Modul F2.304: Pumpeanlegg – Prosjektering

Denne modulen forutsetter at

• du har satt deg inn i overordnet informasjon gitt i fase 2: Prosjektering av tiltak mot flom og erosjon.
• sikringstiltaket er planlagt og blir utført etter tilhørende moduler:
  • modul F1.300: Mulige tiltak mot flom og oversvømmelse
  • modul F3.304: Pumpeanlegg – Utførelse
  • modul F4.304: Pumpeanlegg – Forvaltning, drift og vedlikehold.

I denne modulen har vi også lagt til elementer og erfaringer NVE har i forbindelse med etablering, drift og vedlikehold av pumpeanlegg. Vi har også lagt inn bilder og figurer som bidrar til en helhetlig forståelse av de utfordringer man kan stå ovenfor.

Det finnes mange ulike alternativer for pumpeanleggenes utforming og funksjon. Felles for alle er at oppgaven deres er å pumpe vann ut fra et område som skal beskyttes, til et sted der det ikke gir skade.

Driftsmønsteret for pumpeanlegg knyttet til flomverk vil være meget forskjellig fra ordinære pumpestasjoner på kommunalt avløpsnett. Mens pumper i avløpsstasjoner er tilnærmet i kontinuerlig drift, kan det være lang tid mellom hver gang pumpene knyttet til flomverk er i drift, og det er som regel ikke mulig å etablere nødoverløp. Det må derfor rettes ekstra søkelys på anleggenes dimensjonering, tilsyn, vedlikehold og driftssikkerhet. Anleggene må fungere når flomsituasjonen inntreffer.

Disse og øvrige VA-Miljøblad legges til grunn så langt de passer. I tillegg har mange kommuner egne VA-normer som må tas hensyn til. Et eksempel på VA-norm for en kommune vises her med VA-normen for Drammen kommune.

I prinsippet stilles samme krav til denne type pumpestasjoner som øvrige pumpestasjoner knyttet til kommunale avløpsanlegg. Figur 1 viser prinsippskisse for oppbygging av et pumpeanlegg i forbindelse med en flomvoll.

Hovedelementer i planlegging og utførelse av pumpeanlegget er:

• Plassering, adkomst, grunnforhold og sikring mot oppdrift
• Overbygg med service og styringssystemer for automatikk og overvåking, lys, ventilasjon, varme
• Pumpesump
• Nivåer på rør inn og ut – fra prosjektering av dreneringsanlegget
• Nivåer for start og stopp av pumper
• Pumper og motorer
• Røropplegg og ventiler
• Strømforsyning – nettilknytning og nødstrøm
• Overtakelse – dokumentasjon ferdig anlegg
• Tilsyn drift og vedlikehold

Pumpeanleggets plassering er i stor grad styrt av flomvollens trase, dreneringsanlegget som etableres langs flomverket eller vassdrag som krysser flomverket. I tillegg også de føringer som gjeldende arealaplan for området gir.  

Man må utnytte de muligheter terrenget gir for en optimal plassering av pumpeanlegget. Dersom vassdrag krysser flomverket vil det være nærliggende å plassere pumpeanlegget i selve vassdraget. Antallet pumpestasjoner vil avhenge av flomverkets lengde, vannmengder og de muligheter terreng og grøftetraseer gir for å lede vannet frem til gunstig sted for tilknytning til pumpesumpen. Se modul F2.303: Dreneringsanlegg – Prosjektering [Kommer senere].

Innenfor føringene som dreneringsanlegget/vassdraget gir, er det viktig at det legges vekt på at pumpeanlegget plasseres best mulig tilpasset omgivelsene. Det er viktig med god adkomst til pumpeanlegget for montering, drift og vedlikehold av anlegget. Adkomstveg med snuplass dimensjonert for lastebil legges helt frem.

Anlegget må fundamenteres for de aktuelle lastene. Behov for, og omfang av grunnundersøkelser avklares på forhånd. Avhengig av grunnforholdene kan det bli omfattende arbeider for sikring av byggegropen og forsterking av grunnen for fundamentering av pumpeanlegget og håndtering av grunnvann/overvann. Figur 2 og figur 3 viser eksempel på byggegroper med grunnvann i byggegrop og byggegrop med ustabile masser.

Overbygget er den synlige delen av pumpeanlegget og må være tilrettelagt for å ivareta sikker betjening og tilsyn.

Overbygget leveres enten som prefabrikkert enhet, elementbygg eller plassbygd, avhengig av blant annet pumpeanleggets størrelse. VA–miljøblad nr. 77 – Mindre avløpspumpestasjoner, overbygg med installasjoner og automatikk, gir informasjon om hvordan overbygget bør bygges.

Anleggene plasseres gjerne i attraktive grøntområder. Ved større anlegg er det viktig å vurdere om anlegget i tillegg til å ha estetisk verdi, kan gis kvaliteter som bidrar til økt aktivitet og trivsel for brukerne av grøntområdene i tilknytning til flomverket.

Overbygget utføres i samsvar med byggteknisk forskrift (TEK 17). Bygget er isolert og inneholder skap for strøm, automatikk, overvåking og styringssystemer, løfteutstyr for heising av pumpene, håndvask, brann-/spyleslange, varmeovn, avtrekksvifte, belysning og dør/port med tilstrekkelig bredde og høyde for transport av pumper ut/inn.

