Nová norma ČSN EN 806-3 pro dimenzování vnitřních vodovodů

Úvod

Od listopadu 2006 platí v České republice třetí část evropské normy EN 806. Tato norma má označení ČSN EN 806-3 (třídicí znak 75 5410) a její název je "Vnitřní vodovod pro rozvod vody určené k lidské spotřebě - Část 3: Dimenzování potrubí - Zjednodušená metoda". Norma byla připravována delší dobu pracovní skupinou WG 2 technické komise CEN/TC 164 "Vodárenství". Původní návrh, který nebyl přijat, byl velmi rozsáhlý a uváděl mnoho výpočtových metod používaných v různých evropských zemích.

Protože v nynější době není pro celou Evropskou unii přijatelná podrobná výpočtová metoda (včetně výpočtu tlakových ztrát v potrubí), byl nový návrh, po úpravách schválený a vydaný jako EN 806-3, zpracován podle metody zjednodušeného dimenzování potrubí, jež se ve Švýcarsku používá již řadu let. Zpracovatelem normy je švýcarský odborník dipl. zdravotní technik Bruno Stadelmann. Zpracovatelem českého znění je Ing. Jakub Vrána, Ph.D. z Ústavu TZB Fakulty stavební VUT v Brně a doc. Ing. Zuzana Vranayová, CSc. z Katedry TZB Stavební fakulty Technické univerzity v Košicích. V průběhu připomínkování konečného návrhu a překladu normy probíhaly konzultace se zpracovatelem originálu Bruno Stadelmannem a švýcarským projektantem zdravotně technických instalací Emilem Zirinem, kterým tímto děkuji za cenné rady využité při zpracování českého znění normy, zejména národní předmluvy.

Protože evropská norma nevylučuje použití národních norem pro dimenzování potrubí, má v soustavě ČSN i nadále místo národní norma pro výpočet vnitřních vodovodů. V současné době se připravuje revize ČSN 73 6655 "Výpočet vnútorných vodovodov". Nová revidovaná norma bude mít označení ČSN 75 5455 "Výpočet vnitřních vodovodů" a oproti předchozí normě v ní bude částečně upraven postup stanovení výpočtového průtoku v přívodním potrubí vnitřního vodovodu, doplněna zjednodušená metoda stanovení délkové tepelné ztráty potrubí, změněny požadavky na průtočnou rychlost v potrubí, upraven vztah pro hydraulické posouzení navrženého potrubí a změněny tabulky tlakových ztrát třením. Termíny a značky používané v ČSN 75 5455 budou v souladu s ČSN EN 806-1 až 3.

Tento článek vysvětluje postup dimenzování vnitřního vodovodu podle normy ČSN EN 806-3.

1. Předmět normy

ČSN EN 806-3 uvádí zjednodušenou výpočtovou metodu pro dimenzování potrubí běžných instalací vnitřního vodovodu. Podle této normy není možné dimenzovat potrubí požárního vodovodu a cirkulační potrubí teplé vody. V České republice se podle této normy nemohou dimenzovat vodovodní přípojky. V normě nejsou podklady pro výpočet tlakových ztrát v potrubí.

2. Podmínky pro použití normy

Aby bylo možné dimenzovat potrubí vnitřního vodovodu podle ČSN EN 806-3, musí být splněny tři podmínky:

1. Instalace v budově musí být běžná.
2. Hydrodynamický přetlak vody na vstupu potrubí do budovy musí být takový, aby tlaková ztráta třením a místními odpory v potrubí vnitřního vodovodu mohla dosáhnout až 150 kPa a před výtokovou armaturou zůstal hydrodynamický přetlak nejméně 100 kPa (před tlakovým splachovačem záchodové mísy min. 120 kPa a před speciálními výtokovými armaturami i více podle údajů výrobce).
3. Aby byla splněna podmínka b) nesmí být potrubí vnitřního vodovodu extrémně dlouhé.

Vstupem potrubí do budovy se rozumí prostup potrubí obvodovou zdí, výstup z redukčního ventilu nebo automatické tlakové čerpací stanice uvnitř budovy. Splnění tlakových podmínky b) se prokáže nerovností:

kde

pdis	je dispoziční přetlak na vstupu potrubí do budovy	(kPa)
pminFl	minimální požadovaný hydrodynamický přetlak u nejvyšší výtokové armatury	(kPa)
Δpe	tlaková ztráta způsobená rozdílem mezi výškovou úrovní nejvyšší výtokové armatury a vstupu potrubí do budovy	(kPa)
ΔpWM	tlakové ztráty vodoměrů	(kPa)
ΔpAp	tlakové ztráty napojených zařízení, např. průtokových ohřívačů vody	(kPa)
Σ (l . R + ΔpF)	součet tlakových ztrát třením a místními odpory (předpokládá se celková hodnota 150 kPa).

