu od lustra wody gruntowej powinna wynosić co najmniej 1 m [6].

Ilość wody w odbiorniku powinna być regulowana w taki sposób, aby nie mogło dojść do wystąpienia cofki nawet przy jego nadmiernym wypełnieniu. Wymaga to połączenia ze swobodnym spadkiem do otwartego odbiornika wody lub do kanalizacji deszczowej, co z kolei związane jest z koniecznością zainstalowania klap zwrotnych lub zastosowania pomp zatapialnych (przy czym to drugie rozwiązanie – z uwagi na wysokie koszty łączne, wymagane zabezpieczenie zasilania awaryjnego oraz wysokie zagrożenie w przypadku awarii – nie jest zalecane) [5].

Przy projektowaniu i wykonywaniu drenażu w ramach renowacji budynków istniejących należy szczególną uwagę zwrócić na następujące aspekty [2]:

• należy uzyskać informacje o najwyższym notowanym w przeszłości, jak również przewidywanym w przyszłości poziomie wód gruntowych,
• wszystkie zagłębione w gruncie elementy budynku narażone na działanie wody wywierającej ciśnienie należy na poziomie fundamentu otoczyć elementami systemu drenującego (w miarę możliwości w formie drenażu opaskowego),
• elementy systemu drenażowego (w tym również podsypka rur drenarskich) nie mogą znaleźć się poniżej poziomu posadowienia fundamentu, aby w żadnym miejscu nie została naruszona stabilność budynku,
• górny poziom ciągu drenarskiego nie może w żadnym miejscu znajdować się powyżej górnej krawędzi fundamentu lub najniższej przepony poziomej przewidzianej w koncepcji uszczelnienia,
• należy przestrzegać minimalnych wymiarów warstwy rozsączającej (podsypki i osypki) wokół rur drenażowych,
• należy stosować sprawdzone rozwiązania systemowe pochodzące od jednego producenta,
• należy zachowywać minimalne nachylenie (0,5%) ciągu drenarskiego, a jeśli to tylko możliwe, stosować spadek 1%,
• pionowa warstwa drenująca powinna obejmować obszar całego chronionego elementu, tj. od poziomu terenu do poziomu ciągu drenarskiego,
• warstwa rozsączająca musi być otoczona ze wszystkich stron i na całej powierzchni odpowiednią warstwą filtrującą, aby zapobiec zanieczyszczaniu drobnymi składnikami,
• należy stosować takie materiały, aby oprócz funkcjonalności drenażu zapewnić również odporność na działanie mrozu oraz przerastanie korzeni,
• wszystkie studzienki należy zaprojektować tak, aby umożliwić ich rewizję,
• należy przewidzieć odpowiednie środki ostrożności na wypadek wystąpienia cofki.

Aby system odwadniający okazał się funkcjonalny, musi nie tylko zostać odpowiednio – tj. z uwzględnieniem warunków lokalnych – zaplanowany oraz profesjonalnie zainstalowany, ale przede wszystkim musi być (poprzez regularną konserwację) zapewniona funkcjonalność systemu drenażowego. Za utrzymanie systemu drenażowego odpowiada właściciel lub zarządca obiektu.

Ponieważ drożność rur drenarskich może ulec pogorszeniu w wyniku powstawania osadów, stan i funkcjonalność drenażu należy regularnie kontrolować. Z praktycznego doświadczenia wynika, że studzienki płuczące i kontrolne należy co sześć miesięcy poddawać oględzinom pod kątem powstawania osadów, poprzez wykonanie swobodnego zrzutu do naturalnych/sztucznych zbiorników wodnych oraz wizualną kontrolę odpływu. Również odpływ do publicznej kanalizacji deszczowej (wraz z jego z zabezpieczeniem przed przepływem zwrotnym) należy co sześć miesięcy kontrolować przez wykonanie oględzin.

Zaleca się również co osiem lat (pod warunkiem że w trakcie kontroli półrocznej nie stwierdzono nieprawidłowości) zlecić odpowiednio wyspecjalizowanym serwisantom kontrolę wizualną rur drenujących.

Jeżeli w studzienkach kontrolnych znajdują się osad i spieki przypominające piasek (wapno, gips itp.), należy je oczyścić za pomocą spłukiwania pod wysokim ciśnieniem. Alternatywnie, do usunięcia tych lub podobnych osadów można również zastosować mechaniczne środki wspomagające płukanie (np. obracające się główki szczotek) [2, 4, 5].

Literatura

 1. W. Skowroński, „Ilustrowany leksykon architektoniczno­ budowlany”, Arkady, Warszawa 2008.
 2. J. Weber, C. Hecht, U. Steinert, E. Bromm, „Flankierende Maßnahmen” [w:] Weber J. (red.), „Bauwerksabdichtung in der Altbausanierung: Verfahren und juristische Betrachtungsweise”, Springer Vieweg, Wiesbaden, 2018, s. 645–682.
 3. Z. Wiłun, „Zarys geotechniki”, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 2000.
 4. M. Balak, A. Pech, „Mauerwerkstrockenlegung: Von den Grundlagen zur praktischen Anwendung”, Birkhäuser Verlag GmbH, Basel 2017.
 5. F. Frössel, „Mauerwerkstrockenlegung und Kellersanierung. Wenn das Haus nasse Füße hat”, Fraunhofer IRB Verlag, Stuttgart 2012.
 6. E. Cziesielski, „Planung bituminöser Abdichtungen” [w:] E. Cziesielski (red.) „Lufsky Bauwerksabdichtung, Teubner”, Wiesbaden 2006, s. 74–154.
 7. R. Wójcik, „Ochrona budynków przed wilgocią i wodą gruntową” [w:] P. Klemm (red.), „Budownictwo ogólne t. 2. Fizyka budowli”, Arkady, Warszawa 2005, s. 913–981.
 8. DIN 18533-1, „Abdichtung von erdberührten Bauteilen – Teil 1: Anforderungen, Planungs- und Ausführungsgrundsätze”.
 9. DIN 18130-1, „Baugrund – Untersuchung von Bodenproben; Bestimmung des Wasserdurchlässigkeitsbeiwerts – Teil 1: Laborversuche”.
10. B. Monczyński, „Ochrona hydroizolacji wtórnych przyziemnej części budynku”, „IZOLACJE” 2/2023, s. 72–78.
11. H. Klopfer, „Werkstoffe zur Bauwerksabdichtung” [w:] E. Cziesielski (red.) „Lufsky Bauwerksabdichtung”, Teubner, Wiesbaden 2006, s. 27–73.