PL236135B1 - Element systemu przeciwpowodziowego - Google Patents

Abstract

Element systemu przeciwpowodziowego składa się ze stelaża (1), do którego zamocowana jest w sposób trwały rozłączny, co najmniej jedna mata (3) wykonana z dwóch warstw membrany półprzepuszczalnej dla wody, zszytych w liniach pionowych tworzących komory zewnętrzne (4) zasypane materiałem ziarnistym twardym (4a), charakteryzującym się podwyższoną nasiąkliwością a równocześnie przepuszczalnością, o granulacji nie przekraczającej 20 mm. Od strony przeciwnej do stelaża (1) lub pomiędzy dwoma matami (3) znajduje się komora wewnętrzna (5) o przekroju zbliżonym do trójkąta, którego podstawa ma długość minimum 5 cm, wypełniona materiałem pęczniejącym (5a) wykazującym podwyższoną zdolność do pęcznienia w środowisku wodnym co najmniej 150% wzrostu objętości oraz współczynniku filtracji poniżej 10-7 m/s, o granulacji nie przekraczającej 10 mm. Na górnej powierzchni elementu znajduje się zamknięcie (7) i elementy systemu mają długość od 0,5 do 5 m i wysokość od 0,5 do 1,5 m, przy czym boki elementów, na końcach posiadają elementy łączące.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest element systemu przeciwpowodziowego, służący do układania i łączenia w system w celu zatamowania dopływu wody do miejsc zagrożonych powodzią.

Najistotniejszymi elementami reagowania na zagrożenie powodziowe jest szybkość ułożenia zapory, gwarancja jej szczelności w czasie podwyższonego stanu wody, a także przeciwstawienie się przez zaporę oporowi wody, który mógłby spowodować jej zniszczenie. Oprócz tego istnieją również czynniki wynikające z ergonomii pracy, takie jak łatwość montażu, ciężar poszczególnych elementów, dogodność transportu/załadunku, zastosowanie specjalistycznego sprzętu do wykonania przesłony. Rozwiązań przeciwpowodziowych stosowanych in situ nie ma jednak wiele. Powszechnie stosowanym rozwiązaniem jest użycie w czasie powodzi worków z piaskiem, niejednokrotnie z zastosowaniem na frontowej ścianie folii izolującej. Na rynku występują również inne rozwiązania, takie jak: montowani e plastikowych przegród o odpowiednim kształcie, zastosowanie przegród z grubej folii wypełnianych powietrzem lub wodą. Najogólniej, posiadają one przynajmniej jedną z wad: długi czas montażu, duży ciężar elementów podczas montowania, przeciekanie lub przepływ wody przy poziomie gruntu, zastosowanie specjalistycznych urządzeń do wdmuchiwania powietrza lub pompowania wody. Innym typem systemów przeciwpowodziowych są automatyczne systemy montowane w bramach, drzwiach i oknach, w czasie zagrożenia, w związku z czym unika się potrzeby szybkiego reagowania osób trzecich.

Celem wynalazku było opracowanie systemu przeciwpowodziowego wygodnego w montażu, którego elementy dopasowują się do nierówności terenu, spełniającego kryteria bariery przeciwpowodziowej, dociążającej się samoistnie nacierającą wodą.

