Экологическая и экологическая деятельность; устойчивая инженерия
Как включить устойчивый дренаж в кирпичные ландшафтные стены
Table of Contents
Кирпичные ландшафтные стены служат прочными, привлекательными границами и поднятыми плантаторами, но они также представляют собой проблему: управление стоком ливневых вод. Без надлежащего дренажа вода может накапливаться за стеной, вызывая гидростатическое давление, морозостойкость, структурное растрескивание и неприглядное изобилие. Интеграция устойчивых дренажных систем (SuDS) в конструкцию кирпичных стен не только предотвращает эти проблемы, но и приносит пользу более широкой окружающей среде за счет сокращения наводнений, фильтрации загрязняющих веществ и подзарядки грунтовых вод. Это руководство проходит через принципы, материалы и методы строительства, необходимые для строительства кирпичных ландшафтных стен, которые ответственно обрабатывают воду.
Что такое устойчивый дренаж для кирпичных стен?
Устойчивый дренаж, часто называемый SuDS, имитирует естественное управление водой. Вместо того, чтобы направлять дождевую воду непосредственно в ливневые канализации, SuDS поощряет инфильтрацию, затухание и медленное высвобождение. Для кирпичной стены это означает, что сама стена и ее непосредственное окружение позволяют воде впитываться в землю, временно храниться или направляться в посаженные районы, где она может использоваться растительностью. Ключевые компоненты включают проницаемые соединения, дыры для плача, дренажные агрегаты и градуированные подклассы. Цель состоит в том, чтобы обрабатывать стоки как с собственной поверхности стены, так и с прилегающих ландшафтов без подавляющей дренажной инфраструктуры.
Традиционные кирпичные стены часто полагаются на твердый раствор и непроницаемое заполнение, которое захватывает воду. В стене, ориентированной на СУДС, используются зазоры и проницаемые слои, чтобы позволить воде выходить и проникать, снижая риск повреждения и способствуя более здоровому циклу воды.
Основные принципы проектирования для устойчивого дренажа
Каждая устойчивая кирпичная стена начинается с конструкции, которая интегрирует дренаж с земли. Эти принципы определяют планировку, выбор материала и последовательность строительства.
Проницательные материалы и соединения
Наиболее прямой способ сделать кирпичную стену дренажной - избежать твердого раствора. Вместо этого используйте сухой кирпич или проницаемый раствор, который позволяет воде проходить через суставы. Проницательные смеси раствора становятся все более распространенными; они содержат более крупные агрегаты и меньше штрафов, создавая взаимосвязанные поры. Альтернативно, гравий открытого сорта или измельченный камень может заменить раствор в вертикальных соединениях, образуя непрерывный фильтр. Для стен, которые должны быть измельчены по структурным причинам, укажите проницаемый раствор или установите дренаж, матирующий за стеной, чтобы собирать и направлять воду в плачущие отверстия.
Сам кирпич может быть пористым. Некоторые глиняные кирпичи имеют скорость поглощения выше 10%, что помогает воде быстро испаряться или проникать. При сочетании с широкими открытыми соединениями вся поверхность стены становится дренажной плоскостью.
Плачущие дыры и дренажные каналы
Плачевные отверстия - это небольшие отверстия, оставленные в нижней части стены - обычно каждые 600-900 мм вдоль длины - для высвобождения воды, которая накапливается за структурой. Для устойчивого дренажа выстилайте эти рыжие отверстия с фильтрующей тканью, чтобы предотвратить вымывание почвы, и соедините их с заполненной гравием траншеей или перфорированной трубой в основании, которая несет воду в дождевой сад или инфильтрационный бассейн. В более высоких стенах установите второй ряд рыжих отверстий на середине высоты, чтобы слить верхнюю часть засыпки.
В облицовку стены также могут встраиваться дренажные каналы. Это вертикальные прорези или зазоры между кирпичами, которые выступают в качестве видимых ливневых характеристик, направляя воду вниз по стене и в посаженную опалубку или проницаемую тротуарную плитку у основания. Такие каналы удваиваются как конструктивные акценты при выполнении жизненно важной гидравлической функции.
Посевные фонды и подземный дренаж
Минимальный уклон 1:20 (5%) рекомендуется для первых 1,5 м за стеной, чтобы направить воду к зоне инфильтрации, а не к основанию стены. Сам фундамент должен быть построен на уплотненной, проницаемой заливке, такой как угловой гравий, который действует как французский слив, передавая воду боком в безопасную точку сброса.
