Regenwaterrecuperatie Confederatie Bouw 20 januari 2015

Regenwaterrecuperatie Confederatie Bouw 20 januari 2015

L. Vos Laboratorium Watertechnieken [email protected] Met de steun van de Normen-Antenne H2O & Daken (www.normen.be)

20/01/2015- Pagina 1

Hemelwaterinstallatie Inhoud ◘  Systemen ◘  Recuperatie §  §  §  § 

Voorfilter Reservoir Rustige toevoer Overloop

◘  Distributie §  §  §  § 

Pomp Aanzuiging Distributieleiding Bijvulsysteem

◘  Dimensionering reservoir ◘  Hemelwaterkwaliteit 20/01/2015- Pagina 2

Hemelwaterinstallatie Systemen

Gedwongen circulatie §  Reservoir lager dan gebruikspunten §  Pomp nodig §  Meest gebruikt

Natuurlijke circulatie §  Reservoir hoger dan gebruikspunten §  Er wordt gerekend op de zwaartekracht §  Zelden mogelijk

20/01/2015- Pagina 3

Hemelwaterinstallatie Principe Voorbeeld

Principeschema 1.  Hemelwaterafvoerleiding Recuperatie 2.  Reservoir 3.  Voorfilter 4.  Rustige toevoer 5.  Overloop Distributie 6.  Pomp (+ Bijvulling) 7.  Aanzuigleiding 8.  Distributieleiding

20/01/2015- Pagina 4

Recuperatie Voorfilter ◘  Bovengronds §  In standleiding §  Vooral renovatie/tuinhuis

0.3 à 0.5 mm

◘  Ondergronds §  In collector §  In reservoir

0.2 à 0.5 mm 20/01/2015- Pagina 5

Recuperatie Voorfilter ◘  Principe §  1 x aanvoer ▪  ongefilterd hemelwater

§  2 x afvoer ▪  Gefilterd hemelwater ▪  Vuil en restwater

Bron: GEP

20/01/2015- Pagina 6

Recuperatie Voorfilter ◘  Rendement kan getest worden (bv. DIN 1989-2) §  Er bestaat geen officiële testprocedure/rendementseis 100 90 80

rende me nt e n %

70 60 Préfiltre B014 Poly. (Préfiltre B014)

50 40

Voorbeeld test cycloonfilter

30 20 10 0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Débit moyen en l/s

20/01/2015- Pagina 7

Recuperatie Voorfilter ◘  Reiniging §  Alle filters moeten gereinigd worden, ook zelfreinigende §  Handmatig ▪  Woningbouw

§  Met automatische filtersproeier ▪  Woningbouw ▪  Utiliteitsbouw

Bron: GEP 20/01/2015- Pagina 8

Recuperatie Reservoir ◘  In situ gemetst of in beton gegoten §  Delen van (kruip)kelder inrichten als wateropslag

◘  Geprefabriceerde betonnen put §  Ingegraven

◘  Geprefabriceerde kunststoffen tank §  Ingegraven (verstevigingsribben) §  Binnen gebouw

◘  Soepele waterzak in kunststof met waterschacht §  In (kruip)kelder

20/01/2015- Pagina 9

Recuperatie Reservoir ◘  Beton §  Volume: standaard 1500-20000 liter §  Bodem en bovenzijde gewapend, waterdichtheidseisen,… ▪  PTV 114 (Technische Voorschriften) geldig

◘  Kunststof §  Volume: tot ca. 9000 liter §  Waterzak: meestal op maat gemaakt §  Sommige modellen ter plekke te monteren

Bron: Graf

◘  In utiliteitsbouw worden reservoirs vaak gekoppeld of op maat gemaakt 20/01/2015- Pagina 10

Recuperatie Reservoir ◘  Water koel en donker opslaan §  Ontwikkeling algen/bacteriën voorkomen

◘  Beluchting! §  Onder-/overdrukken in reservoir voorkomen §  Via mangat of aparte leiding

20/01/2015- Pagina 11

Recuperatie Rustige toevoer in reservoir ◘  Voorkomen dat vuil op wateroppervlak geroerd wordt of sedimentlaag op bodem opwervelt ◘  Betere verdeling zuurstof in reservoir