Det skal etableres tilstrekkelig antall godkjente forankringspunkter for personell som skal arbeide over/nedi åpen pumpesump. Plassering og antall forankringspunkter må sees i forhold til utforming/størrelse i hver enkelt stasjon.

Overbygget skal utstyres med tilstrekkelig dimensjonert traverskran med løpekatter og taljer, med nødvendige kjettinger. Bruk av taljer med motor og styring via tilpasset styringspanel inngår som standardløsning. Løfteutstyret må utformes slik at det er fleksibelt og dekker hele området hvor pumper er plassert, og avsluttes innenfor utgangsdøra, eventuelt med mulighet for forlengelse ut i friluft for heising av pumper direkte på pall/tilhenger. Løftesystemet skal sertifiseres på stedet. Alternativ til forlengelse ut i friluft er bruk av bred dør som gir mulighet for å hente pumpe med pallegaffel inne på dekket. Dørbredde angitt i VA-miljøblad nr. 77 –Mindre avløpspumpestasjoner, overbygg med installasjoner og automatikk er generelt for liten for denne type anlegg.

For noen anlegg kan det være et alternativ å vurdere en konstruksjon der taket/deler av taket på overbygget kan løftes av for å komme til for heising av pumper ut og inn av anlegget.

For å unngå forurensing av drikkevannssystemet, dersom det er tilknyttet pumpeanlegget, er det nødvendig å plasseres en sperre på vanninntaket, og VA-miljøblad nummer 61 – Sikring mot tilbakestrømming av forurenset væske til drikkevannsledninger gir nærmere informasjon om krav og alternative løsninger. Nivå på denne sperren må avklares med den aktuelle kommune/vannverkseier.

Hvorvidt det vil være behov for å knytte avløp fra håndvask til kommunalt avløpsnett, eller utslippstillatelse må avklares i den enkelte sak.

Innvendig brukes materialer som tåler vann og ikke tar skade av spyling/rengjøring. Figur 4 er et eksempel på inventar i en pumpestasjon.

Ristene i dekke over pumpesump må dimensjoneres og utføres i henhold til gjeldende regelverk, slik at de ivaretar driftspersonellets sikkerhet i vanlig bruk, når det er behov for tilkomst til pumpesumpen, og når pumper må skiftes.  

Utvendig på bygget monteres kontakt for tilknytning av strømaggregat, tilpasset pumpeanleggets strømbehov. Utelampe med bevegelsessensor anbefales.

For å sikre at pumpeanlegget fungerer også ved eventuell vannstandsstigning i bygget/området rundt, anbefales installasjon av elektrisk anlegg så høyt som mulig på vegg. Dette gjelder også utvendig kontakt på vegg, og oppstillingsplass for aggregat.

Pumpesumpen utføres enten som en prefabrikkert løsning, som en modulløsning, eller den bygges i sin helhet på stedet. VA-miljøblad nr. 78 – Mindre avløpspumpestasjoner, pumpesumper med installasjoner gir retningslinjer for etablering av en pumpesump.

Prefabrikkerte løsninger utføres med kummer av betong, glassfiber eller stål, eller en kombinasjon av disse. Praktiske utfordringer med transport og montering er en viktig faktor i forhold til størrelse på prefabrikkerte løsninger.

For anlegg som bygges på stedet brukes hovedsakelig betong i pumpesump og bæresystem. Det kan også være en kombinasjon av betongelementer og plasstøpt betong, eller kun som en plasstøpt konstruksjon.

Pumpesumpen må være riktig dimensjonert og riktig hydraulisk utformet i forhold til håndtering av store vannmengder og optimal utnyttelse av pumpenes kapasitet. For å oppnå en optimal utforming må det helt fra starten av være tett samarbeid mellom de som prosjekterer pumpesump og de som prosjekterer pumpeløsningen.

Sentrale data for dimensjonering av pumpesump og pumper:

• Maksimal tilrenning til stasjonen
• Antall pumper / dimensjonerende vannmengde per pumpe
• Vannhastighet i pumpesumpen
• Løsninger/tiltak for å hindre virvler
• Normalvannstand vassdrag
• Flomvannstand vassdrag
• Startnivåer pumper
• Stoppnivåer pumper
• Nivå underkant innløsprør
• Nivå underkant utløpsrør – selvfallsrør
• Løftehøyder
• Antatt tap i pumpeledninger

Figur 5 viser hovedelementene i en pumpestasjon.

Det stilles strenge krav til materialer som brukes i oppbygging av anlegget. Korrosjonsmotstand på rør, utstyr og innfestinger har stor betydning for anleggets levetid og vedlikeholdsbehovet. Levetid på pumpesumpen med faste installasjoner bør kreves garantert til minst 50 år.

Figur 6, 7 og 8 viser noen eksempler på pumpesumper i ulike størrelser.

Dersom det er bekker i området som krysser flomvollen, kan dette medføre meget store volumer som må håndteres i flom. Man bør da legge til rette for at bekken eller området som oversvømmes langs bekken fungere som ekstra volum i forhold til pumpesumpens størrelse og kapasitet.

Med åpne bassenger, som en utvidelse av pumpesumpens kapasitet, er det viktig å etablere barrierer som hindrer at fremmedelementer kommer i konflikt med anlegget og forstyrrer inntakets kapasitet og pumpenes drift. Det er også viktig å rette søkelys på tilsyn og rydding av tilløpskanaler i etablerings- og driftsfasen.

