Til hovedinnhold

Permeable dekker med belegningsstein i betong håndterer overvann

Permeable dekker med belegningsstein i betong håndterer overvann

Seniorforsker
Publisert 2. oktober 2018

Permeable dekker med belegningsstein består av tette betongenheter som er konstruert slik at det lages definerte fuger mellom enhetene slik at overvann kan drenere gjennom fugene og ned i grunnen under dekket.

Permeabelt versus tett dekke. Foto: ASAK Miljøstein

Denne artikkelen ble først publisert i Byggeindustrien.

Av Edvard Sivertsen, Tone Muthanna (NTNU) og Berit Time

Permeable dekker med belegningsstein har for øvrig de samme tekniske egenskapene som tradisjonelle dekker og konstrueres på samme måte med et forsterkningslag, bærelag, settelag og belegningsstein. Det er imidlertid viktig at fugematerialet mellom betongenhetene og settelaget er uten finstoff (det vil si uten fraksjonen 0-2 mm). Typisk anbefales knuste steinmasser med størrelsesfordeling 2-5 mm som fugemateriale.

Oppbygningen av permeable dekker er tilpasset bruksområdet for dekket. Bruksområdet varierer vidt fra industrielle applikasjoner med tung nyttelast til fortau, torg og private oppkjørsler med mindre belasting. Det er utarbeidet flere veiledere som kan lastes ned fra Norsk Belegningsstein og som gir detaljerte beskrivelser av dimensjonering og oppbygging [1, 2].

Alle de store norske produsentene av belegningsstein har permeable alternativer i sitt sortiment og det er anlagt en rekke anlegg i Norge de senere årene som benytter permeable dekker. Noen eksempler er Dansrudveien (Drammen, 30 000 m2), Aker Solution (Egersund, 12 000 m2), Tine Meierier (Sola, 4200 m2), Røykenbadet (Røyken, 5500 m2) og Svinesund Transportsenter (Svinesund, 23 000 m2).

Overvann

Overvann er vann som renner på overflaten som følge av nedbør eller smeltevann [3]. Overvann er en økende utfordring i byer og tettsteder som i stor grad skyldes urbanisering med utbygging og tetting av naturlige avrennings- og infiltrasjonsflater. Klimaendring med hyppigere og kraftigere regnskyll vil forsterke utfordringene med overvann ytterligere. Figur 1 viser hvordan økt urbanisering og klimaendringer gir økende mengder overvann. Denne økende mengden overvann må håndteres på en forsvarlig måte slik at vi unngår oversvømmelse og skader på bygginger og infrastruktur. Hensikten med ulike overvannstiltak er derfor å redusere og forsinke avrenningstoppen fra et gitt område mest mulig, slik at ikke alt overvannet "treffer" ledningsnett eller bekkeløp nedstrøms samtidig.

Tradisjonelt har overvann vært håndtert ved å lede vannet til nærmeste sluk for deretter å bli transportert i rør enten sammen med sanitært avløpsvann (felles system) eller i egne rørledninger (separat system). Ulempen for begge løsningene er at rørene har en begrenset kapasitet som ofte ikke tar høyde for økende overvannsmengder. Overvannshåndteringen har derfor i den senere tid fokusert på løsninger som kan begrense mengden overvann ved at alt eller noe av overvannet håndteres lokalt [4]. I Norge er dette arbeidet forankret i treleddsstrategien. Treleddsstrategien kategoriserer tiltak for å håndtere overvann inn i tiltak som (1) reduserer og forsinker avrenning gjennom infiltrasjon til grunnen, (2) forsinker avrenning gjennom fordrøyning og (3) sikrer trygg avledning til nærmeste resipient.

Avhengig av utforming kan permeable dekker med belegningsstein kategoriseres enten som et infiltrasjonstiltak, som et fordrøyningstiltak eller som begge deler. Effektiviteten til permeable dekker vil være avhengig av utforming og stedlige betingelser og kan variere fra fullstendig infiltrasjon der alt vannet infiltreres i grunnen til at alt vannet samles opp under det permeable dekket og slippes på det øvrige overvannssystemet med en betydelig forsinkelse. Videre vil permeable dekker typisk ha en avrenningskoeffisient på nivå som vanlig gress.

En framtidsrettet håndtering av overvannet krever en god plan som ofte kombinerer en rekke ulike tiltak som i sum gir tilstrekkelig kapasitet [5, 6]. Permeable dekker med belegningsstein vil være ett av mange overvannstiltak som kan benyttes på bygninger (tak), i byer og tettsteder, og er spesielt interessant da det også har andre ønskelige egenskaper som vil gi merverdi. (Så langt er det oftest slik at det er overvannshåndteringen som er merverdien, mens det er parkeringsplassen, fortauet eller gårdsplassen som er primærfunksjonen.)

