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

Datum: 10.8.2015  |  Autor: Ing. Jakub Vrána, Ph.D., Ing. Miroslav Kucharik, Ústav TZB, Fakulta stavební VUT v Brně  |  Zdroj: Český instalatér 3/2015  |  Recenzent: Ing. Zdeněk Žabička

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.

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:

vzorec 1
 

Pro budovy studentských kolejí se má používat vztah:

vzorec 2
 

kde je

QA
– 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.

Tabulka 1 Průtoky a spotřeby vody na studentských kolejích
Změřený max. průtok studené vody pro nádržkové splachovače0,53 l/s
Změřený max. průtok studené vody pro ostatní odběrná místa0,28 l/s
Změřená průměrná spotřeba studené vody pro WC29,5 l na ubytovaného/
Změřená max. spotřeba studené vody pro WC33,3 l na ubytovaného/
Změřená průměrná spotřeba studené vody pro ostatní odběrná místa10,3 l na ubytovaného/den
Změřená max. spotřeba studené vody pro ostatní odběrná místa13,8 l na ubytovaného/den
Přepočtená průměrná spotřeba teplé vody96,6 l na ubytovaného/den
Přepočtená max. spotřeba teplé vody128,8 l na ubytovaného/den
Přepočtená průměrná spotřeba vody bez WC106,9 l na ubytovaného/den
max. spotřeba vody bez WC142,6 l na ubytovaného/den
Tabulka 2 Porovnání maximálních naměřených průtoků na studentských kolejích s výpočtovými průtoky podle norem
Průtok pro:Naměřená hodnota [l/s]Výpočtový průtok [l/s] podle:
ČSN 75 5455DIN 1988-300
Nádržkové splachovače0,530,850,921)
Ostatní odběrná místa0,282,542)0,393)
1) Spočítáno podle vztahu pro hotely. Podle vztahu pro bytové domy by výpočtový průtok činil 0,80 l/s.
2) Podle vztahu pro bytové domy by výpočtový průtok činil 1,47 l/s.
3) Spočítáno podle vztahu pro hotely. Podle vztahu pro bytové domy by výpočtový průtok činil 0,38 l/s.
Tabulka 3 Porovnání naměřených spotřeb vody na studentských kolejích s potřebami podle předpisů
Průměrná spotřeba vodyNaměřená nebo přepočtená hodnota
[l na ubytovaného a den]
Potřeba vody podle předpisu
[l na ubytovaného a den]
Předpis
Nádržkové splachovače29,524,01)DIN 1989-1
Celkem (studená i teplá voda)136,4125,02)Vyhláška č. 120/2011 Sb.
Teplá voda96,667,0TNI 73 0331
1) Hodnota potřeby vody pro bytové domy.
2) Uvažováno s ubytováním studentů 200 dnů v roce.
Obr. 1 Průtoky vody ve studentských kolejích v průběhu dnů, kdy se vyskytl také největší průtok: a – ve stoupacím potrubí pro nádržkové splachovače
a
Obr. 1 Průtoky vody ve studentských kolejích v průběhu dnů, kdy se vyskytl také největší průtok: b – ve stoupacím potrubí pro ostatní odběrná místa
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
Obr. 2 Rozdělení spotřeby vody ve studentských kolejích v procentech denní spotřeby ve dnech, kdy se vyskytly největší spotřeby; a – spotřeba vody pro WC
a
Obr. 2 Rozdělení spotřeby vody ve studentských kolejích v procentech denní spotřeby ve dnech, kdy se vyskytly největší spotřeby; b – spotřeba vody pro ostatní odběrná místa
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
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.

