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1 Evacuation des eaux des toitures plates

2 SOMMAIRE 1. Introduction 2. Bases 3. Evacuation des eaux des toits plats

3 1. Introduction La conception et le calcul des installations d évacuation des eaux de toitures sont complexes et difficiles. Dans le but de permettre la calculation et le dimensionnement de l évacuation des eaux de toitures, l association Suissetec a élaboré une directive comprenant toutes les prescriptions valables. Cette directive s adresse aussi bien aux ferblantiers, étancheurs ou installateurs sanitaires mais, avant tout, aux concepteurs confrontés aux problèmes de l évacuation des eaux des bâtiments. Pour un grand ga nombre d applications, la directive e est trop topdétaillée. ée C est pourquoi l association Suissetec a décidé de mettre à disposition un guide qui propose aux utilisateurs occasionnels des solutions pour les cas standards.

4 2. Bases Quantité d eaux pluviales à évacuer : Le débit d eaux pluviales (QR) se calcule avec la formule suivante : Q R = r S F A C Q R : Débit d eaux pluviales l (l/s) r : Intensité pluviométrique (l/s m 2 ) S F : Facteur de sécurité A : Surface effective réceptrice (m 2 ) C :Coefficient de ruissellement

5 2. Bases Intensité pluviométrique (r) Le calcul de la quantité d eaux pluviales l s effectue toujours avec : r = 0.03 l/s m 2

6 2. Bases Facteur de sécurité S F Bâtiments particulièrement en danger et facteurs de sécurité : Partout où de fortes pluies inhabituelles ou des obstructions de l installation d évacuation des eaux pourraient provoquer des entrées d eau deau dans le bâtiment, il est nécessaire d étudier détudier sérieusement la question de la sécurité.

7 2. Bases Type de bâtiment Facteur de sécurité Bâtiments dans lesquels des infiltrations d eaux pourraient causer de gros dégâts. Halles de fabrication et de stockage Laboratoires Grandes Surfaces Etc. Bâtiments pour lesquels l des mesures de protection i exceptionnelles i sont nécessaires. Hôpitaux / Centres médicaux Théâtres / Salles de concert Musées ou bâtiments dans lesquels des objets culturels particuliers sont conservés Centres TED ou PC ou studios de TV Halles de fabrication ou de stockage de l industrie chimique Fabriques de munitions 2.0

8 2. Bases Dans les cas suivants, on prévoira toujours un facteur de sécurité de 2.0 : Terrasse exploitée, sans trop-plein au bord du toit Toit plat avec hauteur de raccordement réduite

9 2. Bases Surface réceptrice A La surface réceptrice effective correspond à la projection horizontale de la toiture. L influence du vent n est pas prise en considération. Recommandation : Dans le cas où un avant-toit ou une terrasse est contigu à une plus grande surface de façade exposée au vent, il est recommandé d ajouter 1/3 de la surface du mur à la surface de l avant-toit ou de la terrasse.

10 2. Bases Coefficient de ruissellement (C) Le coefficient de ruissellement permet de tenir compte du ralentissement de l écoulement des eaux pluviales, par des surfaces de toits recouverts d humus humus. Voici les différents facteurs pour le calcul : Toit plat traditionnel (gravier) 1.0 Toit plat recouvert d humus : Epaisseur jusqu à 10cm 0.7 Epaisseur de 11 à 25cm 0.4 Epaisseur de 26 à 50cm 0.2 Epaisseur supérieure à 50cm 0.1

11 2. Bases Débit d eaux pluviales à évacuer, exemple de calcul 1. Toit plat sur un immeuble d habitation, avec une couche de protection en gravier rond, d une épaisseur de 5cm. Bordures de toit équipées de cornières en tôle, dépassant de 12cm la couche de protection. Dimension de la toiture : 12m x 20m.

12 2. Bases Débit d eaux pluviales à évacuer, exemple de calcul 2. Toit plat sur un bâtiment hospitalier, avec 8cm de verdure extensive. Pénétration raccordée avec des garnitures en ferblanterie, dépassant de la verdure de 12cm. Dimension de la toiture : 15m x 32m.

13 2. Bases Débit d eaux pluviales à évacuer, exemple de calcul 3. Terrasse praticable avec carrelage. Bord de toiture avec parapet. Pente 1.5%, du seuil de porte jusqu au parapet. Hauteur du seuil, 6cm au dessus du carrelage. Dimension de la terrasse: 8m x 4m.

