Měření průtoků a spotřeb vody na studentských kolejích a v bytovém domě

Dimenzování vnitřních vodovodů a stanovování potřeby vody je v současné době v některých zemích aktuálním tématem. Pro dimenzování potrubí je nutné správně stanovit výpočtový průtok. Výpočtové vztahy, které se u nás pro stanovení výpočtového průtoku podle ČSN 75 5455 používají, pocházejí ze 40. let 20. století.

Pro bytové domy se používá vztah:

Pro budovy studentských kolejí se má používat vztah:

kde je

Q_A

– jmenovitý výtok (průtok z výtokových armatur) pro jednotlivá odběrná místa [l/s];

n

– počet odběrných míst stejného druhu;

m

– počet druhů odběrných míst.

Z důvodu nedostatku změřených průtoků mohly být při nedávné revizi ČSN 75 5455 v postupu stanovení výpočtového průtoku provedeny jen dílčí úpravy. Proto se při vhodných příležitostech provádějí další měření. Při těchto měřeních je zjišťována také spotřeba vody a její rozložení v průběhu dne, protože pro výpočet potřeby vody v současné době neplatí žádný předpis a projektanti jsou při bilancích potřeby vody nuceni používat předpisy staré nebo vyhlášku č. 120/2011 Sb., která k tomuto účelu není určena.

Průtoky a spotřeby vody na studentských kolejích

Měření se provádělo po dobu 14 dnů na jednom stoupacím potrubí zásobujícím 18 hygienických zařízení u pokojů pro ubytování studentů vybavených záchodovou mísou s nádržkovým splachovačem, umyvadlem, sprchou a dřezem. V pokojích bylo po dobu měření ubytováno 34 až 36 osob.

V rámci nedávné rekonstrukce hygienických zařízení byl zřízen oddílný vodovod tvořený stoupacím potrubím studené vody pro nádržkové splachovače a stoupacími potrubími studené a teplé vody pro ostatní zařizovací předměty. Stoupací potrubí pro nádržkové splachovače je v budoucnu možné zásobovat ze zdroje užitkové nebo provozní vody. Při rekonstrukci byla provedena úsporná opatření spočívající v seřízení výtoku vody ze směšovacích baterií na cca 0,1 l/s a snížení teploty teplé vody na 43 °C při sledování její jakosti z mikrobiologického hlediska. Teplota studené vody na výtokových armaturách činila v době měření asi 12 °C. Po dobu měření byly každou sekundu odečítány průtoky studené vody pro nádržkové splachovače a pro ostatní výtokové armatury. Odečet průtoků každou sekundu umožňuje stanovení spotřeby vody za jakékoliv časové období a zjištění maximálního špičkového průtoku, který je rozhodující pro dimenzování potrubí. Podle naměřených spotřeb studené vody a naměřených teplot studené a teplé vody byly přepočteny spotřeby vody teplé.

a

b
Obr. 1 Průtoky vody ve studentských kolejích v průběhu dnů, kdy se vyskytl také největší průtok: a – ve stoupacím potrubí pro nádržkové splachovače, b – ve stoupacím potrubí pro ostatní odběrná místa

a

b
Obr. 2 Rozdělení spotřeby vody ve studentských kolejích v procentech denní spotřeby ve dnech, kdy se vyskytly největší spotřeby; a – spotřeba vody pro WC, b – spotřeba vody pro ostatní odběrná místa

Naměřený průtok a naměřené a přepočtené spotřeby vody jsou uvedeny v tabulce 1. Z naměřených hodnot je patrný vliv nízké teploty teplé vody (43 °C) na průtok a spotřebu studené vody, která je odebírána velmi málo, protože teplota vody vytékající ze směšovacích baterií činí asi 40 °C. V tabulkách 2 a 3 je uvedeno porovnání naměřených hodnot s hodnotami podle předpisů.

Z tabulky 2 je patrné, že výpočtový průtok pro ostatní odběrná místa stanovený podle ČSN 75 5455 se od maximálního změřeného průtoku výrazně liší. Je to způsobeno tím, že do výpočtu byly dosazeny normové hodnoty jmenovitých výtoků, které se rovněž výrazně liší od hodnot skutečných. Při dosazení jmenovitých výtoků o hodnotě 0,1 l/s by výpočtový průtok činil 1,27 l/s. Německá norma DIN 1988-300 umožňuje dosazovat do výpočtu skutečné hodnoty průtoků z výtokových armatur, proto se výpočtový průtok stanovený podle této normy příliš neliší od maximálního průtoku změřeného.

Z tabulky 3 je patrné, že voda není v jednotlivých pokojích měřena, proto je její spotřeba vyšší. Nízká teplota teplé vody (43 °C) způsobuje její vyšší spotřebu. Průtoky vody v průběhu dnů, kdy se vyskytl také největší průtok, jsou znázorněny v grafech na obrázku 1. V grafech na obr. 2 je znázorněno rozdělení spotřeby vody v procentech denní spotřeby ve dnech největší spotřeby.

