Een huisinstallatie voor het gebruik van hemelwater bestaat uit de volgende componenten:
een reservoir, een pomp, aansluiting op gebruikspunten, een overstort en een suppletievoorziening. Een dergelijk installatie heeft als voordeel dat de reservoirinhoud op de beschikbare hoeveelheid neerslag gedimensioneerd kan worden en/of op het te verwachten gebruik.
Bij een optimale dimensionering is niet alleen de reductie van het drinkwatergebruik optimaal maar wordt ook de neerslag bij pieken voor een groot deel gebufferd. In verband met gezondheidsrisico’s kan het water alleen voor laagwaardige doelen zoals toiletspoeling, wasmachine en besproeiing van de tuin worden gebruikt. Om de kwaliteit van het water zo hoog mogelijk te houden zijn er filtersystemen in de handel. Hiermee worden verontreinigen (deels) uit het water verwijderd. Overtollig water dat voor kan komen bij weinig gebruik of bij veel neerslag, wordt overgestort. Als de bodem hiervoor geschikt is wordt dit water geïnfiltreerd of in een vijver of andere buffervoorziening opgeslagen.
Installatieonderdelen
Filter
Afstromend hemelwater bevat vaste stoffen die er beter uitgefilterd kunnen worden zodat ze niet door rotting de waterkwaliteit negatief beïnvloeden of de installatie beschadigen. Er zijn verschillende filtermogelijkheden. Buisfilters waarvan verschillende uitvoeringen bestaan kunnen direct in de verticale hemelwaterafvoer worden geplaatst. Door deze buisfilters worden de vaste delen uit het water gefilterd en apart afgevoerd.
Ondergrondse filters zoals cycloon- en cascadefilters worden in de liggende hemelwaterleidingen gemonteerd en zijn ook geschikt voor de filtering van grotere waterhoeveelheden. De vaste delen worden samen met een deel van het water apart opgeslagen en/of afgevoerd naar het oppervlaktewater, infiltratievoorzieningen of het regenwaterriool. Deze filters kunnen zowel voor als in het reservoir worden geplaatst.
Watertoevoer
Ondanks filtering komt een deel van het slib in het reservoir terecht. Om te voorkomen dat dit opwervelt, dient het hemelwater geleidelijk in het reservoir te stromen. Dit kan eenvoudig worden gerealiseerd door de waterinlaat tot onder in het reservoir door te laat lopen en uit te voeren met een 180° bocht.
Reservoir
Er zijn verschillende uitvoeringen van reservoirs mogelijk: van beton of van kunststof. De keuze zal in het algemeen worden bepaald door de gewenste grootte, beschikbare ruimte en planning.
Betonnen reservoirs zijn sterk en hebben als voordeel dat de ruwe oppervlaktestructuur van de wanden een goede ondergrond vormt voor micro-organismen die zich hierop kunnen hechten en die aanwezige verontreinigingen kunnen afbreken. De reservoirs zijn zwaar en bij plaatsing in binnenterreinen, moet de locatie met een kraan bereikbaar zijn.
Voor kleine reservoirs ligt het gebruik van kunststof tanks voor de hand. Deze zijn licht en kunnen eventueel in bestaande situaties inpandig in de kruipruimte of in de tuin worden geplaatst. Kleinere reservoirs kunnen gekoppeld worden om de gewenste reservoirinhoud te bereiken.
Bij hogere grondwaterstanden moet rekening worden gehouden met opdrijven. Bij kunststof reservoirs met een laag eigengewicht kan de tank van een ballastlaag met grind of granulaat worden voorzien die dan tevens de ondergrond vormt voor de micro-organismen die de aanwezige verontreinigingen kunnen afbreken.
Het eigen gewicht van de tank al dan niet met ballast moet groter zijn dan de opwaartse kracht die wordt veroorzaakt door het deel van het reservoir dat zich onder de hoogste grondwaterstand bevindt.
Waterzak
Voor de Nederlandse situatie met woningen zonder kelders maar met kruipruimten onder de begane grond vloer is er een specifieke oplossing in de handel. In de kruipruimte wordt een kunststof waterzak geplaatst die als reservoir dienstdoet. In een van boven bereikbare schacht worden de overige installatie-onderdelen (pomp e.d.) geplaatst, zodat deze bereikbaar zijn voor onderhoudswerkzaamheden.
Suppletie
Om functies zoals de toiletspoeling en de wasmachine altijd van water te kunnen voorzien mag het reservoir niet leeg raken. Hiervoor is voor tijden van lange droogte drinkwatersuppletie noodzakelijk.
Een andere reden voor suppletie is dat bij het leegraken van het reservoir het aanwezige slib indroogt waardoor grotere verontreinigen in het water kunnen ontstaan als het reservoir weer vol raakt.
Suppletie met drinkwater, aangestuurd met een vlotterschakelaar, is eenvoudig. Het drinkwaterbedrijf eist echter wel een onderbreking tussen het drinkwaternet en het regenwater. Door de toevoeropening van de suppletie ruim boven het hoogste wateroppervlak in het reservoir aan te brengen is aan deze eis voldaan. Bij suppletie hoeft niet het hele reservoir gevuld te worden; een hoeveelheid voor een dag gebruik volstaat.