Для стен высотой более 1,2 м необходима перфорированная дренажная труба, помещенная в гравийную траншею у основания засыпки. Эту трубу следует обернуть в геотекстиль, чтобы предотвратить заиливание и выход в сухой колодец, дождевой сад или существующую дренажную систему. Гравийная засыпка должна простираться за стеной не менее чем на 300 мм и иметь размер частиц 20–40 мм для максимального пустотного пространства.
Интеграция с ландшафтом и растительностью
Растения являются естественными водохозяйками. Посаженный свал или дождевой сад, проходящий вдоль основания стены, может захватывать и обрабатывать стоки, особенно если в него стекают плаксивые отверстия стены. Выбирайте глубоко укоренившиеся местные виды, которые переносят как влажные, так и сухие периоды. Корневые системы помогают стабилизировать почву, поглощать воду и поглощать загрязняющие вещества. Поверх стены рассмотрите возможность посадки седумов или других низкорослых многолетников в полость плантатора; они сохранят дождевую воду и уменьшат объем стока.
Растительность также смягчает колебания температуры, уменьшая циклы замораживания-оттаивания, которые могут повредить кирпич.Сочетание зеленой стены и SuDS создает саморегулирующуюся систему, которая выглядит пышной и эффективно функционирует.
Методы поэтапного внедрения
С учетом принципов, которые мы имеем в виду, вот как их применять на практике во время строительства.
Шаг 1: Оценка участка и тестирование почвы
Начните с оценки естественного дренажа участка. Выкопайте пробное отверстие размером 300 мм × 300 мм, заполните его водой и измерьте, как быстро оно стекает. Почвы, которые стекают медленнее 30 мм в час, могут потребовать подземного дренажа или большей площади инфильтрации. Также обратите внимание, будет ли стена на склоне, что влияет на направление потока воды. Отметьте все коммунальные линии перед рытьем.
Шаг 2: Раскопки и подготовка к подклассу
Раскопать траншею для фундамента, которая по меньшей мере в два раза ширина стены (например, 600 мм шириной для стены 300 мм). Склонить дно траншеи от места расположения стены в 1:20. Установить нетканую геотекстильную ткань, чтобы отделить подкласс от дренажного агрегата, предотвращая миграцию почвы. Поместите слой 150-200 мм чистого углового гравия (20-40 мм размером) и уплотните его с помощью пластинчатого компактора. Этот слой служит фундаментом и начальным дренажным путем.
Шаг 3: Прокладка первого курса и установка петлевой отверстия
Начните кирпичную кладку на тонком ложе проницаемого раствора или непосредственно на гравии, если используете систему сухих покрытий. Для стен с раствором оставьте 10-мм зазор каждые 500 мм у основания и вставьте короткий участок трубы из ПВХ, завернутый в ткань фильтра - это сформирует плачевное отверстие. Убедитесь, что труба наклоняется наружу немного, чтобы вода свободно выходила. Альтернативно, используйте запатентованные вентиляционные отверстия для плача, сделанные из пластика или металла, которые смешиваются со стеной.
По мере накопления, продолжайте размещать гравий или агрегат открытого типа за стеной. Для стен высотой более 600 мм установите перфорированную дренажную трубу у основания этого засыпа, наклонив ее на 1:60 к точке разгрузки. Подключите трубу к дренажу фундамента или выделенной розетке.
Шаг 4: Заполнение с проницаемыми материалами
Засыпать за стену с помощью смеси углового гравия и грубого песка — не использовать грунты на глиняной основе. Компактные в 150 мм подъемники с ручными тамперами, чтобы избежать мостиков. Каждый подъемник должен быть слегка отклонен от стены. Поместите фильтрующую ткань между засыпкой и родной почвой, чтобы предотвратить штрафы от засорения гравийных пустот. Продолжайте засыпку до уровня с готовой маркой.
Для стен, которые будут поддерживать посадку в верхней части, оставьте полость глубиной 300 мм позади верхнего курса, наполните ее легкой посадочной смесью и установите дренажный слой гравия на дне этой полости, соединенный с плачущими отверстиями.
Шаг 5: Завершение и лучшие методы лечения
Закрывайте стену проницаемыми стыковочными камнями, которые слегка нависают над лицом - это направляет дождевую воду с поверхности стены и на землю ниже, а не на саму стену. Если крышка прочная, убедитесь, что она не блокирует внутренний дренаж. Для сухих стен может не потребоваться непрерывная крышка; вы можете оставить верх открытым и посадить в нее.