For å redusere driftskostnader vil man normalt utforme anleggene slik at vassdrag og/eller drensvann går uhindret gjennom anlegget i en normalsituasjon. Når vannstanden i vassdraget ved flom stiger til et definert nivå, vil bunnluker eller tilbakeslagsventil på utløpsrør stenges, og pumpene tre i funksjon.

Høyeste vannstand i pumpeanlegget tilpasses nivå underkant av innløpsrør. Innløpsrør plasseres og vinkles slik at vannstrømmen gir minst mulig hydrauliske ulemper i pumpesumpen.

Sumpen i plass-støpte stasjoner bør behandles med et epoxy-system som gir konstruksjonen en tett og varig overflate. Det tilrettelegges for manuell spyling i pumpesumpen.

Alle pumpestasjoner skal ha fastmontert stige i pumpesump. I prefabrikkerte stasjoner med nedsenkbare pumper bør det være svingbar aluminiumsstige med opptrekkbar håndbøyle til omtrent en meter over gulv for entring av stige. For plassbygde stasjoner bør det være trapp/stige med rekkverk dersom dette er mest hensiktsmessig. Alle typer nedstigning i pumpesump skal tilfredsstille vernereglene etter Arbeidstilsynets bestemmelser.

Det skal som et minimum være nøytral oppdrift ved tom stasjon (uten vann i sump og uten pumper montert). 

Utvendig isoleres pumpesumpen ned til frostsikker dybde for å fjerne kuldebroer og redusere kondensproblemer. 

Generelt kreves det at pumpene er driftssikre, tilpasset sin bestemte driftssituasjon, har stor slitestyrke og høy virkningsgrad. Det må vurderes i hvert enkelt tilfelle hva som er mest fordelaktig i forhold til pumpenes plassering og type. Hovedprinsipp er enten nedsenkbare eller tørroppstilte sentrifugalpumper eller langakslede propellerpumper. Fokus rettes mot kapasitet, driftssikkerhet og vedlikeholdsbehov. Tett dialog med leverandør av pumper etableres tidlig i planleggingsfasen.

Som del av prosjekteringen skal det leveres informasjon om kapasitet, løftehøyde, effekter, virkningsgrad, turtall på pumpe, type løpehjul med mer ved de aktuelle dimensjonerende driftsituasjoner. Tillatte toleranser for pumpekapasitet, løftehøyde, NSPH, og så videre skal være i henhold til ISO 9906 Rotodynamic pumps – Hydraulic performance acceptance tests – Grades 1, 2 and 3 eller bedre.

Pumpene har normalt funksjon kun i flomsituasjon. For noen anlegg er det kanskje en til to ganger per år. For andre anlegg kan det være 5 år, 10 år eller mer mellom hver gang de utfordres i flomsituasjon. De kan da bli kontinuerlig belastet over lange perioder, fra dager til uker. Løpende oppfølging, tilsyn og vedlikehold er derfor helt avgjørende.

Dersom du under planleggingen mener det er sannsynlig at det kan komme fremmedlegemer inn i pumpesystemet, må du se nærmere på løsninger for å hindre at uhåndterlige fremmedlegemer kommer inn i anlegget. Ved spesielt store utfordringer kan det være aktuelt med pumper som har innebygd aksiell forskyvning av pumpehjulet, eller enda mer avanserte systemer som sørger for sikker drift. Det finnes pumper med innebygd sensor og styringssystem som sørger for at fastkjørt pumpe automatisk stanser, snur rotasjonsretningen for å løse problemet og så starter opp på nytt.

Type og antall pumper må avklares i hvert enkelt anlegg, ut fra volum og pumpehøyder og en effektiv drift. Normalt er det store volumer og små pumpehøyder. Prinsipp for utforming av pumpesump og pumper er vist i figur 9.

Ved flere pumpeanlegg i et område er det aktuelt å vurdere om bruk av like pumper med samme kapasitet i alle anleggene er aktuelt. Det forenkler situasjonen i forhold til reservepumper.

Uavhengig av volumer som skal håndteres, planlegges minimum to pumper i hvert anlegg, ut fra en vurdering av risiko for at en pumpe kan stanse. Det anbefales en løsning med antall pumper etter formelen, n-1, der stasjonen har kapasitet nok, selv om en pumpe skulle bli satt ut av drift.

Jo flere pumper volumet fordeles på jo mindre blir konsekvensen av et pumpehavari. Antall pumper som er praktisk i hver enkelt pumpesump avgjøres i forhold til tilgjengelig plass og hydrauliske forhold.

Ut fra en tommelfinger regel kan antall pumper vurderes slik:

• Vannmengde under 1600 l/s ➜ tre pumper
• Vannmengder mellom 1600 l/s og 13000 l/s ➜ fire pumper
• Ved større volumer fem pumper eller mer

Anlegget må være innrettet slik at en pumpe kan skiftes enkelt og sikkert mens de andre pumpene er i drift. For å ivareta denne funksjonen, monteres alle våtoppstilte pumper via guideskinner, slik at pumper kan heises og senkes uavhengig av hverandre. Materialkvalitet på guideskinnene skal være i henhold til aktuelle VA-miljøblad. For tørroppstilte pumper gjelder samme krav til utskifting mens stasjonen er i drift.

Erfaringsmessig er nedsenkbare pumper mest driftssikre og enklest å vedlikeholde. Ved stillstand over lengre tid kan løpehjul blokkeres på grunn av korrosjon eller den mekaniske tetningen kan lime seg.