Výtoková armatura	DN	Jmenovitý výtok QA (l/s)	Hodnota LU
Nádržkový splachovač, směšovací baterie u umyvadla, umývátka nebo bidetu	15	0,1	1
Výtokový ventil pro umyvadlo, umývátko, pračku v domácnosti1) nebo myčku nádobí1), směšovací baterie pro dřez, výlevku nebo sprchu	15	0,2	2
Tlakový splachovač pisoárové mísy nebo stání, výtokový ventil u výlevky nebo v kotelně	15	0,3	3
Směšovací baterie u vany, velkokuchyňského dřezu nebo prádelnových necek	15	0,4	4
Výtoková armatura na zahradě nebo v garáži	15	0,5	5
Směšovací baterie u velkokuchyňského dřezu, velkoobjemové vany, sprchy	20	0,8	8
Tlakový splachovač záchodové mísy	20	1,5	15
1) Pro jiné pračky nebo myčky se jmenovitý výtok určí podle údajů výrobce.

Tab. 1 - Hodnoty výtokových jednotek LU a jmenovitých výtoků Q_A studené nebo teplé vody pro výtokové armatury

3. Běžná instalace

Běžnou instalací je vnitřní vodovod, u kterého:

1. jmenovité výtoky vody výtokovými armaturami nejsou větší než je uvedeno v tab. 1;
2. charakter odběru vody nezpůsobí překročení výpočtového průtoku uvedeného v grafu v příloze B normy ČSN EN 806-3;
3. není navrhován nepřetržitý odběr vody, tedy trvalý odběr delší než 15 min (např. odběr pro technologická nebo automatická zavlažovací zařízení).

4. Druhy budov, jejichž vnitřní vodovod je možné zjednodušeně dimenzovat

V národní předmluvě k českému znění normy byly na základě konzultací a srovnávacích výpočtů řešených v rozborovém úkolu RU/0824/06 zadaném Českým normalizačním institutem vyjmenovány budovy, ve kterých se předpokládá běžná instalace a potrubí uvnitř budovy není extrémně dlouhé, a jejichž vnitřní vodovod je tedy možné podle této normy dimenzovat. Jedná se o tyto budovy:

1. rodinné domy;
2. bytové domy do pěti nadzemních podlaží s jedním schodištěm, ze kterého jsou byty přímo přístupné;
3. administrativní budovy do pěti nadzemních podlaží s jedním schodištěm,
4. prodejny, ve kterých se voda používá pouze k osobní hygieně zaměstnanců a úklidu a nepředpokládá se hromadné a nárazové používání zařizovacích předmětů;
5. multifunkční budovy s byty, administrativními prostory a prodejnami, které splňují výše uvedená omezení.

V ostatních budovách se předpokládají tzv. speciální instalace nebo extrémně dlouhá potrubí, které se dimenzují podle ČSN 73 6655 (v budoucnu podle ČSN 75 5455). Rovněž potrubí vně budov a potrubí vodovodních přípojek může být extrémně dlouhé, a proto je nutné stanovit jeho tlakové ztráty. Při dimenzování vodovodních přípojek a potrubí vně výše uvedených budov se výpočtový průtok může stanovit podle grafu v příloze B ČSN EN 806-3 a tlakové ztráty se vypočtou podle normy ČSN 73 6655 (v budoucnu podle ČSN 75 5455) nebo podkladů výrobce potrubí. Pokud vodovodní přípojka a potrubí vnitřního vodovodu slouží také pro zásobování vnitřních odběrních míst požárního vodovodu, musí se potrubí hydraulicky posoudit na průtok při odběru vody z vnitřních odběrních míst a průměry potrubí případně zvětšit. Cirkulační potrubí teplé vody se dimenzuje podle ČSN 73 6655 (v budoucnu podle ČSN 75 5455).

Porovnání ukázalo, že výpočtové průtoky v bytových domech jsou podle ČSN EN 806-3 a ČSN 73 6655 přibližně stejné. V administrativních budovách jsou výpočtové průtoky stanovené podle ČSN 73 6655 oproti zahraničním normám příliš vysoké. Proto byly do budov s běžnou instalací zařazeny také administrativní budovy, i když výpočtové průtoky stanovené dle ČSN EN 806-3 jsou oproti výpočtovým průtokům podle ČSN 73 6655 nižší.

5. Postup dimenzování

Postup dimenzování potrubí podle ČSN EN 806-3 spočívá v sečtení výtokových jednotek připadajících na jednotlivé úseky potrubí a stanovení průměru každého úseku potrubí v závislosti na počtu výtokových jednotek, největší hodnotě výtokových jednotek a materiálu potrubí podle tab. 2.