In situ montage

Geprefabriceerd

20/01/2015- Pagina 12

Recuperatie Overloop ◘  Afvoeren van het teveel aan hemelwater ◘  Combinatie mogelijk met §  Sifon §  Ongedierteschot (‘rattenklep’) §  Terugslagklep ▪  Facultatief: Geïntegreerde alarmfunctie

Voorbeeld van combinatie 20/01/2015- Pagina 13

Distributie Pomp ◘  Droge opstelling §  Buiten reservoir §  Zuigerpompen (pistonpompen) ▪  Minder gebruikt voor hemelwatertoepassing

§  Centrifugaalpompen

Bron: Wilo

◘  Natte opstelling §  In reservoir §  Dompelpompen

◘  Roestvast materiaal

20/01/2015- Pagina 14

Distributie Pomp ◘  Centrifugaalpomp meest gebruikt voor hemelwatertoepassing Onderdelen 1a, 3, 5: pomphuis 2: waaier 4: asafdichting 6: draaias

◘  Aanvullingen §  Drukmeter §  storingsmelder 20/01/2015- Pagina 15

Distributie Pomp ◘  Utiliteitsbouw §  Minstens 1 extra pomp wordt in parallel geïnstalleerd om de bedrijfszekerheid te garanderen §  Benodigde debiet moet nog geleverd kunnen worden wanneer 1 pomp buiten gebruik is!

Voorbeeld: parallelschakelschakeling van 2 identieke pompen Bron: Grundfos 20/01/2015- Pagina 16

Distributie Aanzuiging ◘  Vast punt of aan uiteinde flexibele slang ◘  Niet in de buurt van de toevoer om kortsluitstroming te voorkomen

Bron: NF P 16-005 20/01/2015- Pagina 17

Distributie Aanzuiging ◘  Filterkorf: 0.4 à 1 mm ◘  Voorkomen dat lucht kan aangezogen worden tussen aanzuigslang en aanzuigleiding (droogdraaien pomp) ◘  Vorstvrije plaatsing ◘  Voetklep = terugslagklep aan het uiteinde van de aanzuiging die verhindert dat de leiding kan leeglopen wanneer de pomp afslaat ◘  Opmerking §  Geen aanzuigslang/aanzuigleiding bij dompelpompen, enkel leidingen aan de perszijde 20/01/2015- Pagina 18

Distributie Distributieleiding ◘  Behalve gegalvaniseerd staal, kunnen alle materialen voor drinkwaterleidingen ook gebruikt worden voor hemelwaterleidingen ◘  Labels of markering voorzien voor drinkwater- en hemelwaterleidingen ◘  Optioneel fijnfilter in distributieleiding: 50 à 100 µm ◘  Pictogram aan hemelwatertappunten

20/01/2015- Pagina 19

Distributie Bijvulsysteem ◘  3 manieren om tekort bij te vullen met drinkwater §  Manuele of automatische bijvulling van het reservoir via een onderbroken systeem met trechter §  Pomp wisselt via een automatisch omschakelsysteem van aanzuigleiding §  Omschakeling via een tweede leidingnet

20/01/2015- Pagina 20

Distributie Bijvulsysteem ◘  Bijvulling via onderbroken systeem met trechter Bron: GEP

Voorbeeld onderbroken systeem met trechter en vlotterschakelaar

Bron: SVW 20/01/2015- Pagina 21

Distributie Bijvulsysteem ◘  Pomp wisselt van aanzuigleiding

Bron: Wilo

Bron: SVW 20/01/2015- Pagina 22

Distributie Bijvulsysteem ◘  Pomp wisselt van aanzuigleiding

Verdeelleiding Niveaumeter = aangesloten op niveausensor (of vlotterschakelaar) Pomp Aansluiting niveausensor

Toevoer drinkwater

Breaktank Sturing mengkraan

20/01/2015- Pagina 23

Distributie Bijvulsysteem ◘  Omschakeling via een tweede leidingnet

Bron: Belgaqua

Bron: SVW 20/01/2015- Pagina 24

Distributie Bijvulsysteem ◘  Speciaal geval: hybride systemen §  Toepassing: utiliteitsbouw §  Extra tank van ca. 500 à 5000 liter §  Tank = schakel tussen het reservoir en de pomp ▪  Aanzuiging en bijvulling via de extra tank

