Zgodnie z obowiązującymi wytycznymi, np. zapisami normy PN-EN 476: „W normach wyrobów powinny być podane szczegółowe dane dotyczące właściwości, które są istotne dla trwałości wyrobów gotowych.” Jak zatem można zbadać właściwości systemów skrzynek retencyjno - rozsączających lub innych systemów retencyjno - rozsączających, aby mieć pewność trwałości takiego systemu? Czy istnieją wytyczne albo normy, które dają odpowiedź jak przeprowadzić badanie oraz jakie wnioski z takiego badania można wyciągnąć.
Wavin, jako lider w dziedzinie systemów do rozsączania wody deszczowej, zawsze podnosił zagadnienie zapewniania trwałości i wytrzymałości systemu w czasie. Wytrzymałość systemu zbudowanego na skrzynkach retencyjno - rozsączających zależy od korelacji dwóch czynników:
• zmiany właściwości materiału w czasie,
• zmiany wytrzymałości w czasie.
Niestety na rynku polskim większość producentów w celu oceny wytrzymałości skrzynek posługuje się badaniami wytrzymałości krótkotrwałej, polegających na stałym zwiększaniu obciążenia lub prędkości przesuwu płyt, pomiędzy którymi umieszczona jest skrzynka. Owszem takie badanie odpowiada na pytanie o wytrzymałość systemu w momencie produkcji, lecz nie daje odpowiedzi jak będzie się on zachowywał poddany stałym obciążeniom w czasie i co ważniejsze jakie jest maksymalne obciążenie, jakiemu możemy stale poddać system, aby pracował on bezawaryjnie przez minimum 50 lat. Nie pozwala też na jednoznaczne porównanie wyników dla różnych produktów.
Przełom w tej sytuacji stanowi ukazanie się w 2019 roku normy produktowej obejmującej swoim zakresem skrzynki wykonane z polipropylenu (PP) lub z nieplastyfikowanego polichlorku winylu (PVC-U) stosowanych w podziemnych systemach do rozsączania, retencji i gromadzenia wody nieprzeznaczonej do spożycia (np. wody deszczowej). Norma ta (PN-EN 17152-1:2019-11/Ap1:2020-10: Systemy przewodów rurowych z tworzyw sztucznych do bezciśnieniowego podziemnego przesyłania i gromadzenia wody nieprzeznaczonej do spożycia. Skrzynki stosowane w systemach do rozsączania, retencji i gromadzenia.
Część 1: Specyfikacje skrzynek na wodę opadową wykonanych z PP i PVC-U) precyzuje wymagania i sposoby badania dla skrzynek w zakresie takich parametrów jak:
- cechy geometryczne
- metoda oceny wg EN ISO 3126:2006
- waga - badane wg PN-EN 17152-1:2019 pkt 7.2
- wskaźnik pustej przestrzeni – badanie wg PN-EN 17152-1:2019 pkt 7.3
- krótkotrwała wytrzymałość na ściskanie w kierunki pionowym i poziomym – parametry badania wg PN-EN 17152-1:2019 pkt 8, metoda badania wg EN 17150:2018
- długotrwała wytrzymałość na ściskanie w kierunku pionowym i poziomym - parametry badania wg PN-EN 17152-1:2019 pkt 8, metoda badania wg EN 17151:2018
- podatność na obciążenia niesztywne – metoda badania wg PN-EN 17152-1:2019- Załącznik B zmiany w wyniku ogrzewania – parametry badania wg PN-EN 17152-1:2019 pkt 9 , metoda badania wg EN ISO 580:2005.
Skrzynki mogą być produkowane z materiału pierwotnego lub pochodzącego z recyklingu. Mogą być produkowane jako całość lub składać się z elementów. Skrzynki mogą być stosowane w terenach zielonych, a także pod ruchem pojazdów - o ich przeznaczeniu (możliwości obciążenia gruntem, czy obciążeniu od pojazdów) decyduje uzyskana wytrzymałość długotrwała.