Jmenovité výtoky vody a hodnoty výtokových jednotek pro různé výtokové armatury jsou uvedeny v tab. 1, která byla doplněna a upravena podle národních poznámek v českém znění normy. Hodnoty výtokových jednotek označovaných LU (loading units) jsou desetinásobkem jmenovitých výtoků vody a slouží pro zjednodušené dimenzování potrubí. Jestliže v ČSN 73 6655 se potrubí studené nebo teplé vody dimenzuje na celý průtok odebíraný z výtokových armatur, potom dimenzování podle ČSN EN 806-3 spočívá v určení výtokových jednotek zvlášť pro potrubí studené vody a zvlášť pro potrubí teplé vody. V místě odbočení potrubí studené vody k ohřevu se výtokové jednotky teplé vody sčítají s výtokovými jednotkami studené vody. Postup dimenzování potrubí podle ČSN EN 806-3 se skládá ze tří kroků:

1. rozdělení potrubí na úseky od výtokové armatury k odbočujícímu potrubí nebo od odbočujícího potrubí k další odbočce;
2. stanovení součtu výtokových jednotek v jednotlivých úsecích potrubí počínaje od nejvzdálenější výtokové armatury;
3. určení průměru potrubí v příslušném úseku podle součtu výtokových jednotek a materiálu potrubí s použitím tab. 2, v níž je zohledněn výpočtový průtok při současnosti použití výtokových armatur a průtočných rychlostech, které předpokládá výpočtová metoda v ČSN EN 806-3; při určování průměru potrubí podle tab. 2 je třeba přihlížet také k největší jednotlivé hodnotě výtokových jednotek, kterou má některá ze zásobovaných výtokových armatur, a k délce potrubí, jež nesmí překročit maximální hodnotu uvedenou v tabulce.

Zde uvedená tab. 2 je zkrácenou verzí tabulky 3 v ČSN EN 806-3 (jsou zde uvedeny pouze nejčastěji používané materiály). Tab. 2 je oproti tabulce 3 v EN 806-3 upravena podle národních poznámek v českém znění normy. Národní poznámky omezují použití ocelového pozinkovaného potrubí jmenovité světlosti DN 15, dovolují použití potrubí o vnitřních průměrech do 13 mm jen pro jednu výtokovou armaturu a předepisují větší průměry pro potrubí zásobující tlakové splachovače záchodových mís. Výpočtový průtok, např. pro návrh vodoměru nebo vodovodní přípojky, je možné určit podle součtu výtokových jednotek z grafu uvedeného v příloze B ČSN EN 806-3.

Z grafu je patrné, že do počtu 300 výtokových jednotek závisí výpočtový průtok také na největší jednotlivé hodnotě výtokových jednotek, kterou má některá z výtokových armatur zásobovaných daným úsekem potrubí.

6. Příklad dimenzování potrubí zjednodušenou metodou

Obr. 1 - Příklad dimenzování potrubí zjednodušenou metodou

Příklad dimenzování potrubí podle ČSN EN 806-3 je uveden na obr. 1. U jednotlivých výtokových armatur jsou v obrázku uvedeny hodnoty výtokových jednotek LU pro teplou a studenou vodu podle tab. 1. U jednotlivých úseků potrubí jsou uvedeny součty výtokových jednotek LU připadající na tyto úseky a průměr potrubí, např. z PPR, PN 20, navržený podle tab. 2.

Tab. 2 - Určení průměru potrubí podle výtokových jednotek LU

Závěr

Zjednodušená metoda uvedená v normě ČSN EN 806-3 usnadňuje dimenzování potrubí v určitých menších budovách. Pokud bude používána podle zásad uvedených v tomto příspěvku, je podle švýcarských zkušeností zaručena bezporuchová dodávka vody k výtokovým armaturám.

Literatura

[1] ČSN 73 6655 Výpočet vnútorných vodovodov
[2] ČSN EN 806-1 (73 6660) Vnitřní vodovod pro rozvod vody určené k lidské spotřebě - Část 1: Všeobecně
[3] ČSN EN 806-2 (75 5410) Vnitřní vodovod pro rozvod vody určené k lidské spotřebě - Část 2: Navrhování
[4] ČSN EN 806-3 (75 5410) Vnitřní vodovod pro rozvod vody určené k lidské spotřebě - Část 3: Dimenzování potrubí - Zjednodušená metoda
[5] ČSN 73 6660 Vnitřní vodovody 2. návrhČSN 75 5455 Výpočet vnitřních vodovodů
[6] W 3 d Leitsätze für die Erstellung von Wasserinstallationen. SVGW, Zürich, 1992.
[6] Daniels, K.: Technika budov. Jaga group, Bratislava 2003.
[7] Draxler, E.: prEN 806 - Teil 3: Berechnung der Rohrinnendurchmesser. Sborník mezinárodní konf. SANHYGA. Piešťany 2004.
[8] Vrána, J.: Rozborový úkol RU/0824/06 "Analýza a porovnání metod pro stanovení výpočtového průtoku v potrubí vnitřního vodovodu v souvislosti se zavedením EN 806- 3 do soustavy ČSN a revizí ČSN 73 6655". ČNI, Praha 2006.
[9] Vrána, J.: Dimenzování vnitřních vodovodů podle EN 806-3. Sborník mezinárodní konference SANHYGA. Piešťany 2006.
[10] Vranayová, Z.- Priščák, F.: Čo nové pre prax prinesie STN EN 806-4? Sborník mezinárodní konf. SANHYGA. Piešťany 2006.