Bron: Wilo

Bron: GEP 20/01/2015- Pagina 25

Distributie Bijvulsysteem ◘  Bijvulling conform NBN EN 1717 §  Verbindingen tussen hemelwater- en drinkwatercircuit zijn niet toegelaten

Bron: Belgaqua

20/01/2015- Pagina 26

Distributie Bijvulsysteem ◘  Bijvulling conform NBN EN 1717 §  Onderbreking van minimaal 2 cm nodig tussen het uiteinde van de drinkwatertoevoer en het hoogst mogelijke waterniveau in het hemelwatersysteem ▪  Trechter: type beveiliging AA ▪  Breaktank: type beveiliging AA of AB

Bron: Belgaqua 20/01/2015- Pagina 27

Dimensionering reservoir Principe ◘  Volume reservoir wordt bepaald door §  Aanbod aan hemelwater (= neerslag) §  Vraag naar hemelwater (= gebruik)

◘  Waterbalans opstellen = aanbod en vraag in evenwicht brengen

20/01/2015- Pagina 28

Dimensionering reservoir Eenvoudige methode 𝑵𝒖𝒕𝒕𝒊𝒈  𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆  =  𝒎𝒊𝒏𝒊𝒎𝒖𝒎  (𝑨𝒂𝒏𝒃𝒐𝒅  𝒐𝒇  𝑽𝒓𝒂𝒂𝒈)  𝒙  𝟎.𝟎𝟔

◘  Nuttig volume = volume in reservoir tot overloopniveau ◘  Nuttig volume ≠ volledige inhoud reservoir!

20/01/2015- Pagina 29

Dimensionering reservoir Uitgebreide methode ◘  Dimensionering nuttig volume = resultaat van een simulatie waarbij gebruik gemaakt wordt van dagelijkse neerslaggegevens van een aantal opeenvolgende jaren (3, 5, 20, 30,…jaren) ◘  Simulatie is aanbevolen in volgende gevallen §  Vraag is onregelmatig (meestal niet-huishoudelijk gebruik) §  Aanbod is onregelmatig (bv. groendaken) §  Complexe systemen (bv. industriële toepassing)

20/01/2015- Pagina 30

Dimensionering reservoir Uitgebreide methode ◘  Voor iedere dag wordt berekend hoeveel hemelwater §  in het reservoir is bij aanvang (Qstart) §  In het reservoir stroomt (Qin) §  Uit het reservoir genomen wordt (Qout) §  Er tekort is (ΔQ) §  In het reservoir overblijft (Qrest) ◘  Vulling reservoir bij aanvang simulatie is keuze (0, 30, 40,…%)

20/01/2015- Pagina 31

Dimensionering reservoir Uitgebreide methode ◘  Dekkingsgraad = percentage van de vraag dat door een beschikbaar nuttig volume kan ingevuld worden over de gesimuleerde periode 𝑫𝒆𝒌𝒌𝒊𝒏𝒈𝒔𝒈𝒓𝒂𝒂𝒅=​𝑸↓𝒖𝒊𝒕 /​𝑸↓𝒐𝒖𝒕 +∆𝑸 

20/01/2015- Pagina 32

Dimensionering reservoir Uitgebreide methode ◘  Referentie: NF P 16-005

WATERBALANS  

RESULTAAT   20/01/2015- Pagina 33

Dimensionering reservoir Uitgebreide methode ◘  Referentie: Hemelwater gebruiken!

20/01/2015- Pagina 34

Dimensionering reservoir Uitgebreide methode Werkwijze 1.  Bereken hoeveel van de jaarlijkse hoeveelheid drinkwater door hemelwater vervangen zal worden = Vraag V 2.  Bepaal het totale hemelwateraanbod dat beschikbaar is = Aanbod A 3.  Bepaal de verhouding Aanbod/Vraag (A/V) 4.  Kies de dekkingsgraad ≤ A/V

20/01/2015- Pagina 35

Dimensionering reservoir Uitgebreide methode Werkwijze (2) 5.  Teken in de grafiek die geldig is bij een verbruik van 100 m³/ jaar een curve die overeenkomt met de berekende verhouding A/V 6.  Trek een horizontale vanaf de Y-as die overeenkomt met de gekozen dekkingsgraad tot aan de getekende curve 7.  Trek een verticale tot op de X-as en lees het reservoirvolume R(100 m³) af 8.  Aangezien de grafiek werd opgesteld voor een vraag naar hemelwater van 100 m³/jaar wordt het volume teruggerekend naar de zelf bepaalde vraag als volgt: R(V) = V x R(100 m³)/100 20/01/2015- Pagina 36