For å begrense korrosjon bør pumpehuset stå neddykket hele tiden. Normalt ligger innløpet/utløpet så mye høyere enn bunn av pumpesumpen at dette lar seg gjøre uten ekstra tiltak.

Løpehjulstypen vil normalt være radielle løpehjul for de minste kapasitetene og halvaksiale eller aksiale løpehjul for de største kapasitetene. Løpehjul og slitering bør utføres i materialer som ikke korroderer, for eksempel en kombinasjon av messing i slitering og syrefaste materialer i løpehjul, for å redusere ulemper med korrosjon.

Feil i den mekaniske tetningen mellom pumpe og motor er en av, om ikke den viktigste årsaken, til at pumpene settes ut av drift. For å øke driftssikkerheten bør dykkede pumper være utstyrt med dobbel tetningsløsning. Kammeret mellom tetningene bør være fylt med miljøgodkjent glykol-/eller oljeblanding. Feil på primærtetningen vil fører til at vann trenger inn bak tetningsområdet mot motorhuset. Men på grunn av den doble tetningsløsningen vil motorhuset likevel være tørt. Dersom det oppstår skade/lekkasje i primærtetningen vil det kunne oppdages ved at farge/konsistens på olje i kammeret mellom tetningene endrer karakter/farge. Figur 10 viser et eksempel på en enkel mekanisk tetning.

For å redusere risiko for at driftsproblemer oppstår, er det avgjørende at materialbruk i tetningsflatene er tilpasset miljø og driftsform for den aktuelle pumpen. Noen årsaker til at mekaniske tetninger ødelegges er gitt under:

• Lengre tids stillstand kan føre til at tetningene limer seg, som igjen fører til skader på overflaten, eventuelt at hele primærtetningen havarerer, når pumpen settes i drift. Limte tetninger kan også føre til at det ikke er mulig å få startet pumpen.
• Tørrkjøring av pumper uten smøring/vannfilm mellom tetningsflatene gir økt slitasje og ødelagte tetninger.
• Lang tids bruk fører til normal slitasje og behov for utskifting.

For å unngå at tetningene setter seg fast eller limer seg, er det avgjørende å velge de riktige materialkombinasjoner i tetningene. Det er flere ulike kombinasjoner av materialer i den roterende delen av primærtetningen og i den stasjonære delen. Leverandørene har noe ulikt syn på hva som «er det beste valget» av riktig kombinasjon. Ikke minst på grunn av ulike preferanser hos leverandører og mange alternative kombinasjoner gjør det vanskelig og utfordrende å finne den riktige løsningen. Valg av tetningssystem og materialer i tetningene må derfor være en sentral del av valg av pumpeløsning i hvert enkelt prosjekt. NVE har ikke tilstrekkelig erfaring med de ulike materialkombinasjonene og deres funksjoner til å kunne gi noen sterke anbefalinger. Generelt bør materialene ha høy hardhet og gli godt mot hverandre. Det finnes også løsninger med mulighet for direkte smøring av glideflatene uten at vi går nærmere inn på det her.

Pumpene/motorene bør ha kontinuerlig overvåking av isolasjonsmotstand og fuktinntrengning i motor. Det er viktig at motor/pumpe er utformet/utstyrt slik at man unngår varmgang. Dette ivaretas enten ved at senkbare motorer (dykkede pumper) under alle driftsforhold må være minst 75 % dykket. Alternativt må de utstyres med kjølekappe. For å unngå korrosjon i kjølekappen må ikke pumpemediet benyttes direkte i kjølekappen, men for eksempel olje som varmeveksles mot pumpemediet i pumpehus dekslet. Sensorer for overvåking av temperatur anbefales montert.

Det må tilrettelegges for automatisk rotering av pumper etter leverandørens anvisning for å unngå at den mekaniske tetningen limer seg, eller at pumpehjulene setter seg fast ved lengre tids stillstand. Det er ulike løsninger på dette. Noen leverandører legger opp til en tilnærmet full oppstart av pumpene med for eksempel 30 sekunders gangtid, med jevne mellomrom, andre legger opp til at pumpen starter på innstilt minimumsfrekvens i 5 sekunder og andre anbefaler noen få roteringer, typeis 3–5 roteringer. Periodiske roteringer sikrer fukt/smøring mellom overflatene i aksialtetningene og sørger for at de marginale åpningene mellom pumpehjul og pumpehus ikke setter seg som følge av korrosjon eller andre fremmedlegemer.  

Dette er tema hvor pumpeleverandørens anvisninger for den konkrete pumpen må legges til grunn og samkjøres med innstillinger i automatikk-/overvåkningssystemet.

For en løsning med oppstart av pumpene, må man sikre at det er vann i pumpesumpen når denne automatiske kjøringen skjer. Dette kan løses ved å etablere automatisk fylling av vann i pumpesumpen, fra vannverk, eventuelt fra vassdrag om forholdene tillater det. Bruk av vann fra vannverk vil bety betydelig forbruk av drikkevann i løpet av pumpeanleggets levetid, dersom vannet pumpes ut ved hver oppstart. Alternativ løsning kan være å la pumpene roteres/kjøres mot stengt ventil i utløpsrøret, slik at behovet for mer eller mindre kontinuerlig vanntilførsel reduseres/fjernes. Styring av denne ventilen på pumpeledningen må automatiseres slik at den åpner når det er behov for at pumpene må starte opp i en flomsituasjon.