Przedmiotem wynalazku jest element systemu przeciwpowodziowego, składający się ze stelaża, do którego zamocowana jest w sposób trwały rozłączny, korzystnie przy pomocy pętelek, co najmniej jedna, korzystnie dwie, mata wykonana z dwóch warstw membrany półprzepuszczalnej dla wody, korzystnie wykonana z tworzywa sztucznego lub materiałów pochodzenia naturalnego, zszytych w liniach pionowych tworzących komory zewnętrzne. Komory zewnętrzne zasypane są materiałem ziarnistym twardym, korzystnie różnego typu piaskiem, keramzytem czy perlitem ekspandowanym. Materiał ziarnisty charakteryzuje się podwyższoną nasiąkliwością a równocześnie przepuszczalnością. Nasiąkliwość dodatkowo zwiększa ciężar elementu co podwyższa jego stabilne położenie i zwiększa opór przed naporem wody. Materiał ziarnisty ma uziarnienie nie przekraczające 20 mm. Od strony przeciwnej do stelaża lub pomiędzy dwoma matami znajduje się komora wewnętrzna o przekroju zbliżonym do trójkąta, zasypana materiałem pęczniejącym, której podstawa ma długość minimum 5 cm. Materiałem pęczniejącym mogą korzystnie być granulowane gliny, iły zawierające smektyty, bentonity, które wykazują podwyższoną zdolność do pęcznienia w środowisku wodnym co najmniej 150% wzrostu objętości oraz współczynnik filtracji poniżej 10^-7 m/s. Wysuszony materiał pęczniejący powinien posiadać granulację nie przekraczającą 10 mm.

Podporę mocuje się do podłoża, korzystnie szpilkami lub szpilki mogą być zastąpione poprzez obciążenie podpory np. workiem z piaskiem. Taka budowa elementów wchodzących w skład systemu, jak i prawidłowe ułożenie przesłony gwarantuje pełne zabezpieczenie danego obszaru jeśli bariera układana jest na otwartym polu lub zabezpiecza budynek przed zalaniem (jeśli zabezpieczane są bram y, okna lub drzwi do budynku). W tym drugim przypadku konstrukcję przesłony należy ograniczyć do dwóch warstw, pęczniejącej i filtracyjnej, ze względu na podparcie przesłony elementami budowli i możliwość penetracji wody przez warstwę filtracyjną.

Na górnej powierzchni elementu znajduje się zamknięcie korzystnie w postaci zamka i/lub rzepu i/lub stalowych oczek, służące prawidłowemu przyleganiu krańców membrany do siebie. Ponadto zamknięcie pozwala na napełnianie komór zewnętrznych i komory wewnętrznej oraz na ich opróżnianie. Dodatkowo na tylnej ścianie elementu, od strony zabezpieczanego terenu, może być przymocowana folia wodoszczelna w celu zapewnienia lepszej ochrony. Elementy systemu mają długość od 0,5 do 5 m i wysokość od 0,5 do 1,5 m. Kształt elementów zapewnia wodoszczelność również w miejscach ich łączenia. Boki elementów ułożonych w ciągi przylegają do siebie na zakładkę zapewniającą prawidłowe zabezpieczenie przesłony, w szczególności w płaszczyźnie połączeń komór wewnętrznych wypełnionych materiałem pęczniejącym. Na każdym końcu każdego elementu znajdują się elementy łączące, korzystnie w postaci zamków, rzepów lub oczek łączących.

Zasada działania systemu przeciwpowodziowego polega na tym, że po zamontowaniu elementów i ich połączeniu nacierająca woda wsiąka przez warstwę filtracyjną i dociera do materiału pęczniejącego, praktycznie nie przepuszczalnego dla wody. Materiał ten pęcznieje wypełniając równomiernie

PL 236 135 B1 komorę wewnętrzną i dociąża cały element co powoduje przeciwstawienie się również naporowi wody, a także zamknięcie wszelkich luk, którymi mogłaby przedostać się woda na drugą stronę. W przypadku kiedy jest podwyższony stan wody, na systemie część obciążenia przenoszona jest też na metalowe podpory zakotwione w ziemi, lub dociążone.

Po ustaniu powodzi system rozbiera się, usuwa się wilgotny materiał pęczniejący w celu jego wymiany lub ponownego przetworzenia zaś pozostałe elementy czyści się i suszy. Po wypełnieniu komory wewnętrznej wysuszonym materiałem pęczniejącym i zabezpieczeniu przed wysypaniem element nadaje się do ponownego użytku.

