Nedbørslaster på grønne ekstensive tak over vintersesongen

Abstract

Grønne tak har i takt med økende utfordringer knyttet til overvann i tettbebygde strøk, blitt et etablert tiltak for lokal håndtering av overvann. Takets evne til å forsinke avrenning, og redusere avrenningsintensitet og mengden vann som renner av taket, bidrar til å avlaste et allerede underdimensjonert vann- og avløpssystem i urbane bymiljøer. Når bærekonstruksjoner dimensjoneres for en grønn takoppbygging i dag, legger NS3840 – Grønne tak til grunn last fra de grønne takelementene med full vannmetning, i permanent tilstand. I realiteten opptrer vannlast i grønne tak variabelt med nedbør og takets strømningshastighet. Dagens dimensjoneringspraksis betraktes derfor som konservativ. I denne studien er vannlast og snølast på to grønne ekstensive tak analysert. Datagrunnlaget analysen baserer seg på, består av vektmålinger fra registrert over en periode fra 2018-2024. Med utgangspunkt i vektmålingene er det utviklet metoder for å estimere andelen vannlast og snølast på takene over totalt 6 vintersesonger. Resultatene fra studien indikerer at vannlasten opptrer som en variabel last opp mot maksimal vannlagringskapasitet over vinteren. Videre faller vannlastnivået over vinteren sjeldent under vannlastnivået ved inngangen til vinteren. Med utgangspunkt i dette funnet, utføres to beregningseksempler som kvantifiserer grad av overdimensjonering med dagens dimensjoneringspraksis. I eksemplene beregnes vannlasten som en permanent last med egenlasten til det grønne taket. Største vannlast for sesongen inntreffer som regel etter sesongens største snølast, i forbindelse med snøsmelting. Videre viser analysen at største påfølgende vannlast etter sesongens største snølast, inntreffer minst én dag etter. Største snølast og største vannlast for sesongene inntreffer ved ingen omstendighet samtidig, verken når sesongens største nedbørslast, største snølast eller største vannlast inntreffer. Med utgangspunkt i største estimerte vannlast samtidig som største snølast inntreffer, foreslås det en alternativ metode hvor vannlasten dimensjoneres som en variabel last.

As a result of increasing challenges related to stormwater in urban areas, green roofs have become an established measure for local stormwater management. The roof's ability to delay runoff, as well as reduce runoff intensity and the amount of water flowing off the roof, helps reduce the impact on the existing under designed water and sewage system in urban city environments. When structural elements are designed to resist the load from a green roof structure today, NS3840 - Green Roofs assumes loads from the green roof elements with full water saturation, in a permanent state. Realistically the water loads in green roofs vary with precipitation and the roof's flow rate. Today's design practice is therefore considered conservative. In this study, water load and snow load on two extensive green roofs have been analysed. The analysis is based on a data foundation that consists of weight measurements registered between 2018-2024. Based on the weight measurements, methods have been developed to estimate the proportion of water load and snow load on the roofs for a total of 6 winter seasons. The results of the study indicate that the water load acts as a variable load towards maximum water storage capacity throughout the winter. Furthermore, the water load level seldom falls below the water load level in the entering of winter. Based on this finding, two calculation examples are performed to quantify the degree of additional capacity when compared to current design practices. In the examples, the water load is calculated as a permanent, dead load. The highest seasonal water load usually occurs after the highest snow load of the season, as snowmelt. Furthermore, the analysis shows that the subsequent largest water load occurring after the season's highest snow load, occurs at least one day later. The largest snow load and the largest water load representing the seasons do under no circumstance occur simultaneously, neither in the event of the season's highest precipitation load, highest snow load, nor largest water load. Based on the largest estimated water load occurring simultaneously with the largest snow load, an alternative dimensioning method is proposed where the water load is designed as a variable load.