Tabulka 4 Průtoky a spotřeby vody v bytovém domě
Max. změřený průtok studené vody na přívodu do ohřívače (teplé vody)0,76 l/s
Průměrná změřená spotřeba teplé vody pouze v bytechasi 40,5 l na obyvatele/den
Přepočtená průměrná spotřeba studené vody bez WC pouze v bytechasi 14,2 l na obyvatele/den
Přepočtená celková spotřeba studené vody bez WC pouze v bytechasi 54,7 l na obyvatele/den
Tabulka 5 Porovnání maximálního naměřeného průtoku v bytovém domě s výpočtovým průtokem podle norem
Naměřená hodnota
[l/s]
Výpočtový průtok [l/s] podle:
ČSN 75 5455ČSN EN 806-3DIN 1988-300
0,762,091,401,24
Tabulka 6 Porovnání naměřených a přepočtených spotřeb vody v bytovém domě s potřebami podle předpisů
VodaNaměřená nebo přepočtená hodnota
[l na obyvatele a den]
Potřeba vody podle předpisu
[l na obyvatele a den]
Předpis
Teplá40,530,0 až 45,0TNI 73 0331
Studená i teplá celkem, bez WC54,795,91)Vyhláška č. 120/2011 Sb.
1) V potřebě vody je zahrnuta i potřeba pro splachování WC.
Obr. 4 Průtoky vody v bytovém domě v průběhu dne, kdy se vyskytl také největší průtok
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. 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
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.
 
Komentář recenzenta
Ing. Zdeněk Žabička

Autoři správně usoudili, že od zavedení spekulativních vztahů pro určení výpočtového průtoku, se zásadně změnily podmínky pro odběr vody u jednotlivých uživatelů. Zavedení povinnosti osazování vodoměrů u jednotlivých uživatelů (vymizení tzv. televizních špiček, věkové složení obyvatel, používání automatických praček a myček nádobí) změnilo hydraulické poměry v soustavách vnitřních vodovodů. Pokud se začne zavádět oddílný vodovod (samostatně zásobované WC), nemáme prakticky žádné podklady. Lze konstatovat, že v rámci navrhování a posuzování vnitřních vodovodů počítáme přesně hydraulické poměry v potrubí na základě nepřesných podkladů.

Souhlasím s tím, že je třeba více takových měření a delší periody měření, na základě kterých by bylo možno upravit základní podklady pro výpočet. V současné době, kdy většina vnitřních vodovodů se navrhuje odhadem, je velmi problematické upravit výpočtové vztahy na základě měření v jednom objektu. Výsledky měření ukazují jaký vliv má měření spotřeby vody na její odběr. V bytovém domě s vodoměry v bytě je dnešní potřeba nižší než je zahrnuto v předpisech, zatímco na studentských kolejích se s vodou zřejmě zachází stejně jako v minulém století protože se odběr vody neměří.
Článek doporučuji k uveřejnění s tím, že autoři by měli uvážit jak v tabulce 6 uvést i hodnotu s odběrem WC pro měření tak, aby naměřená hodnota byla srovnatelná s předpisem (např. novým řádkem).

Doplnění redakce:
Řešení odečtů v ubytování pro studenty v Nizozemí, kde jsou připojeny nejen tradiční měřiče tepla, ale i elektroměry a vodoměry pro teplou a studenou vodu.

English Synopsis
Flow measurement and consumption of water in student dormitories and apartment building

During a recent revision of CSN 75 5455 were in the process of determining the calculation of flow made only minor changes. The reason was the lack of measured flow. Therefore, at appropriate occasions perform additional measurements. For these measurements is determined also water consumption and its distribution throughout the day.

 

Hodnotit:  

Datum: 10.8.2015
Autor: Ing. Jakub Vrána, Ph.D., Ústav TZB, Fakulta stavební VUT v Brně   všechny články autoraIng. Miroslav Kucharik, Ústav TZB, Fakulta stavební VUT v Brně   všechny články autoraRecenzent: Ing. Zdeněk Žabička



Sdílet:  ikona Facebook  ikona Twitter  ikona Google+  ikona Linkuj.cz  ikona Vybrali.sme.skTisk Poslat e-mailem Hledat v článcíchDiskuse (žádný příspěvek, přidat nový)


Projekty 2017

Tipy pro projektanty

Partneři - Voda, kanalizace

logo AUSTRIA EMAIL
logo NICOLL ČR
logo ASIO
logo WAVIN EKOPLASTIK
logo MEA
logo GRUNDFOS
 
 

Aktuální články na ESTAV.czVodní elektrárnu staví již přes 45 let. Stavbu dokončí čínská firmaAirbnb omezí v Paříži pronájmy na 120 dní v roce pouze v bytech v centruCez zimu si dajte urobiť ponuku na zariadenia OZE a na jar máte energie takmer zadarmoMěsta s nejvíce znečištěným ovzduším na světě