Наконец, для получения стока установите любые поверхностные дренажные элементы, такие как гравийные полосы или проницаемые брусчатки, подключите их к подземной дренажной системе, если это необходимо.
Выбор материала для долгосрочной производительности
Не все кирпичи и минометы равны, когда дело доходит до дренажа. Вот лучший выбор для устойчивой кирпичной стены.
Кирпичные типы
- Инженерные кирпичи (класс А или В) — очень низкое поглощение, лучше всего для несущих стен, но плохое для дренажа. Используйте только в том случае, если вы должны полагаться на плачевные отверстия и засыпку.
- Обычные облицовочные кирпичи — скорости поглощения 7—12% приемлемы при сочетании с открытыми суставами.
- Перфорированные или клеточные кирпичи — имеют отверстия, которые проходят через кирпич вертикально или горизонтально, значительно увеличивая проницаемость.
- Восстановленные кирпичи — часто более пористые из-за возраста и выветривания; подходят для сухих стен.
Миномет и совместные опционы
- Прозрачный раствор — формулируется с грубыми агрегатами и менее связующим; соответствует стандартам проницаемости при обеспечении структурной целостности.
- Известковый раствор — естественно более пористый, чем раствор на основе портландцемента, позволяет перемещать влагу и более гибкий.
- Сухие (без раствора) — максимальный дренаж, но ограниченный стенками ниже 1,2 м, если они не усилены.
- Открытые соединения с гравийным наполнителем — оставляют 10-мм зазор на каждые несколько кирпичей и заполняют промытым гороховым гравием; создают высокопроницаемую поверхность.
Backfill и дренажные медиа
- Угловой дробленый камень (20–40 мм) — лучше всего подходит для структурной поддержки и пустотного пространства. Избегайте закругленного гравия, который плохо уплотняется.
- Грубый песок — используется в слоях между гравием для улучшения фильтрации воды.
- Геотекстильная ткань — нетканая, 100—200 г/м2, отделяет почву от дренажного агрегата.
- Перфорированная дренажная труба из ПВХ — диаметром 100 мм, завернутая в рукав фильтра, прорезь.
Преимущества за стеной: экологические и экономические преимущества
Включение СУДС в кирпичную стену не только защищает структуру, но и способствует созданию более широкой системы управления водными ресурсами, которая выплачивает дивиденды за имущество и общину.
Сокращение наводнений и эрозии
Проникая в воду вблизи места падения, стена уменьшает пиковые объемы стока. Это особенно важно в городских районах, где доминируют непроницаемые поверхности. Одна стена длиной 10 м с глубокой гравийной траншеей глубиной 300 мм за ней может хранить и проникать в более 2000 литров воды во время умеренного шторма, ослабляя давление на ливневые стоки.
Контроль загрязнения воды
Сток с дорог и садов несет масла, тяжелые металлы и удобрения. Когда вода просачивается через гравий и почву, эти загрязнители отфильтровываются естественными процессами. Дренажная зона стены действует как биофильтр, особенно если она засажена местными травами и многолетниками. В дренажной сети SuDS сообщается, что правильно спроектированные SuDS могут удалять до 80% взвешенных твердых веществ и значительное количество питательных веществ.
Снижение затрат на техническое обслуживание
Стены со встроенным дренажем меньше страдают от повреждения от замерзания, разбрызгивания раствора и окрашивания. Начальная стоимость добавления дырок для плача и гравийного засыпки минимальна по сравнению с расходами на разрушение и восстановление стены, поврежденной водой. В течение 30-летнего жизненного цикла стена SuDS может сэкономить 40-60% затрат на ремонт, согласно тематическим исследованиям из руководства по SuDS .
Усиление биоразнообразия и микроклимата
Влажная, защищенная среда, созданная дренирующей стеной, поддерживает мхи, папоротники и насекомых. Если сверху включить зеленую крышу или плантатор, то получится вертикальный сад, привлекающий опылителей. Испарение со стены также охлаждает окружающий воздух, уменьшая эффект теплового острова в асфальтированных районах.
Тематические исследования и примеры из реального мира
Изучение успешных установок помогает уточнить лучшие практики.
