Afvoercapaciteit van een goot

De afvoer van hemelwater kan voor de ontwerper van een parkeerdak een interessante uitdaging zijn. Met name wanneer het afschot in de rijrichting ligt. Afvoerputten en gullies zijn dan niet geschikt en de gedachten gaan al snel uit naar goten. Deze komen dwars op de rijrichting te liggen en moeten dus bestand zijn tegen belasting door personenauto’s. Stalen goten zijn de beste keus voor een waterdichte inbouw in beton. Hoe bepaalt men echter de juiste afmetingen van zo’n goot? Wat zijn de mogelijkheden om de afvoercapaciteit te beïnvloeden? Welke risico’s zijn er bij extreme regenval?

ondiepe goot met kleefflens

Een installatietechnisch adviseur bepaalt de afmetingen van het rioolstelsel aan de hand van NEN 3215:2011. In deze norm worden eisen gesteld aan het aantal afvoerpunten op een dakoppervlak, maar niet aan de afmetingen van een goot. Ook het internet biedt weinig houvast. Fabrikanten van zink(en goten) betogen, dat de afvoercapaciteit wordt bepaald door het aantal uitlopen en de afmetingen daarvan. Dit gaat misschien op bij forse dakgoten, maar zeker niet bij afvoerkanalen met een beperkte diepte. Volgens Wavin, fabrikant van kunststof leidingsystemen, is de vorm en plaats van ‘afvoertrechters’ sterk bepalend voor de afvoercapaciteit van het rioolstelsel. Een goot kan worden gezien als een langwerpige trechter.  Maar hoeveel water kan deze dan wel afvoeren?

goot met klem- en kleefflens

De bij civiel technici bekende formules van Manning en Chezy bevatten een aantal parameters die bepalend zijn voor de doorstroming van een goot. Het blijkt dat diepte meer invloed heeft dan breedte op de capaciteit. Bij parkeerdaken is de maximale diepte echter vaak een gegeven. De keuze voor een bredere goot biedt niet altijd een oplossing, omdat deze een zwaarder (lees dikker) rooster nodig heeft om de verkeerslasten op te vangen. Het rooster belemmert de doorstroming. Aanpassing van het verhang – lees vermindering van de afstand tussen de uitlopen – is dan de enig resterende manier om de afvoersnelheid te beïnvloeden.
De genoemde formules gelden voor eenparige stroming. Dat wil zeggen dat ze bruikbaar zijn voor het geval het hemelwater op één punt in de goot beland. In de geschetste situatie stroomt het water echter over de gehele lengte de goot in. Een wiskundige benadering laat zien dat dit een positieve invloed heeft. De capaciteit wordt ruim 1,7 maal groter dan berekend met de formule van Manning, maar kan nog steeds onvoldoende zijn om de zwaarste buien af te voeren. In dit geval moet een analyse worden gemaakt van de risico’s die het gevolg zijn van het overstromen van de goot..

combinatie van voegprofiel en goot

Een rioleringssysteem wordt gedimensioneerd op de afvoer van 0,03 liter/m² per seconde. Volgens het KNMI bedraagt de hoogste regenintensiteit die ooit gemeten is evenwel 79 mm in een uur. Dit is gelijk aan 0,022 liter/m² per seconde. Een zware regenbui (meer dan twintig millimeter per uur) komt gemiddeld eens in de drie jaar voor. In de praktijk betekent dit dat een goot met beperkte afmetingen voor de meeste gevallen toereikend is. Met overstroming moet echter wel degelijk rekening worden gehouden. Het hemelwater stroomt dan door naar het laagst gelegen afvoerpunt dat de enorme toevloed van water ook niet kan verwerken. Gecontroleerd dient te worden of de constructie bestand is tegen een kortstondige belasting door hemelwater. Ook een punt van aandacht is de hoogte van de opstanden. Indien zich kritische situaties kunnen voordoen, moet worden gekozen voor het aanbrengen van noodoverstorten. Deze komen niet alleen in werking bij extreme buien, maar ook bij verstopte afvoeren. Voorkomen wordt dat het dak te zwaar belast wordt door verzameld regenwater. In het handboek ‘Binnenriolering Hemelwaterafvoer’ van Wavin is een tabel opgenomen waaruit de capaciteit van een overloop kan worden afgelezen.