Figur 1 Økende overvannsmengder som følge av urbanisering og klimaendring (Byggforskserien 311.015).

 

Tre ulike prinsipper for oppbygning

Avhengig av hvordan overvannet håndteres skiller vi mellom tre ulike prinsipper for oppbygning av permeable dekker.

System A – full infiltrasjon brukes når grunnen under dekket har så god infiltrasjonskapasitet at grunnen vil kunne ta unna vannet som skal håndteres og som går gjennom det permeable dekket. Denne løsningen faller derfor inn under det første trinnet i treleddsstrategien.

System B – delvis infiltrasjon benyttes når grunnen under dekket ikke har kapasitet til å infiltrere alt vannet som går gjennom det permeable dekket eller hvis grunnvannet i perioder blir stående i forsterkningslaget til dekket. I tillegg til naturlig infiltrasjon lages det derfor en dreneringsløsning som drenerer vannet som ikke infiltreres til nærmeste ledningsnett, grøft eller annen resipient. Denne løsningen faller derfor inn under både det første og andre trinnet i treleddsstrategien.

System C – ingen infiltrasjon benyttes når grunnforholdene ikke tillater infiltrasjon eller når overvannet er så forurenset at man ikke ønsker å infiltrere vannet til grunnen. For denne løsningen legges det en tett membran mellom grunnen og forsterkningslaget for å skille overvannet fra grunnvannet. I tillegg må det lages en dreneringsløsning som drenerer overvannet til nærmeste ledningsnett. Denne løsningen faller derfor inn under det andre trinnet i treleddsstrategien.

Kapasiteten til permeable dekker vil således avhenge av lagringskapasiteten i de underliggende lagene og infiltrasjonskapasiteten i grunnen. Det er tykkelsen på forsterkningslag og bærelag som utgjør vannlagringskapasiteten i systemet, mens den totale infiltrasjonskapasiteten til grunnen bestemmes i stor grad av de stedegne masser [7].

Vedlikehold

Permeable dekker med belegningsstein krever lite vedlikehold. Støv og annet finpartikulært materiale som ledes til fugene vil redusere den drenerende kapasiteten til dekket over tid. Det er imidlertid vist at den drenerende kapasiteten stabiliserer seg etter noen år og når man planlegger og dimensjonerer tar man høyde for denne reduksjonen. For å sikre lang levetid bør allikevel tilførsel av ekstra partikulært materiale fra omgivelsene minimeres og det bør utføres regelmessig feiing. Hvis fugematerialet går helt tett må dette rengjøres eller erstattes ved hjelp av spyle/feie-bil. Hvis det blir behov for strøing om vinteren, er det hensiktsmessig å strø med den samme massen som brukes som fugemateriale, slik at man får en naturlig etterfylling av fugene om våren og man unngår ekstra tilførelse av finstoff.

Kan hindre forurensing

I og med at partikulært finstoff i stor grad holdes tilbake av fugene og settelaget, kan permeable dekker med belegningsstein til en viss grad ha en rensende effekt på forurenset overvann. Partikkelbundne forurensinger som tungmetaller vil kunne holdes tilbake og akkumuleres i de tettere lagene av dekket, som i så fall må behandles når det permeable dekket skiftes ut. I tillegg kan mindre mengder hydrokarboner som lekker fra biler og lastebiler bionedbrytes i de tettere lagene av dekket dersom betingelse for biologisk aktivitet for øvrig er tilfredsstilt [1].

Vinterforhold

Riktig utførte permeable dekker fungerer godt under vinterforhold og internasjonale erfaringer har vist at telehiv ikke forekommer siden massene er drenerende og man unngår stående vann som kan fryse. Lagene med pukk har også en isolerende effekt og det er vist at infiltrasjonsevnen opprettholdes etter kuldeperioder [1]. Videre har man erfaringer som viser at permeable dekker med belegningsstein fungerer bra i perioder med snøsmelting på dagen og frost om natten, der smeltevannet drenerer i fugene og dekket fremstår som tørt i motsetning til tette dekker der smeltevannet fryser til is. Dette vil redusere behovet for strøing og således redusere kostnader til vinterdrift [2].

Dersom det blir behov for strøing av dekkene vinterstid, kan finstoffene i strøsanden over tid tette fugene [1]. Dette kan man til dels unngå ved å bruke fugemateriale som strøsand.