Przedmiot wynalazku przedstawiony został na rysunku na którym Fig. 1 przedstawia element według wynalazku w przekroju poprzecznym w wersji dwustronnej, Fig. 2 bok elementu przylegający do kolejnego elementu na zakładkę w wersji dwustronnej z oczkami łączącymi, Fig. 3 przedstawia element według wynalazku w przekroju poprzecznym w wersji jednostronnej, Fig. 4 przedstawia bok elementu przylegający do kolejnego elementu na zakładkę w wersji jednostronnej z oczkami łączącymi, Fig. 5 przedstawia bok elementu przylegający do kolejnego elementu na zakładkę w wersji dwustronnej z zamkiem, Fig. 6 przedstawia bok elementu przylegający do kolejnego elementu na zakładkę w wersji dwustronnej z rzepami.

P r z y k ł a d 1

Przykładem wykonania wynalazku jest element systemu przeciwpowodziowego składający się ze stelaża 1, do którego zamocowane są w sposób trwały rozłączny przy pomocy pętelek 2 dwie maty 3 wykonane z dwóch warstw membrany półprzepuszczalnej dla wody z geowłókniny, zszytej nicią o dużej wytrzymałości i trwałości w liniach pionowych tworzących komory zewnętrzne 4. Komory zewnętrzne 4 zasypane są perlitem ekspandowanym 4a. Tak powstałe maty spełniają funkcję warstwy filtracyjnej. Materiał ziarnisty charakteryzuje się podwyższoną nasiąkliwością a równocześnie przepuszczalnością. Nasiąkliwość dodatkowo zwiększa ciężar elementu co podwyższa jego stabilne położenie i zwiększa opór przed naporem wody. Materiał ziarnisty 4a ma granulację nie przekraczające 20 mm. Pomiędzy dwoma matami 3 znajduje się komora wewnętrzna 5 o przekroju zbliżonym do trójkąta o podstawie 10 cm, zasypana iłem zawierającym smektyty 5a, które wykazują podwyższoną zdolność do pęcznienia w środowisku wodnym co najmniej 150% wzrostu objętości oraz współczynnik filtracji poniżej 10-7 m/s. Wysuszony materiał pęczniejący 5a posiada granulację nie przekraczającą 10 mm.

Element mocuje się do podłoża szpilkami 6. Taka budowa elementów wchodzących w skład systemu, jak i prawidłowe ułożenie gwarantuje pełne zabezpieczenie danego obszaru jeśli system układany jest na otwartym polu.

Na górnej powierzchni elementu znajduje się zamknięcie 7 w postaci stalowych oczek do przeplatania linki, służące prawidłowemu przyleganiu krańców membrany 3 do siebie. Ponadto zamknięcie 7 pozwala na napełnianie komór zewnętrznych 4 i komory wewnętrznej 5 oraz na ich opróżnianie. Dodatkowo na tylnej ścianie elementu, od strony zabezpieczanego terenu, może być przymocowana folia wodoszczelna w celu zapewnienia lepszej ochrony. Elementy systemu mają długość 4 m i wysokość 1,0 m. Kształt elementów zapewnia wodoszczelność również w miejscach ich łączenia. Boki elementów ułożonych w ciągi przylegają do siebie na zakładkę 8 zaopatrzoną w elementy łączące 9 w postaci zamków stalowych oczek łączących do przeplatania linki, zapewniające prawidłowe zabezpieczenie, w szczególności w płaszczyźnie połączeń komór wewnętrznych 5 wypełnionych materiałem pęczniejącym 5a.

P r z y k ł a d 2

Przykładem wykonania wynalazku jest element systemu przeciwpowodziowego jak w przykładzie 1 przy czym do zabezpieczenia budynku (bram, okien, drzwi) przed zalaniem konstrukcja elementu ograniczona jest do jednej warstwy pęczniejącej i jednej filtracyjnej.