Skoro istnieją klarowne normy i wytyczne, które jednoznacznie pozwalają na określenie wytrzymałości długotrwałej najnowszy system AquaCell, którego premiera miała miejsce w 2020 roku, został przebadany zgodnie z wytycznymi normy PN-EN 17152-1. Badanie takie przechodzi obecnie także system Q-Bic Plus.
Nowa skrzynka Wavin AquaCell została przebadana zgodnie z normą PN-EN 17152-1 i spełnia wymagania normy. Jest to na razie jedyna skrzynka na rynku o przebadanej wytrzymałości długoterminowej zgodnie z normą PN-EN 17152-1
Niestety spełnienie wymagań normy nie jest obowiązkowe dla producentów. Zgodnie z przepisami prawa polskiego, aby wprowadzić wyrób na rynek należy spełnić wymagania normy, a jeżeli dany wyrób nie jest zgodny z normą uzyskać Krajową Ocenę Techniczną (KOT). Bez presji rynku, który wymusiłby stosowanie przez producentów normy PN-EN 17152-1, nadal systemy będą sprawdzane tylko w odniesieniu do wytrzymałości krótkotrwałej, przy czym częstotliwość tych badań wynosi najczęściej raz na rok. Projekt normy prEN 17152-3 zakłada, że badania takie powinno się przeprowadzać w momencie rozpoczęcia produkcji, a potem raz na 7 dni. Wavin przeprowadza te badania co 24 godziny. Wynik nie może być niższy niż ten uzyskany przy badaniu partii, dla której przeprowadzono badania wytrzymałości długotrwałej. Samo badanie wytrzymałości krótkotrwałej nie jest wystarczające, aby określić faktyczną wytrzymałość skrzynek. Częstotliwość przeprowadzanego badania zapewnia, że produkt posiada zakładane parametry w każdej partii produkowanego wyrobu.
W interesie inwestorów jest stosowanie wyrobów sprawdzonych, przebadanych i wytrzymałych. Tak więc wymóg stosowania wyrobów zgodnych z normą PN-EN 17152-1 powinien stać się obligatoryjny.
Krótkotrwała wytrzymałość na ściskanie w kierunki pionowym i poziomym – metoda badania wg EN 17150:2018
Badania według EN 17150:2018 przeprowadza się w 3 kierunkach, przy czym bada się co najmniej 3 próbki dla każdego kierunku. Bada się wysokość, szerokość, długość w czasie obciążenia. Próbkę umieszcza się pomiędzy dwoma, sztywnymi płytami. Badanie można wykonać jedną z dwóch metod:
Metoda A – obciążenie jest stale zwiększane, wstępne obciąża się skrzynkę
0,50± 0,05 kN/m2/s
Metoda B – prędkość przesuwu płyt jest stała, wstępne obciąża się skrzynkę
1,0 ± 0,1 mm/min
Obciążenie wstępne 5-10 kN/m2 ma być osiągnięte w ciągu minuty i utrzymane przez 5 minut. Od tego momentu zwiększa się obciążenie. W obu metodach badanie przerywa się po osiągnięciu granicy plastyczności lub procentowej zmianie wymiaru.
Stanowisko do badania wytrzymałości na ściskanie – stanowisko w Wavin Polska S.A.
Długotrwała wytrzymałość na ściskanie w kierunku pionowym i poziomym - parametry badania wg PN-EN 17152-1:2019 pkt 8, metoda badania wg EN 17151:2018
Według tej metody bada się skrzynki po 21 dniach od momentu produkcji. Bada się wytrzymałość w kierunku pionowym i poziomym.
Skrzynkę umieszcza się pod stałym obciążeniem. Próby wykonuje się na 10 skrzynkach (na 10 próbkach). W czasie badania kontroluje się zmianę wymiarów. Minimalna wartość osiągnięta w badaniu wytrzymałości na ściskanie w kierunku pionowym powinna być nie mniejsza niż 50 kN/m2. Obciążenie wstępne 5-10 kN/m2 ma być osiągnięte w ciągu minuty. Od tego momentu mierzy się zmiany w wysokości próbki. Potem obciążenie powinno być zwiększone do wymaganego stałego w ciągu 1 minuty. W praktyce może to być trudne do osiągnięcia, dlatego czas ten może być wydłużony, ale nie większy niż 15 minut. Następnie odnotowuje się zmiany z różną częstotliwością aż do odkształcenia.