Dimensionering reservoir Uitgebreide methode ◘  Uitgangspunten simulatiecurve §  §  §  §  §  § 

Neerslaggegevens van 40 jaren Simulatie gezinssituatie Gebruik is gelijk verdeeld verondersteld over alle dagen Initiële vulling reservoir van 40 % Berekening voor volumes van 250 tot 15000 liter 5 verschillende curves bepaald 𝑨𝒂𝒏𝒃𝒐𝒅=𝑲×𝑽𝒓𝒂𝒂𝒈

met K = 0.60, 0.75, 1, 1.25, 1.50 20/01/2015- Pagina 37

Dimensionering reservoir Uitgebreide methode

20/01/2015- Pagina 38

Dimensionering reservoir Uitgebreide methode Voorbeeld 1.  Bepaal hoeveel van de jaarlijkse hoeveelheid drinkwater door hemelwater vervangen kan worden = vraag V

Mogelijkheden

20/01/2015- Pagina 39

Dimensionering reservoir Uitgebreide methode Voorbeeld

HEMELWATERGEBRUIK gebruikspost bad/douche WC was afwas drinken  en  koken tuin schoonmaak totaal aantal  dagen  per  jaar gebruik  per  jaar aantal  gezinsleden totale  watervraag  per  gezin  per  jaar aandeel  hemelwater totale  HW  vraag  per  gezin  per  jaar

liter/dag/persoon % 44 40 30 27 17 15 8 7 3 3 4 4 4 4 110 100 365 40150 5 200750 46.36 93075

  l/jaar l/jaar % l/jaar 20/01/2015- Pagina 40

Dimensionering reservoir Uitgebreide methode Voorbeeld 2.  Bepaal het totale hemelwateraanbod dat beschikbaar is voor de tank = aanbod A horizontale  projectie  dak coëfficiënt  dakbedekking filtercoëfficiënt aangepaste  dakoppervlakte gemiddelde  j  neerslag   beschikbare  hoeveelheid  neerslag

124 0.90 0.95 106.02 829 87891

m²

m² l/m² l

20/01/2015- Pagina 41

Dimensionering reservoir Uitgebreide methode Voorbeeld 3.  Bepaal de verhouding aanbod/vraag (A/V) ◘  A = 87891 l/jaar ◘  V = 93075 l/jaar ◘  A/V = 0.94

20/01/2015- Pagina 42

Dimensionering reservoir Uitgebreide methode Voorbeeld 4.  Kies de dekkingsgraad ◘  De dekkingsgraad kan niet groter worden dan A/V (80 à 90 % van het maximaal haalbare) ◘  Bvb. dekkingsgraad = 0,90 x 0.94 = 0,85

20/01/2015- Pagina 43

Dimensionering reservoir Uitgebreide methode Voorbeeld 5.  Teken in de grafiek die geldig is bij een verbruik van 100 m³/jaar een curve die overeenkomt met A/V = 0,94 6.  Trek een horizontale vanaf de Y-as die overeenkomt met de gekozen dekkingsgraad van 0,85 tot aan de zonet getekende curve 7.  Trek vanaf het snijpunt een verticale tot op de X-as en lees het tankvolume R(100 m³) af

20/01/2015- Pagina 44

Dimensionering reservoir Uitgebreide methode A = 1.5 Vraag A = 1.25 Vraag Aanbod = Vraag A = 0.75 Vraag A = 0.60 Vraag A = 0,94 V

100

DEKKINGSGRAAD HEMELWATER bij een verbruik van 100 m³/jaar

6

90

5

Dekkingsgraad (%)

80

70

60

50

7 40

30 0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

15000

Tankvolume (liter) 20/01/2015- Pagina 45

Dimensionering reservoir Uitgebreide methode Voorbeeld 8.  Aangezien de grafiek werd opgesteld voor een vraag naar hemelwater van 100 m³/jaar moet het volume nog teruggerekend worden naar de berekende vraag ◘  Voor 100 m³ → 7250 liter ◘  Voor 1 m³ → 72,50 liter ◘  Voor 93 m³: 72,50 liter/m³ x 93 m³ = 6748 liter ◘  Een reservoir met een minimale inhoud › 6748 liter wordt gekozen

