Vnitřní vodovody z polypropylenu a jejich havárie
Návrh materiálu vnitřního vodovodu musí obsahovat podmínky pro provádění i provozování díla. Předávací protokol musí obsahovat řádně zpracovanou dokumentaci skutečného provedení a také podmínky pro jeho správné provozování. Stavebník (provozovatel) díla by se měl podílet na návrhu materiálu.
Dokumentace vnitřních vodovodů staveb, které nepodléhají stavebnímu řízení se většinou neprovádí. Projekt zásobování vodou objektu obvykle končí dokumentací přípojky vody po hlavní domovní uzávěr vody za vodoměrnou sestavou. Stavební úřad ani dodavatel vody se nezajímá o to, jak se bude rozvod vody za vodoměrnou sestavou řešit. Takto se postupuje u převážné většiny menších staveb, které sice vyžadují stavební řízení, ale pro stavební úřad stačí stručná zmínka o vnitřním vodovodu v technické zprávě. Ve zprávě bývá 3 až 4 větami popsán materiál potrubí (často bez uvedení provozního a hydrostatického přetlaku v rozvodech vody) a bývá doložena bilance potřeby vody.
Materiál pro vnitřní vodovod se navrhuje výlučně podle ceny, případně podle požadavku stavebníka bez ohledu na budoucí provozní podmínky a požadavky na údržbu vnitřního vodovodu.
Stavební zákon [1] a navazující Vyhláška o dokumentaci staveb [2] snížila důraz na projektování vnitřních vodovodů.
Můžeme tento stav kritizovat, upozorňovat na následné technické a ekonomické problémy, které jsou s takovým postupem spojené, ale to je asi všechno. Stavebník buď mastí rozvody podle různých příruček „udělej si sám“ nebo volbu materiálu a technické řešení přenechá instalační firmě. Instalační firma obvykle provede vnitřní vodovod takových staveb většinou z polypropylenu tlakové řady PN 16, někdy PN 20.
Rozsáhlejší objekty už mívají ve stavebním povolení zakresleny trasy rozvodů vody v půdorysech, dimenze potrubí se nemusí uvádět, a tak popis materiálu pro rozvody také neobsahuje podrobnější informace. Nesprávné označování dimenzí potrubí ve výkresech se dodnes nepovažuje za nedostatek dokumentace. Na základě těchto údajů se provádí výběr zhotovitele vnitřního vodovodu se všemi důsledky jak pro stavebníka, tak pro dodavatele.
Znalosti pracovníků technického dozoru (jsou to většinou absolventi profese pozemní stavby) o provádění vnitřního vodovodu bývají minimální.
V závěru tohoto článku jsou uvedeny normy, které jsou už několik let v platnosti a jejich uvedení v seznamu literatury může řada čtenářů považovat za zbytečné. Moje zkušenosti však ukazují, že jak některé autorizované osoby (projektanti), tak někteří dodavatelé vnitřních vodovodů využívají při návrhu nebo realizaci vnitřních vodovodů své znalosti ze školy, kterou absolvovali v minulém století.
U kolaudace se nad vnitřním vodovodem mávne rukou, v lepším případě si zástupce státu nechá předložit protokol o tlakové zkoušce vnitřního vodovodu. Jiné znalosti o vnitřním vodovodu ve většině případů nemá.
Stavebník přebírá stavbu a možné potíže z provozu vnitřního vodovodu nevnímá. Informace o provozování vnitřního vodovodu a o podmínkách pro uplatnění záruky na dílo v dokumentaci pro stavební řízení nebývají. V dokumentaci skutečného provedení, pokud je vůbec zpracována, o případném riziku z nesprávného provozování vnitřního vodovodu zmínka nebývá. Projektant ani dodavatel díla nepovažují pokyny k provozování vnitřního vodovodu za důležitou součást dodávky. Dobrý právník na straně stavebníka může v budoucnu dodavatele díla velmi poškodit, právníci se už připravují na slušná palmáre při řešení všech možných případů poruch a poškození objektů.
Nejrozšířenějším materiálem používaným pro vnitřní vodovod je polypropylen. Zdálo se, že náhrada ocelového pozinkovaného potrubí potrubím polypropylenovým vyřešila problémy s důlkovou korozí. Po odstranění „dětských nemocí“ jako byly nevhodně volené tlakové řady (obr. 1 a 2) a nesprávné dimenzování potrubí (metoda „o profil menší“) se objevují nové problémy v souvislosti se snahou omezit mikrobiologické riziko v rozvodech vody.