Overloop
Bij sterke regen en of gering gebruik van het hemelwater kan het reservoir overlopen. De overloop wordt bij voorkeur aangesloten op een infiltratievoorziening of op oppervlaktewater. Als dit niet mogelijk is kan deze worden aangesloten op het regenwaterriool of het gemengde riool.
Drukverhogingsinstallaties
Drukverhogingsinstallaties of hydroforen zijn standaardapparaten die ook al vaak in appartementsgebouwen worden geïnstalleerd om de druk op het drinkwaternet te verhogen. Bij individuele installaties wordt het pompje soms samen met het reservoir in een set geleverd.
Hemelwaternet
Om risico’s door verwisseling van de waterleidingen uit te sluiten verdient het aanbeveling de hemelwaterleiding te coderen door bijvoorbeeld een afwijkende kleur te gebruiken of te voorzien van leidingmarkeringen. Het risico op verwisseling wordt zo gereduceerd.
Onderhoud installatie
Ten behoeve van een periodieke reiniging van grote reservoirs is het reservoir voorzien van mangaten. Periodiek kan het reservoir (gemiddeld 1 x per 10 jaar) van slib ontdaan worden en gereinigd worden. [VMM, 2010]
Rekenvoorbeelden hemelwaterinstallatie
Voor de dimensionering van een hemelwatersysteem moeten de lokale neerslaggegevens bekend zijn, de loodrechte projectie van het beschikbare dakvlak, de afvoercoëfficiënt en het verwachte gebruik. Het verwachte gebruik is afhankelijk van het aantal personen in een woning of gebouw en het watergebruik van de aangesloten installaties.
De afvoercoëfficiënt geeft de verhouding tussen het direct afgevoerde hemelwater en de neerslag weer.
Dakoppervlak |
Afvoercoëfficiënt |
|---|---|
| Hellende daken | |
| Pannen, ongeglazuurd | 0,9 |
| Pannen, geglazuurd | 0,95 |
| Kunststofdaken | 0,95 |
| Platte daken | |
| Kunststofdaken | 0,8 |
| Groene daken extensief | 0,4-0,5 |
| Groene daken intensief | 0,4-0,5 |
Rekenvoorbeeld woning
Voor een woonhuis met een dakoppervlak van 70 m2 en een afvoercoëfficiënt van 0,9 bedraagt bij een gemiddelde maandelijkse neerslag van 65 mm de maandelijkse hoeveelheid beschikbaar hemelwater 70 m2 x 0,9 x 0,065 m = 4 m3. Hierop moet de reservoirgrootte worden afgestemd. Dit is groot genoeg om een langere periode van relatieve droogte te kunnen overbruggen.
Bij de bezetting van een huishouden bestaande uit 3 personen en gebruik van hemelwater voor de toiletspoeling en de textielwas is dit vrijwel voldoende. Per persoon wordt er dagelijks gemiddeld 35 liter voor toiletspoeling gebruikt en 15 liter per persoon voor de textielwas. Dit is 50 liter per persoon per dag. Per maand wordt er door drie personen 4,5 m3 aan hemelwater gebruikt. In dit voorbeeld moet er dus 0,5 m3 drinkwater worden gesuppleerd. De drinkwaterbesparing in dit voorbeeld is bijna 40%.
In de praktijk kan voor een kleine grondgebonden woning een reservoir van 3 m3 worden aangehouden en voor een grote woning een reservoir van 5 m3.
Een rekentool voor het gebruik van regenwater in huishoudens is online beschikbaar: http://www.ateliergroenblauw.nl/regenwateropvang/
Rekenvoorbeeld wijkniveau
Bij een structurele toepassing van regenwater-gebruik in bijvoorbeeld een nieuwbouwwijk met een dichtheid van 25 woningen per hectare is de reductie van het af te voeren regenwater 40%. Dit is een standaard nieuwbouwwijk met een totaalpercentage verhard oppervlak van 50%, het overige oppervlak is onverhard of open water. Van deze 50% verharding bestaat 40% uit het dakoppervlak van de woningen.
Het hemelwater dat in reservoirs wordt opgeslagen hoeft niet elders in de wijk te worden gebufferd (dit kan worden aangepast op de locatie in een vinexwijk, bijvoorbeeld IJburg in Amsterdam.)
Rekenvoorbeeld utiliteitsgebouw
Een vierlaags kantoor met een dakoppervlak van 1000 m2, een plat dak met een kunststof dakbedekking en een gemiddelde bezetting van 160 fte’s heeft 1000 m2 x 0,065 m x 0,8 = 52 m3 regenwater per maand beschikbaar.
Een gemiddelde medewerker van een kantoor verbruikt circa 16 liter voor toiletspoeling per dag, dat is bij 20 werkdagen in de maand 320 liter per maand. Bij 160 fte’s is dat 51 m3 per maand.
Er kan dus in dit voorbeeld 100% van het normaliter gebruikte drinkwater voor toiletspoeling door hemelwater vervangen worden.
Vuistregel
Als vuistregel voor dimensionering van hemelwaterreservoirs kan worden gebruikt:
5 m3 reservoir voor elke 100 m2 dakoppervlak.
In enkele situaties, zoals bijvoorbeeld grote vrijstaande woningen, overtreft het aanbod de vraag en kan het reservoir op de vraag worden gedimensioneerd.