Nawierzchnie przepuszczalne – Stratford Place

Nawierzchnie przepuszczalne – Stratford Place

The Stratford Place residential project, the community of Sultan, Washington State (https://www.concretenetwork.com/pervious/design-ideas/pervious-concrete-washington.html)

Zmniejszeniem prawdopodobieństwa występowania suszy
Zmniejszenie nadmiernego spływu powierzchniowego
Zmniejszenie ryzyka podtopień
Zmniejszenie efektu miejskiej wyspy ciepła
Zachowanie ciągłości ekologicznej
Zmniejszenie zanieczyszczenia powietrza
Poprawa jakości środowiska miejskiego
Poprawa warunków rozwoju drzew i krzewów w miastach

Transport
Gospodarka Wodna
Zdrowie publiczne 
Różnorodność biologiczna

Powodzie
Wzrost temperatury
Częstsze i intensywniejsze susze

Nawierzchnie przepuszczalne (ang. permeable paving) umożliwiają przenikanie wody ze spływu powierzchniowego do gruntu i wód gruntowych. Ułatwiają to znajdujące się w nawierzchni otwory lub porowaty materiał, z którego zostały wykonane. 

Istnieje wiele rodzajów nawierzchni przepuszczalnych, a ich konstrukcja różni się znacząco w zależności od planowanego zastosowania. Na przykład nawierzchnie stosowane na ścieżkach i chodnikach, placach zabaw czy w prywatnych ogrodach mogą być wykonane z betonowej kostki ułożonej przy zachowaniu większych dystansów, betonowych płyt ażurowych lub żwiru. Na intensywnie użytkowanych drogach i parkingach można użyć innych materiałów, takich jak porowaty beton, porowaty asfalt, przepuszczalne mieszanki kruszywowo-żywiczne, kostki układane przy zachowaniu większych dystansów, mieszanki kruszywowe (Groenblauw, 2019) [5]. 

Nawierzchnia przepuszczalna składa się z następujących elementów:

• wodoprzepuszczalna warstwa wierzchnia, która jest widoczna dla użytkowników;
• warstwa podbudowy (np. żwir) pod warstwą wierzchnią, której zadaniem jest przenoszenie obciążeń wywołanych ruchem na podłoże gruntowe, na którym spoczywa cała konstrukcja nawierzchni, a także gromadzeniu wody opadowej;
• podłoże gruntowe;
• warstwa drenująca (opcjonalnie), obejmująca zwykle rury z tworzywa o średnicy 10–20 cm, odprowadzające wodę do systemu kanalizacji burzowej oraz geowłókninę (opcjonalnie). Instaluje się je zazwyczaj w przypadku, gdy nawierzchnie przepuszczalne budowane są na ciężkich gruntach gliniastych.

Spadek terenu w miejscu budowy nawierzchni przepuszczalnej nie powinien przekraczać 5% (im bardziej płaski teren, tym lepiej). Nawierzchnie przepuszczalne nie powinny się znajdować mniej niż: 1,2 m nad poziomem wód gruntowych, 30 m od studni, 3 m od fundamentu budynku znajdującego się powyżej planowanej lokalizacji nawierzchni i 30 m od fundamentu budynku położonego poniżej planowanej lokalizacji. Nawierzchnia przepuszczalna nigdy nie powinna być wykorzystana w pobliżu możliwych źródeł zanieczyszczeń, takich jak np. stacja benzynowa (LSS, 2019) [6].

EFEKTY POZYTYWNE:

• Zwiększa infiltrację wód gruntowych, jednocześnie zmniejszając objętość i szybkość odpływu wód opadowych i zanieczyszczenia
• Może przyczynić się do obniżenia temperatury powietrza w mieście (przeciwdziała efektowi miejskiej wyspy ciepła), ponieważ wymiana powietrza i wody z chodnika/ulicy sprawia, że powierzchnia jest chłodniejsza.
• Bardziej naturalna wymiana przepływu wody do gruntu i niższa temperatura powierzchni sprzyjają wzrostowi roślin, co dodatkowo reguluje temperaturę, usuwa CO2 z powietrza i poprawia walory wizualne miasta.
• Eliminuje występowanie kałuż.
• Zmniejsza występowanie oblodzenia w zimnym klimacie; wymaga mniejszej ilości odmrażaczy.

EFEKTY NEGATYWNE:

• Zanieczyszczenia mogą przenikać do wód gruntowych; 
• Nawierzchnie przepuszczalne nie powinny być stosowane w miejscach, w których możliwe są wycieki materiałów niebezpiecznych.
• Nagromadzone zaspy śniegu i niewłaściwe metody odladzania mogą zatkać puste przestrzenie i zmniejszyć szybkość infiltracji (nie należy stosować piasku); lemiesze pługów śnieżnych mogą uszkodzić powierzchnię.
• Zastosowanie nawierzchni przepuszczalnych jest czasami droższe od rozwiązań tradycyjnych.
• Gruboziarnisty wygląd może być nieestetyczny (w stosunku do konwencjonalnego betonu).

Wymagania przestrzenne – nawierzchnia przepuszczalna może zastąpić istniejącą nawierzchnię, a w nowych realizacjach zostać użyta zamiast uszczelnionej nawierzchni.