Obr. 1 Poškození potrubí kombinací vysoké teploty a tlaku
Obr. 2 Podélné trhliny v polypropylenovém potrubí
V povědomí projektantů a některých stavebníků jsou v zásadě dva způsoby snížení mikrobiologického rizika ve vnitřním vodovodu – termická desinfekce vnitřního vodovodu a dávkování silného oxidačního činidla (většinou oxid chloričitý – chlordioxid). Na obzoru se objevují také jiné chemikálie – biocidy, které se ukazují jako vhodné pro snižování mikrobiologického rizika v rozvodech pitné vody.
Termická desinfekce potrubí je k samostatné diskusi. Metoda je energeticky i provozně velmi nákladná, při nepřerušovaném provozu objektu (hotely, nemocnice, bytové domy) může být pro uživatele objektu i nebezpečná. Navíc je obtížně proveditelná – musí se projít všechny výtokové armatury v objektu a odpustit horkou vodu. Po skončení termické desinfekce se musí celý systém opět zchladit na 60°C. V kterémkoli nepřístupném místě zůstanou podmínky pro rychlý rozvoj mikrobiologického rizika do celého rozvodu teplé vody.
Proto se začala používat desinfekce potrubí dávkováním silného oxidačního činidla – oxidu chloričitého, chlordioxidu (ClO2). Tento způsob snížení mikrobiologického rizika v rozvodech vody má vynikající výsledky – z hlediska kvality vody. Provozovatelé nemocnic a ubytovacích zařízení začali pod dojmem výborných výsledků při snižování mikrobiologického rizika ve vnitřních vodovodech provozovat systémy dávkování ClO2, který je vyráběn generátorem. Při tom samozřejmě nezkoumali materiál potrubí, do kterého toto zařízení dávkuje.
Metoda se začala používat přesto, že bylo známa difuze kyslíku stěnou polypropylenového potrubí a podrobně se jí věnovala profese ústředního vytápění. Průnik kyslíku do uzavřeného systému ústředního vytápění vytváří takové problémy, že podmínky průniku kyslíku do soustavy definuje například DIN 4726 [3] (cit.):
„Zatímco kovové materiály, jako jsou ocel a měď, mají zanedbatelnou permeabilitu (propustnost) vůči plynům, přes nekovové materiály jako jsou plasty, pryž a ostatní materiály těsnění, se pronikání kyslíku do systému daří. Například DIN 4726 stanovuje nejvyšší hodnotu propustnosti materiálu potrubí pro kyslík na 0,1 mg O2 na jeden litr objemu soustavy a den.
… U podlahového vytápění z plastových trubek je hodnota difundovaného množství kyslíku 103 až 105krát vyšší než u klasické instalace z měděných nebo ocelových trubek. Právě u přímého propojení podlahového vytápění z plastových trubek s otopnou soustavou z ocelových trubek to vede k velkým škodám, které způsobí koroze.“ [4].
Projektanti, dodavatelé a samozřejmě ani provozovatelé vnitřního vodovodu pronikání kyslíku stěnou potrubí do prostředí s vyšším tlakem a odplavovaným k výtokům vody nepovažovali za problém. Permanentní dávkování silného oxidačního činidla – oxidu chloričitého (chlordioxidu) se dramaticky podílí na snížení životnosti polyolefinového potrubí. Již v roce 2009 vydala firma WAVIN Ekoplastik vyjádření k použití systému Ekoplastik PPR (cit.): „Použití polypropylenových trubek a tvarovek pro rozvody vody, kde je prováděna permanentní desinfekce chlordioxidem nedoporučujeme. Polypropylen není vůči chlordioxidu odolný a jeho působením se životnost potrubí snižuje.“
Na základě problému s destrukcí polypropylenového potrubí za provozu vnitřního vodovodu ve svých objektech se obrátila nemocnice na VOP-026 Šternberk, s.p. útvar VTÚO Brno. Na jaře letošního roku byla provedena analýza vzorku potrubí exponovaného 6 let působení trvalého dávkování ClO2 do teplé vody. Na vnitřním povrchu vzorku jsou patrné axiálně uspořádané trhliny v povrchu trubky. Při 50násobném zvětšení jsou vidět hluboké prohlubně uspořádané ve směru osy potrubí. Kromě snížení pevnosti potrubí se ztrácí hydraulická hladkost vnitřního povrchu trubky, v trhlinách dochází k vytváření příznivých podmínek pro rozvoj mikrobiologické fauny a flory v potrubí. (obr. 3,4,5)
