Nejnavštěvovanější odborný web
pro stavebnictví a technická zařízení budov

Rizika vyplývající z neuváženého šetření vodou

Ing. Jakub Vrána, Ph.D., Ústav TZB, Fakulta stavební VUT v Brně

Recenzovaný

Šetření pitnou a teplou vodou bez zvážení souvislostí může ohrozit hygienické parametry vody a funkci vnitřní kanalizace. Šetření je však nutné, a proto autor uvádí rizika a vymezuje hranici, za kterou je šetření bez jiných opatření nevhodné.

Úvod

Již několik let trvá ve velké části České republiky suché období. Souběžně roste i cena vodného a stočného. Logickým se tedy jeví požadavek na šetření vodou. Technická opatření u výtokových armatur a zařizovacích předmětů dnes úspory vody umožňují. Neuvážené šetření vodou však může být spojeno i s určitými riziky, o kterých pojednává tento článek.

Rizika u vnitřní kanalizace

Dimenzování vnitřní kanalizace se u nás provádí podle ČSN EN 12056 a ČSN 75 6760. Empirický vzorec pro stanovení výpočtového průtoku byl odvozen na základě měření prováděných ve Švýcarsku [1] a Německu [2] na přelomu 60. a 70. let 20. století a při převzetí do ČSN EN 12056 byl korigován na základě porovnání se stanovením výpočtového průtoku v jiných zemích. Vzorec předpokládá určité průtoky ze zařizovacích předmětů.

Ve smyslu ČSN EN 12056 se u nás, podobně jako např. na Slovensku nebo v Rakousku, používá systém I, který při napojení záchodových mís požaduje jmenovitou světlost svislých odpadních potrubí a na ně navazujících ležatých svodných potrubí nejméně DN 100. Dříve byla pro svodná potrubí od záchodů požadována jmenovitá světlost nejméně DN 125.

Pro jmenovitou světlost DN 100 je nejmenším množstvím vody pro velké spláchnutí záchodové mísy 6 l, i když oproti množství 8 nebo 10 l je proudění fekálií horší [3]. Dlouholeté zkušenosti s nádržkovými splachovači o objemu cca 7 l vody (např. s litinovými nádržkovými splachovači patent Mikado vyráběnými od začátku 20. století do 50. let) však ukazují, že i při splachování tímto množstvím vody nemusí docházet k ucpávání vnitřní kanalizace.

Při menších množstvích vody při velkém spláchnutí, například 4 litry, odtečou fekálie ve svodném potrubí do vzdálenosti 4 až 5 m, kde zůstanou [3]. V této souvislosti je nutné upozornit na to, že aktuálně se na trhu nabízí záchodové mísy s tímto velmi úsporným splachováním. Při návrhu na jejich instalaci musí projektant, případně instalační firma, tento fakt zohlednit a svodné potrubí musí být krátké nebo musí být zaručený odtok fekálií zajištěn jiným způsobem, jak bude uvedeno dále.

Používání umyvadel, sprch a jiných zařizovacích předmětů s malým průtokem nemá na transport fekálií svodným potrubím žádný vliv, pokud je těchto zařizovacích předmětů do příslušného svodného potrubí odvodněno málo. Fekálie ve svodném potrubí může odtransportovat průtok při vypouštění vany, která se však používá méně často než ostatní zařizovací předměty.

Při menších množstvích vody pro velké spláchnutí, například již zmíněných 4 litrech, je k odvedení fekálií nutná menší jmenovitá světlost potrubí. Jako vhodná se v tomto případě jeví jmenovitá světlost DN 90 (obrázek 1), která však v našich podmínkách není u svislých odpadních potrubí pro odvádění odpadních vod ze záchodů dostatečně prověřena a je tedy v ČSN 75 6760 povolena jen pro připojovací a svodná potrubí. Použití připojovacích potrubí DN 90 pro odvodnění záchodových mís bylo v zahraničí podrobně zkoumáno [4]. Proto je při použití záchodových mís s velkým spláchnutím objemem vody menším než 6 l nutné u všech ležatých potrubí o jmenovité světlosti DN 100 a větší a délce nad 4 m při výpočtovém průtoku odpadních vod prokazovat průtočnou rychlost alespoň 1,1 m/s a stupeň plnění nejméně 30 %. Jinými slovy to znamená, že:

Obrázek 1 – Porovnání proudění v ležatém potrubí DN 90 a DN 100 (příčný řez).
a) DN 100, b) DN 90, d_i – vnitřní průměr potrubí, h – výška plnění potrubí, h/d_i – stupeň plnění potrubí

„Úsporné záchodové mísy lze použít pouze ve větších budovách, kde je do svodných potrubí odvodněno větší množství zařizovacích předmětů a je tedy zaručeno dostatečné proplachování těchto potrubí.“

Výpočtový odtok ze záchodové mísy při velkém spláchnutí vodou o objemu 4,0 až 4,5 l se podle ČSN 75 6760 předpokládá 1,8 l/s. Jedná se o hodnotu převzatou ze systému II podle ČSN EN 12056-2 odpovídající předpisům skandinávských zemí. Průtoky a rychlosti proudění v potrubí Ø 110 × 3,2 (rozměr potrubí z PVC KG) při sklonu 2 % a různých stupních plnění ukazuje tabulka 1, ze které je patrné, že při průtoku 1,8 l/s bude stupeň plnění potrubí menší než 0,3 a rychlost proudění bude menší než 1,082 m/s.

Tabulka 1 – Průtoky a rychlosti proudění v potrubí Ø 110 × 3,2 při sklonu 2 % a různých stupních plnění podle [5]
Stupeň plnění	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
Průtok [l/s]	2,301	4,019	6,025	8,150	10,200	11,932	12,990	12,049
Rychlost [m/s]	1,082	1,276	1,429	1,543	1,618	1,650	1,626	1,429

Úsporným velkým splachováním může být rovněž ohrožena správná funkce čerpacích stanic pro přečerpání odpadních vod. Čerpadla jsou konstruována pro čerpání vody s obsahem nečistot, nikoliv nečistot a toaletního papíru bez vody nebo jen s jejím velmi malým množstvím.

Další riziko mohou představovat pisoárové mísy bez splachování, nebo pisoárové mísy splachované nedostatečným množstvím vody. Proto je v ČSN 75 6760 stanovený nejmenší objem vody pro spláchnutí pisoárové mísy 1,5 l a na potrubí od pisoárových mís bez splachování se doporučuje napojit ještě jiný často používaný zařizovací předmět, např. umyvadlo. Takto to má být řešeno například ve sportovních areálech, obchodních centrech atp., kde se lze s pisoárovými mísami bez splachování setkat asi nejčastěji.

Jako splachovací zařízení je u splachovaných pisoárových mís nejvhodnější automatický tlakový splachovač, jehož bezdotykové ovládání zajistí, že ke spláchnutí dojde po každém použití pisoárové mísy.

Rizika u vnitřních vodovodů

Výpočtové vztahy pro dimenzování vnitřních vodovodů s odmocninou nebo součinitelem současnosti uvedené v ČSN 75 5455 byly odvozeny na přelomu 30. a 40. let 20. století a předpokládají určité průtoky výtokovými armaturami. Při použití úsporných výtokových armatur mohou být průtoky těmito armaturami výrazně menší než průtoky předpokládané ve výpočtech. Potom mohou být i špičkové průtoky výrazně menší. Při menším průtoku proudí voda v potrubí malou rychlostí a dochází k usazování kalu. Studená pitná voda se i přes tepelnou izolaci ve vnitřním vodovodu stačí ohřívat a vzniká riziko množení mikroorganismů. Rychlost proudění vody v rozvodném potrubí by při špičkovém průtoku neměla být nižší než 0,5 m/s.

Úsporné výtokové armatury a splachovače snižují spotřebu vody. Při malé spotřebě vody je i výměna objemu vody v potrubí pomalejší a dochází ke stagnaci vody v potrubí. Malá rychlost proudění a stagnace vody podporují množení bakterií a snížení kvality vody.

Použití úsporných výtokových armatur tedy může vyžadovat proplachování potrubí automatickým odpouštěním vody. To je nyní velkým trendem například v sousedním Německu a jeho užitečnost se prokazuje například i ve zdravotnických zařízeních, nemocnicích, domovech seniorů aj.

Jinou možnost nabízí použití tzv. spirálního rozvodu vody podle užitného vzoru č. 25082 autorů doc. Zdeňka Pospíchala a Ing. Zdeňka Žabičky (obrázek 2).