Det lokale elektrisitetsverket må i oppstart av detaljplanfasen kontaktes vedrørende strømforsyning til stasjonen og eventuelt krav om mykstart. Pumpene skal som hovedregel turtalls-reguleres med frekvensomformere, VA-miljøblad nr. 62 – Frekvensomformerdrift i avløpspumpestasjoner. For mindre pumper bør det eventuelt benyttes mykstart, der dette blir påkrevd.

I forhold til drift med nødstrømsaggregat er det avgjørende at pumpene er utstyrt med frekvensomformere/mykstart for å redusere behovet for startstrøm. Lik brukstid på de ulike pumpene er ønskelig og alternering mellom pumpene legges inn i styringssystemet.

Før stasjonen overleveres kommunen vil den kapasitetstestes. Dette gjøres etter montering og utføres med tilførsel av vann. 

Med de monterte pumpene vil man ikke kunne tømme pumpesumpen helt. Til bruk ved tilsyn/vedlikehold, som krever tom pumpesump, bør det inngå en lensepumpe med tilhørende slanger og kabler, som kan senkes ned når det er behov for en tom pumpesump. Planlegges ved at det etableres et nedsenket parti i pumpesumpen hvor denne pumpen kan plasseres.

Det må avklares i hvert enkelt tilfelle om det skal inngå service og vedlikeholdsavtale i leveransen. Tilgang til reservedeler/reservepumper og servicepersonell i krisesituasjoner bør også være del av hva man vektlegger i anskaffelsen.

Røropplegget med tilhørende enheter og deler utføres i henhold til materialkvaliteter i aktuelle VA-miljøblad og den enkelte kommunes VA-norm.

Utforming og innretning vil avhenge av om stasjonen kun skal håndtere vann som kommer inn via dreneringsanlegget, eller om det i tillegg er et vassdrag som renner gjennom pumpeanlegget.

Anlegg med vann inn via dreneringsanlegget

Ut fra lokale forhold med tilrenning fra drens-/overvannsledninger til pumpesumpen, må det avgjøres om det er behov for en løsning der vannet renner på selvfall gjennom pumpeanlegget og ut i resipienten, eller om det er så lite tilrenning at det er driftsmessig fordelaktig å la pumpene ta seg av alt vann som kommer inn i pumpesumpen. I forhold til ønsket om at pumpene må aktiviseres med forholdsvis hyppig frekvens, kan dette være et moment som taler for anlegg med utløpsrør uten selvfall.

Dersom løsning med utløpsrør med selvfall velges, anbefales det av driftsmessige grunner å ha tilbakeslagsventil på røret. Den blir montert i en egen kum på yttersiden av flomvollen, se figur 11. I flomsituasjoner vil tilbakeslagsventilen i utløpskummen hindre flomvann i å strømme inn i pumpesumpen. Tilbakeslagsventilen må utformes med tanke på at det normalt er beskjeden vannmengde som skal åpne den.

Ankomst til tilbakeslagsventilen etableres typisk via komlokk med diameter på 650 mm og godkjent stige i kum med diameter på minimum 1000 mm.

I forbindelse med testkjøring av pumpeanlegget, vil det være nødvendig å stenge utløpsrør-selvfall, for å oppnå tilstrekkelig vannstand i pumpesumpen for å få testet pumper og styringssystemer. Dette kan gjøres midlertidig, eller utløpsrøret utstyres med sluseventil som kan stenges manuelt fra hoveddekket i pumpestasjonen i forbindelse med testkjøring og eventuelle problemer med tilbakeslagsventilen i utløpskummen. I normalsituasjonen vil sluseventilen være åpen. 

Anlegg med vassdrag som til vanlig renner gjennom pumpeanlegget

For denne typen pumpeanlegg må det etableres et slusesystem som stenger gjennomløpet når forholdene som styrer dette inntreffer. Normalt skjer det når vannstanden nedstrøms kommer over det nivå som er satt for å kunne sikre de eiendommer som ligger oppstrøms pumpeanlegget. Figur 12 viser bunnluker og tilbakeslagsventiler på en eldre stasjon. Da vil bunnlukene stenge gjennomløpet i stasjonen, og alt vann blir da håndtert via pumpene. Enten ved at det løftes opp til et høyere nivå i et utløpskammer og renner videre i vassdrag eller kulvert, eller via pumpeledninger til utslippssted i vassdraget.

Generelt for alle pumpeanleggene

Ventiler monteres lett tilgjengelig for betjening og vedlikehold. All betjening skal være tilrettelagt for sikker betjening fra dekket i stasjonen.

Tilbakeslagsventiler i trykkrør fra hver pumpe, utføres normalt med kuleventil like etter pumpene, men det finnes flere alternativer og avklares i hvert enkelt pumpeanlegg. Fra pumpene kan det legges opp til direkte utløp til vassdrag fra hver pumpe, eller man kan samle rørene fra flere pumper i ett felles utløpsrør. Ved plassering av utløpsrørene er det viktig å legge til rette for at pumpene får en driftssituasjon med mest mulig stabilt mottrykk, uavhengig av vannstanden i vassdraget det pumpes til. Dette kan ha betydning for pumpenes virkningsgrad og kapasitet. 

Pumpeledningene festes utvendig med strekkfaste flenser i rustfritt stål eller tilsvarende, til flens på gjennomføring i pumpesumpen.