14 Principes généraux / Critères de conception Pente du toit L évacuation des eaux des toits plats doit être assurée. Raccordements et écoulements La limite supérieure ouverte vers le haut (hauteur de débordement) des raccordements doit se trouver au-dessus d une possible hauteur d accumulation, toutefois, au moins 120mm audessus du bord supérieur de la couche de protection, resp. d utilisation utilisation. Pour les seuils de porte, une hauteur minimale de 60mm audessus du bord supérieur de la couche de protection, resp. d utilisation est conforme.

15 Naissance d eaux pluviales Les naissances doivent si possible avoir un écoulement à bord conique. Le débit est réduit de 50% environ si l écoulement est à bord droit.

16 Les crépines, les gardes-gravier et les grilles traditionnelles réduisent le débit de 50% au moins.

17 Les naissances d évacuation des eaux, les tuyaux d écoulement et les conduites d eaux pluviales doivent avoir un diamètre nominal minimal de DN 80mm (diamètre intérieur). Pour les balcons couverts, un diamètre nominal minimal de DN 60mm est acceptable.

18 Retenue d eau sur les toits plats Lors de fortes pluies, une retenue d eau (rétention), provoquant un ralentissement de l écoulement est souhaitée, l augmentation de la charge sur le toit, occasionnée par la retenue d eau, doit être prise en compte par le concepteur. Garde d eau Pour tous les calculs, une garde d eau minimale de 25mm est à préserver.

19 Trop-pleinspleins de sécurité Les toits plats doivent, en règle générale, être équipés de trop- pleins de sécurité. Ces derniers doivent pouvoir évacuer la totalité des eaux pluviales calculées. Les trop-pleinspleins de sécurité doivent avoir une section rectangulaire avec au minimum une hauteur et une largeur de 50mm (capacité de débit 0.7l/s). Recommandation : hauteur 60mm/largeur 150mm (capacité de débit 2.9l/s).

20 Pour les bordures de toit fermées vers le haut (délimitation supérieure fermée) offrant à l eau la possibilité de s écouler sécouler vers l extérieur sans entrainer de dommage, il n est nest pas nécessaire de planifier des trop-pleins de sécurité; la rive du toit remplit cette fonction. 25 mm m

21 Trop-pleinspleins d avertissement Les trop-pleins d avertissement indiquent si le système d évacuation des eaux ne fonctionne pas correctement. Ils peuvent être ronds et doivent avoir un diamètre intérieur minimum de 50mm. Ils doivent si possible, se trouver tou à un emplacement pace e bien visible.

22 Schéma de calcul Les schémas de calcul «Toits plats» et «Terrasse» se différencient seulement par le facteur de sécurité S F. Le schéma de calcul «Terrasse» tient compte du fait que, pour les terrasses et balcons ouverts et exposés à la pluie, sans possibilité de débordement au bord du toit, on doit toujours prévoir un coefficient de sécurité S F de 2.0. Dans les schémas de calcul pour les toits plats, le coefficient de sécurité doit être adapté (en règle générale S F 1.0).

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24 Exemple Evacuation des eaux d un toit plat Données Terrasse avec pente 1.5% (6cm), hauteur de seuil et garniture de tôle selon la norme SIA 271. L évacuation des eaux de la toiture se fait par deux naissances d eaux pluviales et des conduites de raccordement coulées dans le béton (pente : 1.5%). Les conduites de raccordement sont reliées à une colonne de chute d eaux pluviales. L évacuation de sécurité est assurée par trois dégorgeoirs g en ferblanterie posés à 1cm au-dessus du revêtement praticable, au travers de la façade. Dimension de la terrasse: 12m x 4m.

25 Procédé Solution Pour un procédé systématique, il est recommandé d utiliser les schémas de calcul. Schéma ligne 1 12m x 4m x 0.03l/s m 2 x S F 2.0 x C 1.0 = Q R 2.88l/s Schéma ligne mm de hauteur de raccordement du seuil de la porte + 60mm de pente = 120mm

26 Schéma ligne 2.3 La hauteur d accumulation correspond à la différence entre la hauteur de débordement et la garde d eau minimale : 120mm 25mm = 95mm Schéma ligne 3.1 Nombre de naissance selon la donnée. Schéma ligne 3.2 g Débit volumique total par le nombre de naissance : 2.88l/s 2p = 1.44l/s

27 Schéma ligne ou Le tableau «Valeurs d écoulement des conduites sanitaires et des naissances d eaux pluviales» détermine la capacité d écoulement des naissances en tôle et des tuyaux d écoulement sanitaire.