Miejsce zastosowania – ścieżki, place zabaw, prywatne ogrody, drogi, parkingi.

Utrzymanie – podobnie jak w przypadku innych nawierzchni przepuszczalnych, odpowiednia konserwacja (przede wszystkim zamiatanie próżniowe) jest niezbędna do utrzymania wysokich wskaźników infiltracji. Szybkość infiltracji jest również zależna od podłoża gruntowego. Gleby piaszczyste mają największą zdolność infiltracji i zwiększoną nośność, ale mniejszą zdolność oczyszczania. 

Właściwe utrzymanie jest niezbędne do prawidłowego funkcjonowania i  trwałości nawierzchni przepuszczalnej. Bez odpowiednich zabiegów nawierzchnia traci swoje właściwości przepuszczające na skutek zatykania się porów przez zanieczyszczenia i z czasem wymaga wymiany.

• Raz w miesiącu należy usunąć zanieczyszczenia, w tym źdźbła trawy, osad, śmieci oraz liście. 
• Raz lub dwa razy w ciągu roku (najlepiej w styczniu i w lipcu) nawierzchnię przepuszczalną należy gruntownie oczyścić. 
• Zimą zalecane jest regularne odśnieżanie jej łopatą z gumową krawędzią lub pługiem śnieżnym. 
• Należy unikać posypywania śniegu i lodu piaskiem, ponieważ zatyka on otwory w nawierzchni. 
• Po powierzchniach przepuszczalnych nie powinno się jeździć ani parkować na nich ciężkimi pojazdami. 
• Należy monitorować spójność konstrukcji nawierzchni, a także wyloty drenów. 
• W razie potrzeby należy dokonywać napraw lub wymiany uszkodzonych elementów. Dziury i pęknięcia można naprawić za pomocą zapraw do łatania, chyba że ponad 10% powierzchni wymaga wymiany.

Koszty realizacji: około 43–86 EUR/m2; koszty utrzymania: około 0,05– 0,21  EUR/m2/rok (Morello i in., 2019) [7]

Zastosowanie nawierzchni przepuszczalnej niesie za sobą wiele korzyści, takich jak ograniczenie spływu powierzchniowego, zasilanie wód gruntowych, filtrowanie zanieczyszczeń i obniżanie temperatury powierzchni. Stosując nawierzchnie tego typu, ograniczamy także potrzebę budowy zbiorników retencyjnych czy innych systemów magazynowania wody deszczowej.
Nawierzchnie przepuszczalne są zalecane do stosowania w miastach w miejscach nasadzeń drzew i krzewów.
Szybkość przepływu wody przez przepuszczalny beton wynosi zwykle około 480 cali/godz. (0,34 cm/s, 5 gal/ft²/min lub 200 l/m²/min) (Krajowe Stowarzyszenie Betonu Towarowego).

USA, Washington

Kontakt: CMI Homes, Craig Morrison, cmorrison@cmihomes.com

www.cmihomes.com

Organizacje współpracujące: Wykonawcą robót była firma Washington Aggregates&Concrete Association

Strona internetowa: https://www.concretenetwork.com/pervious/design-ideas/pervious-concrete-washington.html [8]

Data realizacji: Prace zakończyły się w 2007 r.

Lokalizacja projektu: The Stratford Place, the community of Sultan, Washington State.

1. Reducing stormwater costs through Low Impact Development (LID) strategies and practices, EPA, Washington, D.C.: U.S. Environmental Protection Agency, 2007.
2. Donofrio J., Kuhn Y., McWalter K. Winsor M.: Water Sensitive Urban Design: An emerging model in sustainable design and comprehensive water cycle management’, Environmental Practice, Vol. 11, no. 3, 2009, s. 179–189
3. Hoang L.: System interactions of stormwater management using sustainable urban drainage systems and green infrastructure, Urban Water Journal. 13 (7), 2016, s. 739–758
4. National Menu of Best Management Practices (BMPs) for Stormwater https://www.epa.gov/npdes/national-menu-best-management-practices-bmps-stormwater 
5. Groenblauw, 2019. Porous paving materials. Atelier Groenblauw, Urban Green-Blue Grids for sustainable and resilient city, Delft. https://www.urbangreenbluegrids.com/measures/porous-paving-materials
6. LSS, 2019. Pervious Pavement. Lake Superior Streams, Duluth. http://www.lakesuperiorstreams.org/stormwater/toolkit/paving.html
7. Morello, E., Mahmoud, I., Colaninno, N. (red.), 2019. Catalogue of Nature-based solutions for urban regeneration. Energy & Urban Planning Workshop, School of Architecture Urban Planning Construction Engineering, Politecnico di Milano. http://www.labsimurb.polimi.it/nbs-catalogue/

Use of pervious concrete https://challenge.abettercity.org/toolkits/climate-resilience-toolkits/flooding-and-sea-level-rise/paving-and-asphalt?toolkit=229 

Nawierzchnie przepuszczalne, Stratford Place, Transport, Gospodarka Wodna, Zdrowie publiczne, Różnorodność biologiczna, Powodzie, Wzrost temperatury,
Częstsze i intensywniejsze susze, Powódź w mieście, Deszcz w mieście, Spływ powierzchniowy, Infiltracja wód gruntowych, Zamiatanie próżniowe