Avslutningsted for utløpsrør fra pumpeanleggene varierer mye og henger tett sammen med pumpestasjonens plassering, og hvilke volumer som håndteres. For noen anlegg, først og fremst der hvor vassdrag krysser flomverket, hever pumpene vannet opp til et høyere nivå i et utløpskammer i selve pumpeanlegget, eller direkte ut i vassdraget. For andre anlegg som er plassert et stykke unna elv eller bekk føres vannet fra pumpene frem til utløpspunktet i pumpeledninger.

Avslutning og plassering av utløpsrørene og utforming av eventuell utløpskonstruksjon tilpasses det aktuelle området. For å minimalisere påvirkningen av vassdragsmiljøet ved vannkanten, kan en dykket utførelse være en aktuell løsning.

Avhengig av rørenes plassering og dimensjoner må det avklares om det er behov for ekstra tiltak angående erosjon i elvebunnen når pumpene kjøres, og for å sikre rørene mot skader fra drivgods eller isgang i vassdraget. Ved valg av plassering må man også avklare om masser bygger seg opp i utløpsområdet og kan skape driftsproblemer.

Utløpsrørene fra pumpeledninger avsluttes med klaffluker/tilbakeslagsventiler og/eller konstruksjon som hindrer dyr eller andre uønskede elementer å komme inn i rørene. Figur 13 og figur 14 viser eksempel på tilbakeslagsventil og en utløpskonstruksjon. 

Syrefast stål er, om ikke strengere krav er angitt, utgangspunktet for rør, flenser, klaffluker, ventiler, bolter, skiver, muttere, braketter og lignende. 

I styringssystemet fastsettes alle nivåer for start og stopp, alternering mellom pumper og  regelmessig rotasjon/start av pumpene. Overføring av alle data inkludert alarmer til sentralt plassert kontroll/overvåkingssystem skjer via radio eller fiber. Radio brukes primært hvor tilgang til fiber ikke er til stede eller vil bli for kostbart å etablere.

Normalt har kommunen et overvåkingssystem for vann- og avløpsnettet basert på PLS styringer som danner grunnlag for tilpassing av system for innpassing av nye enheter. Alternative systemer for overvåking og smarte pumper er under stadig utvikling, og det bør inngå en diskusjon om hvilke løsninger man skal legge til grunn for det nye anlegget.

Styringsmodulen anbefales bygd/montert slik at den er enkel å ta ut og erstatte med en ny modul dersom feil oppstår. Beredskapsmessig er det anbefalt å ha en styringsmodul liggende i reserve. Mulighet for manuell drift/overstyring i nødsfall må være etablert.

Automatikktavlen plasseres i et skap av platekapslet brennlakkert stål i tett utførelse IP65, montert på vegg i overbygget. Den må ha en hengslet dør i front hvor betjeningsbrytere og signallamper monteres.

Alle ledningsforbindelser internt i tavlen føres i samlekanaler. Det er viktig at utstyret i front er i tett utførelse og merkes med resopalskilter, utført i sort tekst på hvit bunn. Funksjonslister og signallister (IO-lister) må forelegges byggherren for godkjenning før kontrakt inngås.

Pumpestasjonen må på grunn av overvåkings- og styresystemene, samt generell drift av bygget, tilknyttes strømnett. Om det vil bli tilknyttet nett med kapasitet for drift av pumper eller om det vil legges opp til aggregatdrift, blir en avveining i hvert enkelt tilfelle i forhold til kostnader, driftssikkerhet og miljøaspekt.

Det lokale e-verket må i oppstart av detaljplanfasen kontaktes vedrørende strømforsyning til stasjonen, og eventuelt krav om mykstart. Ved drift med nødstrømsaggregat er det avgjørende at pumpene er utstyrt med frekvensomformere/mykstart for å redusere behovet for startstrøm.

Det anbefales at primær energikilde til pumpeanleggene er nettbasert for åminske utslipp av CO₂ og annet miljøskadelig utslipp. Reservekilde vil være nødstrømsaggregatet basert på beste kvalitet innenfor ren motorteknologi. Per dags dato er det EU standard NRMM – Non-Road Mobile Machinery emission, som gjelder utslipp fra motorer til maskiner og aggregater, som ikke er beregnet for kjøring på veg. Innføring av strengere krav er varslet.

Det elektriske anlegget skal bygges etter gjeldende normer og forskrifter for slike anlegg. En stasjon regnes som et våtrom. Det må tas hensyn til at en vannlekkasje kan vedvare i flere dager og utstyr må monteres ut fra dette.

I overbygg bør det minimum monteres jordet sprutsikker dobbel en-fases stikkontakt over en C16A kurs. Det bør i tillegg monteres enkel sprutsikker tre-fase stikkontakt over en C16A kurs. Stikkontaktene monteres ved automatikktavle eller hoveddør. Dersom det legges opp til bruk av mobilt strømaggregat, må det monteres utvendig kontakt med riktig kapasitet for denne tilkoplingen. Tilrettelegging for omkopling fra nett til aggregatdrift bør automatiseres så langt som mulig, og i henhold til gjeldende krav fra netteier. For større anlegg med flere rom må behovet for installasjoner utredes i detalj.

Kabler legges åpent og på broer der det er nødvendig, men ikke på golvet. Kabelføringene bør forøvrig plasseres slik at de ikke hindrer fremkommeligheten inne i stasjonen. Alt av prosessutstyr som givere, vipper, målere og så videre, avklares med leverandør og byggherre, men vil normalt forsynes med 24VDC. Det bør kun føres 24VDC over PLS. På alle utganger fra PLS skal det benyttes mellomrele. Ved fare for fremmedspenninger og lignende, skal det monteres galvaniske skiller for innganger til PLS. Dette gjelder spesielt analoge signal.