28 Schéma ligne ou Pas 1 : Déterminer la hauteur d accumulation sur naissance (60mm) Pas 2 : Rechercher une valeur qui est supérieure à 1.44l/s

29 Schéma ligne ou Pas 3 : Se référer au diamètre de l écoulement (80mm)

30 Schéma ligne ou Le diamètre de l écoulement sera de 80mm diamètre minimum 80mm Schéma ligne 4.1 Nombre de trop-plein selon la donnée. Schéma ligne 4.2 Débit volumique total par le nombre de trop-plein : 2.88l/s 3p = 0.96l/s

31 Schéma ligne Idem ligne 2.3 dans le schéma : 95mm Schéma ligne A définir selon la situation, en règle générale : 10mm Schéma ligne Hauteur maximale possible du trop-plein p de sécurité : 95mm 10mm = 85mm

32 Schéma ligne Définir la largeur B TP du trop-plein, rechercher une valeur supérieure à 0.96l/s dans le tableau : 50mm

33 Schéma ligne Définir le niveau de pression du trop-plein, p remonter dans le tableau : 60mm

34 Schéma ligne 5 Le tableau «Valeurs d écoulement des conduites sanitaires et des naissances d eaux pluviales» détermine la capacité d écoulement des naissances en tôle et des tuyaux d écoulement sanitaire.

35 Schéma ligne 5 Selon le diamètre de la naissance, vérifier si le tuyau d écoulement découlement possède la capacité d écoulement nécessaire. Min. 2.88l/s

36 Schéma ligne 5.1 Idem mais selon la pente. Min. 1.44l/s

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38 Questions

39 MERCI de votre collaboration

40 Valeurs d'écoulement des conduites sanitaires et des naissances d'eaux pluviales Evacuations intérieures (Sanitaire) Naissances d'eaux pluviales en tôle Désignation Colonne de Hauteur d'accumulation Hauteur d'accumulation Hauteur d'accumulation Conduites horizontales chute 60mm 80mm 100mm DN Tuyaux PE (Geberit) Conduites verticales Conduites de raccordement, collecteurs horizontaux et collecteurs enterrés Débit maximum Débit maximum Débit maximum d'écoulement avec crépine, d'écoulement avec crépine, d'écoulement avec crépine, grille ou garde gravier grille ou garde gravier grille ou garde gravier Pente 0.5 % Pente 1 % Pente 1.5 % Ø en mm Ø en mm l/s l/s l/s l/s sans cône avec cône sans cône avec cône sans cône avec cône

41 Valeurs d'écoulement des tuyaux en ferblanterie et des naissances d'eaux pluviales Tuyaux en tôle (Ferblantier) Naissances d'eaux pluviales en tôle Désignation Tuyau EP Hauteur d'accumulation 60mm Hauteur d'accumulation 80mm Hauteur d'accumulation 100mm DN Tuyaux verticaux Débit maximum d'écoulement avec Débit maximum d'écoulement avec Débit maximum d'écoulement avec crépine, grille ou garde gravier crépine, grille ou garde gravier crépine, grille ou garde gravier Ø en mm l/s sans cône avec cône sans cône avec cône sans cône avec cône