Mata wykonana została z membrany półprzepuszczalnej 3 dla wody z tworzyw sztucznych lub materiałów pochodzenia naturalnego. W miejscach wsypu materiałów wypełniających matę zamontowany jest rzep lub zamek 9. Jako materiał wypełniający komory zewnętrzne 5 stosowany był keramzyt lub piasek. Komora wewnętrzna 5 miała podstawę o długości 15 cm i zasypana była granulowaną gliną, lub bentonitem, wykazującymi podwyższoną zdolność do pęcznienia w środowisku wodnym (co najmniej 150% wzrostu objętości). Wysuszony materiał pęczniejący posiadał granulację 2-8 mm.

Elementy miały długość 2 m i wysokość 1,5 m. Boki przylegały do siebie na zakładkę.

Opisany w przykładzie 1 i 2 system składający się z 10 elementów został przetestowany w skali laboratoryjnej. Dopływ wody spowodował w pierwszej kolejności uszczelnienie powierzchni styku element/zbiornik, a następnie zaobserwowano niewielki wzrost objętości warstwy pęczniejącej. Woda

PL 236 135 B1 w zbiorniku od strony zalewowej była utrzymywana przez 72 godziny na wysokości 25 cm zapory. Przez ten czas nie zaobserwowano przedostania się wody na stronę suchej części zbiornika.

Przewiduje się, że element o wymiarach docelowych może być wykorzystany jako przesłona barierowa w „otwartym polu” w miejscach o prostej budowie terenu z drobnymi jego nierównościami związanymi z występowaniem roślinności, kamieni, krawężników itd. Znaczy to, iż materiał w prosty sposób dzięki zjawiskom pęcznienia dopasowuje się do niewielkich nierówności terenu. Oprócz tego poprzez zastosowanie systemu w skład którego wchodzą tylko jedna warstwa filtracyjna i pęczniejąca element może być zastosowany do uszczelnienia otworów budowli, dzięki doszczelnieniu miejsc pomiędzy ścianą budynku a warstwą pęczniejącą budynku.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Element systemu przeciwpowodziowego, znamienny tym, że składa się ze stelaża (1), do którego zamocowana jest w sposób trwały rozłączny, co najmniej jedna mata (3) wykonana z dwóch warstw membrany półprzepuszczalnej dla wody, zszytych w liniach pionowych tworzących komory zewnętrzne (4) zasypane materiałem ziarnistym twardym (4a), charakteryzującym się podwyższoną nasiąkliwością a równocześnie przepuszczalnością, o granulacji nie przekraczającej 20 mm a od strony przeciwnej do stelaża (1) lub pomiędzy dwoma matami (3) znajduje się komora wewnętrzna (5) o przekroju zbliżonym do trójkąta, którego podstawa ma długość minimum 5 cm, wypełniona materiałem pęczniejącym (5a) wykazującym podwyższoną zdolność do pęcznienia w środowisku wodnym co najmniej 150% wzrostu objętości oraz współczynniku filtracji poniżej 10^-7 m/s, o granulacji nie przekraczającej 10 mm a na górnej powierzchni elementu znajduje się zamknięcie (7) i elementy systemu mają długość od 0,5 do 5 m i wysokość od 0,5 do 1,5 m, przy czym boki elementów, na końcach posiadają elementy łączące (9).
2. 2. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że mata (3) zamocowana jest do stelaża (1) przy pomocy pętelek (2).
3. 3. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że do stelaża (1) zamocowane są dwie maty (3).
4. 4. Element według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że membrana półprzepuszczalna dla wody wykonana jest z tworzywa sztucznego lub materiałów pochodzenia naturalnego.
5. 5. Element według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że materiałem ziarnistym twardym (4a) jest różnego typu piasek, keramzyt czy perlit ekspandowany.
6. 6. Element według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że materiałem pęczniejącym są granulowane gliny, iły zawierające smektyty, bentonity.
7. 7. Element według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że zamknięcie (7) ma postać zamka /lub rzepu i/lub stalowych oczek.
8. 8. Element według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że na tylnej ścianie elementu, od strony zabezpieczanego terenu, przymocowana jest folia wodoszczelna.
9. 9. Element według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że elementy łączące (9) mają postać zamków, rzepów lub oczek łączących.