Spenningsnivået på pumpene går mer og mer i retning av 400V TN-C. Både spenningsnivå og kapasitet i nettet er et element som må avklares med lokalt e-verk. Ofte må det etableres ny nettstasjon til forsyning på grunn behov til pumpedrift.

Om det legges opp til drift fra strømnett, bør man på grunn av krav til driftssikkerhet legge opp til nødstrømsforsyning, enten ved mobile aggregater eller fastmonterte nødstrømsanlegg. Vanligvis er det vurdert som tilstrekkelig med ett aggregat for hver pumpestasjon, selv om det er flere pumper. Det etableres også anlegg med ett nødstrømsaggregat for hver pumpe. Flere aggregat reduserer sårbarhet om det skulle oppstå driftsproblemer med ett av aggregatene. Dette må vurderes ut fra en risiko- og sårbarhetsanalyse for det enkelte flomverket. Mobile strømaggregater anbefales basert på en tilhengerløsning for rask og sikker transport til brukerstedet.

Større permanente nødstrømsanlegg bygges i eget rom i, eller i nærheten av pumpeanlegget, se eksempel i figur 15. Rommet/bygget plasseres slik at det gir størst mulig sikkerhet for drift om vannstanden skulle stige i området.

Drivstofftankens kapasitet bør være til minimum 24 timers drift. I tillegg må det være tilrettelagt for sikker etterfylling under flomhendelser. 

Driftsdata og alarmer fra det permanent nødstrømsanlegg overføres til byggherrens kontrollsystem.

Nødstrømsanlegg programmeres for regelmessig automatisk testkjøring. I hvert enkelt tilfelle må det avklares om aggregat skal startes automatisk ved nettutfall. For områder med eventuell ustabilt nett kan det bli mye unødig start/stopp. Dersom denne funksjonen ikke er aktivert, må driftspersonell ha klar instruks for å aktivere denne funksjonen som del av forberedelser til håndtering av flomhendelser.

Før pumpestasjonen overleveres er det viktig at den har blitt testet og inntrimmet av leverandøren. Disse anleggene har stor kapasitet og det er kan være krevende å tilføre tilsvarende mengder vann inn i pumpesumpen som pumpene pumper ut. Figur 16 viser hvordan vann kan tilføres under en funksjonstest. En driftstest over noe tid med full kapasitet er derfor svært krevende å gjennomføre og må planlegges nøye.

Leverandøren av pumpestasjonen stiller med en fagkyndig person sammen med byggherrens representanter, når pumpestasjonen startes opp første gang. Alle funksjoner må gjennomgås og prøvekjøres. Det må gjennomføres dokumenterbare tester av funksjon og kapasitet. 

Det er viktig at alle installasjoner og funksjoner er utprøvd før det innkalles til ferdigbefaring og overtakelse. Prosjekteringsansvarlig har i denne fasen ansvaret for at alle komponenter fungerer, og at stasjonen som en selvstendig driftsenhet fungerer som forutsatt. Ved igangkjøring av stasjonen vil det utføres kontrollmålinger av stasjonens driftsdata, som sammenliknes med prosjekteringsdataene. Ved større avvik må årsaken klarlegges av leve­randøren og forholdene utbedres. Dette testes både med nettdrift og aggregatdrift. Omfang av testprosedyrer avklares detaljert i hvert enkelt anlegg, i samsvar med aktuelt VA-miljøblad, så langt det passer.

Regelmessig testkjøring bør inngå i driftsprosedyrene. Det bør gjennomføres en årlig test av hele pumpeanlegget.

VA/Miljø-blad nr. 76 – Dimensjonering, dokumentasjon og kontroll gir en oversiktlig oppstilling over viktige elementer i avslutningsfasen.

Tiltakshaver og leverandør må bli enige om format for sluttdokumentasjonen. NVE har god erfaring med at det leveres to identiske sett med sluttdokumentasjonen i tillegg til elektronisk utgave.  Dokumentasjonen skal være på norsk og av god kvalitet.

Følgende dokumentasjon bør foreligge:

• Ferdigattest – Plan- og bygningsloven.
• Ajourførte, målsatte tegninger av: Pumpestasjonens overbygg (plan og snitt), utvendig og innvendig, samt Situasjonsplan i målestokk 1:500, eventuelt 1:1000.

Pumpestasjonens nøkkeldata bør som et minimum inneholde:

• Pumpenes fabrikat og type
• Pumpenes kapasitet mot eksiterende pumpeledning
• Pumpeledningens lengde, rørmateriale, dimensjon, veggtykkelse og trykklasse
• Utløpsrør – selvfalls lengde, rørmateriale, dimensjon, veggtykkelse og trykklasse
• Kotehøyde bunn sump, gulv i overbygg og eventuelt mellomdekke, innvendig topp rør utgående pumpeledning, bunn rør endepunkt pumpeledning, overløp, bunn innløpsrør
• Dimensjoneringsgrunnlag for de tekniske installasjonene
• Detaljert pumpekarakteristikk med virkningsgrad og pumpekurve
• Detaljert ledningskarakteristikk
• Beregninger og testresultater for kapasitet for hver enkelt pumpe, og for pumper i parallell drift
• Pumpesump (plan og snitt) med rørinstallasjoner
• Nivå inn- og utløpsledninger
• Nivå for start og stopp på pumpene
• Beregninger av trykkstøt utført med relevant programvare
• Beregnet effektforbruk for drift av pumpestasjonen
• Beregninger og testresultater for ventilasjonsanlegg
• Nødstrømsaggregatets fabrikat og type
• Sertifikat for sakkyndig kontroll av løfteutstyr