42 Capacité d'écoulement des trop pleins de sécurité carrés Q TP en l/s Larg. B TP Niveau de pression h TP en mm en mm '

43 Schéma de calcul "Terrasse" Objet : Position : Ligne Processus Remarque 1 Débit volumique d'eaux pluviales (Q R ) l/s m 2 x 0.03 l/s/m 2 x S F 2.0 x C = Q R l/s 2.1 Hauteur d'accumulation maximale depuis le point bas de la couche de protection ou d'utilisation mm Point le plus bas (naissance) de la couche de protection ou d'utilisation, jusqu'à la hauteur de débordement (raccords, seuils, etc.) 2.2 Déduction de la garde d'eau minimale mm Hauteur d'accumulation maximale possible depuis la couche de protection ou d'utilisation mm 3 Disposer les naissances, les reporter sur le plan Ni Naissance d'eaux pluviales l Nbre Calculer la charge sur le toit, y c. la quantité d'eau éventuellement accumulée Danger de refoulement, sécurité contre le gel, siphon, formation d'eau de condensation 3.2 Débit volumique d'évacuation pour chaque naissance l/s Reporter sur le plan Naissance droite, hauteur d'accumulation mm DN Tableau "Naissance d'eaux pluviales" (Minimum DN 80mm) Naissance conique, hauteur d'accumulation mm. DN Tableau "Naissance d'eaux pluviales" (Minimum DN 80mm) 3.4 Naissance d'eaux pluviales avec certificat d'essai, hauteur d'accumulation mm. 4 Disposer les trop pleins de sécurité et de signal, les reporter sur le plan 4.1 Trop pleins de sécurité Nbre DN Marque et type :. Où s'évacue l'eau qui déborde? Attention aux sauts de loup, balcons, terrasses de toit, etc Débit volumique d'évacuation pour chaque trop plein de sécurité l/s Reporter sur le plan Hauteur d'accumulation maximale possible depuis la couche de protection ou d'utilisation mm Ligne Niveau inférieur du trop plein de sécurité depuis la couche de protection ou d'utilisation mm En règle générale, env. 10mm Hauteur maximale du trop plein de sécurité mm Calculer ou fixer la largeur B TP du trop plein mm Calculer ou fixer le niveau de pression h TP. Fixer la hauteur du trop plein de sécurité mm 5 Tuyaux de descente / Colonne de chute DN Du niveau inférieur du trop plein au niveau imférieur de la garde d'eau Tableau "Trop pleins de sécurité" Choisir une valeur Tableau "Naissances d'eaux pluviales" (minimum Ø 80mm) 5.1 Conduites horizontales. Pente..% DN Vérifier la charge de l'écoulement 6 Vérifier les dispositions et le dimensionnement! Vérifier les hauteurs d'accumulation et de charge sur la terrasse! Changer évent. de type ou de grandeur de naissances ou adapter les DN des conduites

44 Schéma de calcul "Toit plat" Objet : Position : Ligne Processus Remarque 1 Débit volumique d'eaux pluviales (Q R ) l/s m 2 x 0.03 l/s/m 2 x S F. x C = Q R l/s 2.1 Hauteur d'accumulation maximale depuis le point bas de la couche de protection ou d'utilisation mm Point le plus bas (naissance) de la couche de protection ou d'utilisation, jusqu'à la hauteur de débordement (raccords, seuils, etc.) 2.2 Déduction de la garde d'eau minimale mm Hauteur d'accumulation maximale possible depuis la couche de protection ou d'utilisation mm 3 Disposer les naissances, les reporter sur le plan Naissance Ni d'eaux pluviales l Nbre Calculer la charge sur le toit, y c. la quantité d'eau éventuellement accumulée Danger de refoulement, sécurité contre le gel, siphon, formation d'eau de condensation 3.2 Débit volumique d'évacuation pour chaque naissance l/s Reporter sur le plan Naissance droite, hauteur d'accumulation mm DN Tableau "Naissance d'eaux pluviales" (Minimum DN 80mm) Naissance conique, hauteur d'accumulation mm. DN Tableau "Naissance d'eaux pluviales" (Minimum DN 80mm) Naissance d'eaux pluviales avec certificat d'essai, DN hauteur d'accumulation mm. Disposer les trop pleins de sécurité et de signal, les reporter sur le plan 4.1 Trop pleins de sécurité Nbre Marque et type :. Où s'évacue l'eau qui déborde? Attention aux sauts de loup, balcons, terrasses de toit, etc Débit volumique d'évacuation pour chaque trop plein de sécurité l/s Reporter sur le plan Hauteur d'accumulation maximale possible depuis la couche de protection ou d'utilisation mm Ligne Niveau inférieur du trop plein de sécurité depuis la couche de protection ou d'utilisation mm En règle générale, env. 10mm Hauteur maximale du trop plein de sécurité mm Calculer ou fixer la largeur B TP du trop plein mm Calculer ou fixer le niveau de pression h TP. Fixer la hauteur du trop plein de sécurité mm 5 Tuyaux de descente / Colonne de chute DN Du niveau inférieur du trop plein au niveau imférieur de la garde d'eau Tableau "Trop pleins de sécurité" Choisir une valeur Tableau "Naissances d'eaux pluviales" (minimum Ø 80mm) 5.1 Conduites horizontales. Pente..% DN Vérifier la charge de l'écoulement 6 Vérifier les dispositions et le dimensionnement! Vérifier les hauteurs d'accumulation et de charge sur la terrasse! Changer évent. de type ou de grandeur de naissances ou adapter les DN des conduites

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