Obrázek 2 – Spirální rozvod vnitřního vodovodu (schematický řez)
1 – přívod studené vody, 2 – ohřívač vody, 3 – cirkulační čerpadlo, 4 – přívodní potrubí teplé a studené vody, 5 – cirkulační potrubí teplé vody, 6 – připojovací a podlažní rozvodné potrubí studené a teplé vody (bez cirkulace), 7 – přívod studené vody do ohřívače, V – objem vody v potrubí

Další možností, jak zajistit proplachování potrubí, je použití Venturiho děličů průtoku, v podstatě řízeného by-passu, které rozdělením průtoku v poměru přibližně 5 % / 95 % do dvou potrubí umožní i proplachování odboček z páteřního rozvodu (obrázky 3 a 4).

Obrázek 3 – Dynamický Venturiho dělič průtoku [6]

Obrázek 4 – Příklad využití dynamického Venturiho děliče průtoků [7]

Proplachování podlažních rozvodných potrubí vedených k výtokovým armaturám je možné zajistit i jejich zokruhováním (obrázek 5). Při použití kterékoliv výtokové armatury je u zokruhovaného potrubí přítok vody k této armatuře vždy z obou stran, čímž dojde k propláchnutí celého podlažního rozvodného potrubí. Na trhu jsou pro toto provedení rozvodů studené pitné i teplé vody běžně dostupné vhodné nástěnky. Výhodou tohoto řešení může být možnost použití menších dimenzí trubek, než když se k výtokové armatuře vede jen jedna trubka.

Obrázek 5 – Zokruhované připojovací potrubí studené a teplé vody [ČSN EN 806-4]
1 – stoupací potrubí, 2 – uzávěr, 3 – podlažní rozvodné potrubí, 4 – napojení výtokových armatur (nástěnky)

Obrázek 6 Příklad automaticky pracující stanice zajišťující odpouštění vody pro propláchnutí rozvodu studené pitné a teplé vody (Viega)

Obrázek 7 Dvojitá nástěnka Viega Sanpress

Závěr

Z výše uvedených rizik je zřejmé, že, podobně jako při řešení jiných problémů, je třeba vždy zvolit řešení zohledňující všechna hlediska. Takové rozumné řešení musí být vždy výsledkem posouzení předností i rizik tak, aby i při snížení spotřeby vody byl zajištěn spolehlivý provoz, kanalizační i vodovodní potrubí byla dostatečně proplachována a nevznikala případná hygienická rizika.

Literatura

Schellenberg, H.: Projektieren und Berechnen sanitärer Installationen. SSIV Zürich.
Heinrichs, F. J., Rickmann, B., Sondergeld, K. D., Störrlein, K. H.: Gebäude- und Grundstücksentwässerung. Planung und Ausführung DIN 1986-100 und DIN EN 12056-4. Beuth, Berlin 2010.
Rickmann, B.: Selbstreinigungsfähigkeit von Entwässerungsleitungen I, II, III. Časopis SBZ 22/2000
Geberit PE- Abwasserleitungen Ø 90 mm (DN 80) mit Modulsortiment. Technische information 1993.
Dobromyslov, A. Ja.: Tablicy dlja gidravličeskich rasčetov beznapornych truboprovodov iz polimernych materialov. VNIIMP, Moskva 2004.
Hygienický systém KHS. Kemper, Olpe.
Předcházení stagnaci vody v systému pitné vody, TZB-info.
ČSN EN 12056-1 až 5 Vnitřní kanalizace – Gravitační systémy.
ČSN 75 6760/Z1 Vnitřní kanalizace.
ČSN EN 806-1 až 5 Vnitřní vodovod pro rozvod vody určené k lidské spotřebě.
ČSN 75 5455/Z1 Výpočet vnitřních vodovodů.

Pozn. redakce:

Ke stanovení průtoků ve vnitřním vodovodu lze využít například interaktivní pomůcku
Výpočtový průtok vnitřního vodovodu

Ke stanovení parametrů kanalizačního potrubí lze využít interaktivní pomůcku
Návrh a posouzení svodného kanalizačního potrubí

English Synopsis

Risks brought by unadvised water saving

Saving drinking and hot water without considering the context can jeopardize the hygienic parameters of the water and the function of the internal sewerage system. However, the investigation is necessary, and therefore the author states the risks and defines the limit beyond which the investigation is inappropriate without other measures.