Listen er ikke utfyllende, og dokumentasjonen må tilpasses den enkelte pumpestasjon etter behov. Noe av dokumentasjonen bør inn i en FDV-dokumentasjon for anlegget. For mer informasjon om FDV-dokumentasjon for pumpeanlegg, se modul F4.304: Pumpeanlegg – Forvaltning, drift og vedlikehold.

Disse modulene utdyper noen temaer som er relatert til modulen over:

• Modul F1.300: Mulige tiltak mot flom og oversvømmelse
• Modul F2.303: Dreneringsanlegg – Prosjektering [Kommer senere]
• Modul F3.304: Pumpeanlegg – Utførelse
• Modul F4.304: Pumpeanlegg – Forvaltning, drift og vedlikehold

Byggteknisk forskrift (TEK 17). Forskrift 16. juni 2017 nr. 840 om tekniske krav til byggverk.

Drammen kommune (u.å.) VA-norm Drammen kommune. VA retningslinjer for Drammen kommune. Tilgjengelig fra: http://va-norm.no/drammen/ (hentet: 03. april 2020).

ISO 9906 (2012) Rotodynamic pumps – Hydraulic performance acceptance tests – Grades 1, 2 and 3. (ISO 9906:2012). Norsk Standard.

The European parliament and The Council (2016) Requirements relating to gaseous and particulate pollutant emission limits and type-approval for internal combustion engines for non-road mobile machinery. Tilgjengelig fra: https://ec.europa.eu/growth/sectors/automotive/environment-protection/non-road-mobile-machinery_en  (Hentet: 3. April 2020) 

Plan- og bygningsloven – pbl. Lov 27. juni 2008 nr. 71 om planlegging og byggesaksbehandling.

VA/Miljø-blad (2008) Frekvensomformerdrift i avløpspumpestasjoner. VA-miljøblad nr. 62. Tilgjengelig fra: http://www.va-blad.no/frekvensomformerdrift-i-avlopspumpestasjoner/ (hentet: 03. april 2020). 

VA/Miljø-blad (2016) Grøfteutførelse fleksible rør. VA-miljøblad nr. 5. Tilgjengelig fra: http://www.va-blad.no/grofteutforelse-fleksible-ror/ (hentet: 03. april 2020). 

VA/Miljø-blad (2016) Grøfteutførelse stive rør. VA-miljøblad nr. 6. Tilgjengelig fra: https://www.va-blad.no/387/(hentet: 03. april 2020). 

VA/Miljø-blad (2016) Sikring mot tilbakestrømming av forurenset væske til drikkevannsledninger. VA-miljøblad nr. 61. Tilgjengelig fra: http://www.va-blad.no/sikring-mot-tilbakestromning-av-forurenset-vaeske-til-drikkevannsledninger/ (hentet: 03. april 2020). 

VA/Miljø-blad (2016) Mindre avløpspumpestasjoner. Dimensjonering, dokumentasjon og kontroll. VA-miljøblad nr. 76. Tilgjengelig fra: http://www.va-blad.no/mindre-avlopspumpestasjoner-dimensjonering-dokumentasjon-og-kontroll/ (hentet: 03. april 2020). 

VA/Miljø-blad (2016) Mindre avløpspumpestasjoner. Overbygg med installasjoner og automatikk. VA-miljøblad nr. 77. Tilgjengelig fra: http://www.va-blad.no/mindre-avlopspumpestasjoner-overbygg-med-installasjoner-og-automatikk/ (hentet: 03. april 2020). 

VA/Miljø-blad (2017) Søknadspliktige tiltak (VA-anlegg) etter Plan-og bygningsloven. VA-miljøblad nr. 37. Tilgjengelig fra: http://www.va-blad.no/kapittel-37/ (hentet: 03. april)

VA/Miljø-blad (2017) Godkjenningsområder (VA-anlegg) etter Plan- og bygningsloven. VA-miljøblad nr. 38. Tilgjengelig fra: http://www.va-blad.no/kapittel-38/ (hentet: 03. april 2020). 

VA/Miljø-blad (2019) Kravspesifikasjon for rør og rørdeler av PVC-U materiale. VA-miljøblad nr. 10. Tilgjengelig fra: http://www.va-blad.no/kravspesifikasjon-for-ror-og-rordeler-av-pvc-u-materiale-2/ (hentet: 03. april 2020). 

VA/Miljø-blad (2019) Kravspesifikasjon for vann- og avløpsrør av PE materiale. VA-miljøblad nr. 11. Tilgjengelig fra: http://www.va-blad.no/kravspesifikasjon-for-ror-av-pe-materiale/ (hentet: 03. april 2020). 

VA/Miljø-blad (2019) Mindre avløpspumpestasjoner. Pumpesump med installasjoner. VA-miljøblad nr. 78. Tilgjengelig fra: http://www.va-blad.no/mindre-avlopspumpestasjoner-pumpesump-med-installasjoner/ (hentet: 03. april 2020).