20/01/2015- Pagina 46

Hemelwaterkwaliteit Neerslag ◘  Aanrijking met stoffen uit de lucht ◘  Geen constant gegeven §  Plaatsgebonden §  Seizoensgebonden

◘  Algemeen §  Zacht water (weinig kalk) §  Zuur water (pH < 7) Bron: www.destentor.nl

20/01/2015- Pagina 47

Hemelwaterkwaliteit Opgevangen hemelwater ◘  Aanrijking na afstroom van een oppervlak door het §  Afspoelen van stoffen §  Uitlogen van materialen van het oppervlak

◘  Aanrijking na verblijf in de hemelwaterinstallatie ◘  Probleem: er bestaan geen wettelijke eisen voor de kwaliteit van hemelwater dat gebruikt wordt §  Gevolg: er kan geen minimale kwaliteit gegarandeerd worden, ook niet na eventuele behandeling

20/01/2015- Pagina 48

Hemelwaterkwaliteit Behandeling ◘  Behandeling via de voorfilter en de filter aan punt van aanzuiging is in principe voldoende §  Zoveel mogelijk voorkomen dat organisch materiaal in het reservoir terechtkomt §  Lange stilstanden van water in het reservoir vermijden

◘  Ongemakken door wijziging van kleur en geur kunnen aangepakt worden met een actief koolfilter

20/01/2015- Pagina 49

Hemelwaterkwaliteit Behandeling ◘  Bij ernstige organische / bacteriële verontreiniging (stankhinder!) in het reservoir kan het noodzakelijk zijn om het reservoir en de verdeelleidingen 1.  te reinigen 2.  te behandelen (bv. UV-filter of chloorbehandeling)

◘  Opgelet met chloorbehandeling indien de wasmachine is aangesloten op hemelwater!

20/01/2015- Pagina 50

Hemelwaterkwaliteit Voorbeeld probleem in de praktijk Verschijnsel

Mogelijke oorzaak

Geur rotte eieren Scherpe zure geur

Ontwikkeling zuurproducerende of sulfaatreducerende bacteriën

Mogelijke oplossing §  De voorfiltratie verbeteren §  Lediging, reiniging (en eventueel ontsmetting) van het reservoir

20/01/2015- Pagina 51

Hemelwaterkwaliteit Voorbeeld probleem in de praktijk Verschijnsel

Mogelijke oorzaak

Mogelijke oplossingen

Geelbruine verkleuring

Uitloging: §  Actief koolfilter §  Groendak §  Alu coating op §  Naakt APPmembraan gemodificeerd membraan §  EPDM membraan met SBS cachering

Effect behandeling actieve koolfilter

20/01/2015- Pagina 52

Hemelwaterkwaliteit Voorbeeld probleem in de praktijk Verschijnsel

Mogelijke oorzaak

Mogelijke oplossingen

Wit-bruine slibachtige Aanwezigheid §  Kwartsgrind afzettingen in calciumcarbonaat en/of gebruiken toiletspoelbak leem, afkomstig van (leemfractie blijft!) grindlaag op plat dak §  (Tijdelijk) geen hemelwater gebruiken in toilet en/of wasmachine §  …

20/01/2015- Pagina 53

Hemelwaterkwaliteit Voorbeeld probleem in de praktijk Verschijnsel Rioolgeur

Mogelijke oorzaak Terugvloei van afvalwater via de overloop van het reservoir of vanuit de infiltratievoorziening

Mogelijke oplossing Plaatsing terugslagklep en reiniging reservoir en installatie

20/01/2015- Pagina 54

Hemelwaterkwaliteit Voorbeeld probleem in de praktijk Verschijnsel

Mogelijke oorzaak

Mogelijke oplossing

Geur rottend biologisch materiaal

Vervuiling door aanwezigheid van naalden, stuifmeel, bladeren,… in het reservoir

§  Voorfiltratie verbeteren §  Regelmatige reiniging voorfilter §  (Inplanting bomen herbekijken indien mogelijk)

20/01/2015- Pagina 55

Hemelwaterinstallatie Aanvraag technisch advies : 02/716.42.11 (Afdeling Technisch Advies) of www.wtcb.be :

20/01/2015- Pagina 56