Obr. 3 ukazuje osazení průtokoměrů.

Obr. 3 Osazení průtokoměrů ve studentských kolejích

Průtoky a spotřeby vody v bytovém domě

Měření se provádělo na přívodním potrubí studené vody do ohřívače vody po dobu 46 dnů. Potrubím bylo zásobováno 26 bytů, dvě prodejny a administrativní prostory. Byty jsou vybaveny vanou, umyvadlem a dřezem, v administrativních prostorech se nachází dvě umyvadla a jedna sprcha, v prodejnách se nachází tři umyvadla a jeden dřez. Teploty vody byly změřeny na výtokové armatuře. Změřená teplota teplé vody činila asi 47 °C a změřená teplota studené vody činila asi 20 °C. Po dobu měření byl každou sekundu odečítán průtok studené vody. Odečet průtoku každou sekundu umožňuje stanovení spotřeby vody za jakékoliv časové období. Podle naměřených spotřeb teplé vody a naměřených teplot studené a teplé vody byly přepočteny spotřeby studené vody. Naměřený maximální průtok a naměřené a přepočtené spotřeby jsou uvedeny v tabulce 4. Spotřeby vody v bytech byly stanoveny pro den, kdy nebyly v provozu prodejny a administrativní prostory.

Obr. 4 Průtoky vody v bytovém domě v průběhu dne, kdy se vyskytl také největší průtok

Obr. 5 Rozdělení spotřeby vody v bytovém domě v procentech denní spotřeby v průběhu dne, kdy se vyskytla největší spotřeba

Obr. 6 Osazení průtokoměru v bytovém domě

V tabulkách 5 a 6 je uvedeno porovnání naměřených hodnot s hodnotami podle předpisů. Z tabulky 5 je patrné, že výpočtové průtoky stanovené podle ČSN 75 5455, ČSN EN 806-3 a DIN 1988-300 se od změřeného maximálního průtoku liší. Odlišnost je výraznější u výpočtového průtoku stanoveného podle ČSN 75 5455, protože tato norma, na rozdíl od zbývajících dvou norem, předpokládá zásobování odběrných míst buď pouze teplou, nebo pouze studenou vodou, tedy dva extrémní stavy, které při běžných teplotách teplé vody nenastanou. Z tabulky 6 je patrné, že hodnoty spotřeb vody přibližně odpovídají potřebám uvedeným v předpisech. Rozdíl mezi přepočtenou celkovou spotřebou vody a hodnotou potřeby stanovenou podle směrného čísla roční potřeby vody z vyhlášky č. 120/2011 Sb. je dán zejména tím, že přepočtená celková spotřeba vody neobsahuje spotřebu vody pro splachování WC. Na obr. 4 jsou graficky znázorněny průtoky vody v průběhu dne, kdy se vyskytl také největší průtok. Obr. 5 znázorňuje spotřeby vody v procentech denní spotřeby v pracovním a volném dni, kdy se vyskytla největší spotřeba. Obr. 6 ukazuje osazení průtokoměru.

Závěr

Provádění systematického měření průtoků v potrubí vnitřních vodovodů v různých budovách je nejen u nás, ale i v zahraničí náročným úkolem. Ne každý majitel nebo správce budovy osazení průtokoměru umožní. Proto bychom chtěli poděkovat pracovníkům kolejí a menz VUT v Brně a majiteli bytového domu za umožnění měření ve svých budovách. K případné aktualizaci vztahů pro stanovení výpočtového průtoku v potrubí vnitřních vodovodů by bylo nutné provést měření průtoků na nejméně patnácti různě velkých budovách stejného druhu (bytových domech, studentských kolejích, internátech, mateřských školách, administrativních budovách apod.).

Literatura

• Vyhláška č. 120/2011 Sb. kterou se mění vyhláška Ministerstva zemědělství č. 428/2001 Sb., kterou se provádí zákon č. 274/2001 Sb., o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu a o změně některých zákonů (zákon o vodovodech a kanalizacích), ve znění pozdějších předpisů
• ČSN EN 806-3 Vnitřní vodovod pro rozvod vody určené k lidské spotřebě – Část 3: Dimenzování potrubí – Zjednodušená metoda.
• ČSN 75 5455 Výpočet vnitřních vodovodů.
• TNI 73 0331 Energetická náročnost budov – Typické hodnoty pro výpočet.
• DIN 1988-300 Technische Regeln für Trinkwasser-Installationen – Teil 300: Ermittlung der Rohrdurchmesser; Technische Regel des DVGW.
• DIN 1989-1 Regenwassernutzungsanlagen. Teil 1: Planung, Ausführung, Betrieb und Wartung.