Жилой сад Wall, Портленд, Орегон
Домовладелец в дождливом тихоокеанском северо-западном климате построил кирпичную подпорную стену высотой 1,0 м для террасы наклонного сада. Они использовали восстановленные кирпичи, сухие с горошком в стыках, 400-мм гравийный засып с перфорированной трубой, и посадили местный осадочный свал в основании. В течение первого сезона дождей стена обрабатывала весь сток с верхнего склона, без видимой эрозии или просачивания воды за стеной. Свал оставался влажным, но никогда не затоплялся. Общая добавленная стоимость дренажных материалов составляла 300 долларов за 15-метровую стену, что домовладелец считает выгодной сделкой по сравнению с потенциальными счетами за ремонт.
Коммерческая проницаемая стена, Лондон, Великобритания
Новое офисное здание в центре Лондона требовало кирпичной пограничной стены высотой 2,5 м, которая должна была соответствовать строгим правилам SuDS. Инженеры определили инженерные кирпичи с интегральными полости плача, запатентованный проницаемый раствор и непрерывную заполненную гравием полость, привязанную к системе сбора дождевой воды в подвале. Стена действует как вертикальный фильтр; вода, которая поступает через раствор, собирается и повторно используется для орошения. Проект выиграл награду за устойчивость RICS за инновационную интеграцию дренажа стен и переработки воды.
Общие ошибки, которых следует избегать
Даже при самых лучших намерениях некоторые ошибки могут подорвать производительность.
- Использование непроницаемого раствора на всей стене — это блокирует выход воды через лицо, заставляя её накапливаться сзади. Всегда обеспечивайте некоторый путь для выхода воды.
- Забывая фильтровальную ткань — без неё почва смывается в гравий и забивает пустоты, превращая дренажный слой в грязевую ванну. Используйте геотекстиль на всех почвенных интерфейсах.
- Пренебрежение переполнением — во время экстремальных штормов инфильтрация может быть перегружена. Обеспечить путь перелива поверхности, такой как перелив или водосброс, который безопасно направляет избыток воды в ливневую канализацию или дождевой сад.
- Планирование инвазивных видов — энергичные корневые системы могут повредить стену. Вместо этого выберите слипающиеся неинвазивные многолетники, которые не будут разрывать кирпичи.
- Использование закругленных агрегатов — они плохо переплетаются и могут смещаться под нагрузкой, приводя к заселению. Всегда указывают угловой дробленый камень.
Поддержание устойчивой кирпичной стены
Стены SuDS требуют периодических проверок, чтобы они работали. Ежегодно проверяйте рычажные отверстия на наличие завалов из листьев, грязи или гнезд насекомых. Очистите их жесткой проволокой или сжатым воздухом. Пополните гравий в любых осевших районах. Если стена посажена, обрезайте заднюю растительность, чтобы предотвратить попадание корней в рыльные отверстия. Проверяйте целостность ткани фильтра, если вы когда-либо будете выкапывать поблизости - слезы должны быть залатаны. При минимальной осторожности дренажная система будет функционировать в течение десятилетий.
Нормативно-правовые аспекты и сертификация
Многие местные строительные нормы теперь требуют управления ливневыми водами для нового строительства, включая стены высотой более 1,5 м или те, которые создают непроницаемые зоны. Проверьте с вашим муниципалитетом конкретные правила SuDS. В Великобритании руководство SuDS Агентства по окружающей среде излагает стандарты проектирования. В США Программа экологической инфраструктуры EPA предлагает ресурсы по интеграции дождевых садов и проницаемых стен. Следуя этим рекомендациям, также можно заработать баллы за сертификаты зеленого строительства, такие как LEED или BREEAM.
Заключение
Устойчивый дренаж не является запоздалой мыслью - это фундаментальный принцип проектирования, который превращает кирпичную ландшафтную стену из потенциальной ответственности в экологический актив. Используя проницаемые материалы, устанавливая петлевые отверстия и дренажные каналы, наклоняя фундамент и интегрируя растительность, вы можете создать стену, которая устойчива к повреждению водой, одновременно снижая риск наводнений и загрязнения. Дополнительные усилия и скромные затраты возмещаются за счет долговечности, более низкого обслуживания и более здорового ландшафта. Независимо от того, являетесь ли вы подрядчиком, домовладельцем или ландшафтным архитектором, включение SuDS в ваши проекты кирпичной стены - это умная, дальновидная практика, которая приносит пользу как вашему проекту, так и планете.