Jak wspominano każdą z próbek obciąża się stałym obciążeniem, badanie przeprowadza się w określonych przedziałach czasowych. Osiem próbek (skrzynek) powinno być przebadane w przedziałach czasowych TDP1, a dwie w przedziałach TDP2.
Tabela – przedziały czasowe, w których badane jest dziesięć próbek
| Przedział czasowy testu |
Czas do odkształcenia |
Minimalna ilość próbek badana w przedziale czasowym |
| TDP1 |
>100 h i ≤500 h |
4 |
| >500 h i ≤1000 h |
3 |
|
| >1000 h i ≤2000 h |
1 |
|
| TDP2 |
>2000 h i ≤4380 h |
1 |
| >4380 h |
1 |
Badania te służą do obliczenia wytrzymałości 50-cio letniej metodą najmniejszych kwadratów z dolną granicą ufności 95% (LCL – Lower Confidence Limit).
Skoro badanie długotrwałej wytrzymałości jest tak wymagające, po co robi się badania wytrzymałości krótkotrwałej? Jest to bardzo ważne badanie potwierdzające wynik badania wytrzymałości długotrwałej. Przeprowadza się je dla surowca przebadanego o właściwościach określonych dla próbek badanych wg EN 17151:2018. Oznacza to, że jeżeli surowiec, z którego produkowane są skrzynki będzie miał niższe parametry niż ten, z którego były wyprodukowane badane skrzynki nie można deklarować zgodności wyrobu do normy PN-EN 17152-1.
Podatność na obciążenia niesztywne – metoda badania wg PN-EN 17152-1:2019- Załącznik B
Jest to badanie mające potwierdzać zachowanie skrzynek np. w gruncie. Przeprowadza się je jak badanie wg EN 17150:2018 , w kierunku pionowym, lecz pomiędzy płytą a skrzynką znajduje się arkusz gumy. Średnia maksymalna wytrzymałość na ściskanie nie może spaść o więcej niż 25% w porównaniu ze średnią krótkotrwałej wytrzymałości na ściskanie w kierunku pionowym.
Opis
1 obciążenie
2 płyty
3 skrzynka
4 arkusze gumy
Rysunek— Schemat urządzenia badawczego i rozmieszczenia arkuszy gumowych
Tak skomplikowana procedura prowadzi do wystawienia KDWU (Krajowej Deklaracji Właściwości Użytkowych) gdzie można odczytać poszczególne parametry deklarowane przez Producenta.
Wnioski:
Niestety obecnie panujący dualizm, obowiązywanie zapisów Krajowych Ocen Technicznych, w których producenci potwierdzają parametry wytrzymałościowe wykonywane według różnych metod powoduje, że nie można porównać wytrzymałości lub jasno stwierdzić jaka jest wytrzymałość 50-cio letnia dla danego systemu. Często, może ze względów finansowych, sprawdzane i podawane są parametry krótkotrwałe (oczywiście wyższe niż wynikałyby przy wykonaniu pełnego badania). Najnowsza norma PN-EN 17152-1 pozwala na określenie wytrzymałości 50-cio letniej systemu przy stałym obciążeniu, a także na obiektywne porównanie innych badanych cech.
Doświadczenia w zakresie wytrzymałości i badań jakie powinny przechodzić systemy skrzynkowe zostały zebrane w najnowszej normie. Jednak stosowanie jej zapisów nie jest obowiązkowe – stąd być może część producentów nigdy nie zdecyduje się na stosowanie tak wymagającej procedury. Jednakże siła działania rynku i jego wymagania mogą sprawić, że stosowanie PN-EN 17152-1 stanie się normą.