Pågående forskningsaktiviteter

Mye av kunnskapen om permeable dekker med belegningsstein er hentet fra utlandet, bl.a. England, USA og Canada. I nordisk klima er det gjort noe forskning i Sverige som er meget relevant for Norge. Det er nå bygget flere anlegg i Norge som benytter belegningsstein i permeable dekker og det opparbeides verdifull erfaring fra disse med drift og vedlikehold under norske forhold. I tillegg er det fortsatt behov for forskning, utvikling og dokumentasjon, bl.a. for å utfordre dimensjoneringsveilederen og dokumentere kapasiteten, spesielt under vinterdrift. Det pågår for tiden spennende aktiviteter ved flere testanlegg i Norge.

Pilotanlegget på Ås

I 2012 ble det bygget en 200 m2 stor parkeringsplass med permeabelt dekke på campus Ås. Anlegget følges opp av studenter i ulike studentoppgaver ved NMBU.

Testanlegget på Sandnes

I 2015 ble testanlegget på tomta til Multiblokk på Sandes ferdigstilt. Anlegget følges opp av Storm Aqua, i tillegg er flere studentoppgaver utført i tilknytning til testanlegget, bl.a. [8]. Anlegget består av fire ulike forsøksfelter med ulik oppbygning og belasting. To av forsøksfeltene ligger i innkjøringsveien til fabrikkområdet og utsettes for meget tung belastning. Begge disse feltene er ca. 120 m2 store og infiltrerer kun vann fra området de dekker. Et tredje felt på ca. 104 m2 infiltrerer vann fra en større parkeringsplass med tett dekke. Anlegget har egen værstasjon og måleutstyr for å måle vannmengdene gjennom feltene.

Testanlegget i Trondheim

På taket til Trondheim kommunes avløpsrenseanlegg på Høvringen har SFI Klima 2050 etablert tre forsøksfelter for utvikling og uttesting av blågrønne og blågrå tak som fordøyer avrenningen av overvann [9]. Testanlegget stod ferdig i 2016 og har egen værstasjon og avansert måleutstyr for å måle vannmengdene gjennom feltene. Det blågrå taket består av permeabel belegningsstein i betong som legges oppå et filtermateriale med egenskaper som forsinker avrenningen av vannet. På denne måten får man et uterom på taket som også bidrar til overvannshåndtering. Det er mulig å se resultater, laste ned publikasjoner og følge med på uttestingen av takene på www.klima2050.no.

Testanlegget på Høvringen renseanlegg i Trondheim. Foto: Tore Kvande

Testanlegget på Malvik

DRENSSTEIN er et treårig forskningsprosjekt som startet opp i 2017 med støtte fra Norges Forskningsråd. Prosjektet eies og ledes av Vikaune Fabrikker, med Nordland Betong, ASAK, ASAK Miljøstein, Lintho Steinmiljø, og Storm Aqua som prosjektdeltagere. Prosjektet skal etablere seks forsøksfelter, der hvert felt vil være ca. 100 m2. Hvert felt vil ha forskjellig oppbygning og teste ut ulike kombinasjoner av de ulike lagene, både med og uten infiltrasjon. Forsøksfeltene vil være en integrert del av området forøvrig og vil således få en naturlig og reell belasting. Anlegget vil få egen værstasjon og måleutstyr for å måle vannmengdene gjennom feltene. Testanlegget er plassert på Malvik utenfor Trondheim og vil stå ferdig høsten 2018.

 

Referanser

[1] Permeable dekker – Veiledning for utforming, bygging og vedlikehold av permeable dekker av betongstein, Veileder Interpave, 2012
[2] Myhr, K. Dimensjonering og bruk av permeable dekker med belegningsstein – En kort veiledning i bruk av permeable dekker, Byggutengrenser Norsk Belegningsstein, 2013
[3] Overvann i byer og tettsteder - som problem og ressurs. NOU2015:16, Klima- og miljødepartementet, 2015
[4] Lindholm, O., S. Endresen, S. Thorolfsen, S. Sægrov, G. Jakobsen og L. Aaby. Veiledning i klimatilpasset overvannshåndtering, Norsk Vann rapport 162, 2008
[5] Byggforskserien 311.015 Vann i by – håndtering av overvann i bebygde områder
[6] Byggforskserien 514.114 Løsninger for lokal håndtering av overvann i bebygde områder
[7] Myhr, K. og Lippestad, S.L. Belegningsstein som håndterer overvann, Oslo kommune faktaark, 2016
[8] Trandem, J.H. Testing of Infiltration System for Stormwater - Permeable Pavement. Master Thesis. NTNU, Trondheim 2016
[9] Muthanna, T. og Time, B. Fordrøyende tak. Byggeindustrien 11/2018 s 37