Obr. 3 Vnitřní povrch nové polypropylenové trubky
Obr. 4 Vnitřní povrch polypropylenové trubky po 6 letech dávkování ClO2
Obr. 5 Detail vnitřního povrchu polypropylenové trubky (zvětšení 50×)
Obr. 6 Vnitřní povrch polypropylenového potrubí
Obdobné problémy se objevily v dalších nemocnicích. Zkušební vzorek z jedné nemocnice byl dodán do zkušební laboratoře Institutu pro testování a certifikace, a.s., Zlín. Ve zkušebním protokolu č. j. 412204341 není u dodaných vzorků uvedena délka expozice potrubí účinků ClO2. Na obr. 6 je vidět obdobný charakter poškození vnitřního povrchu trubky jako v předchozím případě. Předmětem objednávky bylo mimo jiné stanovení odolnosti potrubí vůči vnitřnímu přetlaku. Cituji z komentáře k výsledkům zkoušek: „Vliv chlorovaných desinfekčních prostředků na polyolefinová potrubí souvisí s difuzí oxidačních činidel do stěny materiálu a následnou degradací materiálu. Hloubka difuze je časově závislá a ovlivňuje ji teplota a koncentrace dezinfekčních prostředků. Z výsledků tlakové zkoušky (a s ohledem na další výše uvedená zjištění) se domníváme, že potrubí lze dále provozovat bez okamžité nutnosti výměny. Předpokládá se samozřejmě ukončení aplikace chlorovaných dezinfekčních prostředků a dodržení standardních podmínek použití (maximální tlak a teplota).“
Jak tedy zabránit škodám, které mohou vzniknout na rozvodech vody při návrhu, realizaci a provozování vnitřních vodovodů?
- Návrh materiálu vnitřního vodovodu musí obsahovat nejen podmínky pro provádění díla ale i podmínky pro provozování díla.
- Předávací protokol musí obsahovat řádně zpracovanou dokumentaci skutečného provedení díla a také podmínky pro jeho správné provozování.
- Stavebník (provozovatel) díla by se měl podílet na návrhu materiálu a prodiskutovat s projektantem všechna pro i proti v souvislosti s dlouhodobým provozem vnitřního vodovodu.
- Provozovatel vnitřního polypropylenového vodovodu s hygienickým zabezpečením teplé vody oxidem chloričitým – chlordioxidem, vyráběném v generátoru, by měl nechat vyříznout na několika místech části potrubí a ověřit jeho stav, aby mohl provést případná preventivní opatření.
Literatura
- [1] Zákon č. 183/2006 Sb. o územním plánování a stavebním řádu (stavební zákon)
- [2] Vyhláška č. 499/2006 Sb. o dokumentaci staveb
- [3] DIN 4726 "Warmwasser-Fußbodenheizungen und Heizkörperanbindungen – Rohrleitungen aus Kunststoffen
- [4] http://www.tzb-info.cz/5832-problematika-plynu-v-otopnych-systemech-i
- [5] ČSN EN 806-1 (755410) Vnitřní vodovod pro rozvod vody určené k lidské spotřebě – Část 1: Všeobecně
- [6] ČSN EN 806-2 (755410) Vnitřní vodovod pro rozvod vody určené k lidské spotřebě – Část 2: Navrhování
- [7] ČSN EN 806-3 (755410) Vnitřní vodovod pro rozvod vody určené k lidské spotřebě – Část 3: Dimenzování potrubí – Zjednodušená metoda
- [8] ČSN EN 806-4 (755410) Vnitřní vodovod pro rozvod vody určené k lidské spotřebě – Část 4: Montáž
- [9] ČSN 75 5455 Výpočet vnitřních vodovodů
- [10] ČSN EN 1717 (75 5462) Ochrana proti znečistění pitné vody ve vnitřních rozvodech a všeobecné požadavky na zařízení na ochranu proti znečistění zpětným průtokem
- [11] ČSN EN 15161 (755468) Zařízení na úpravu vody vnitřních vodovodů – Montáž, provoz, údržba a opravy
- [12] ČSN 73 6660 Vnitřní vodovody
Na TZB-info čtetě také:
Havárie potrubních rozvodů z hlediska pojišťovny
Kvalita projektové dokumentace a realizace prací ZTI
Odpovědnost projektanta při záměně výrobků v průběhu stavby
Doprava pitné vody z jednoho místa do druhého pomocí potrubí vykazuje při zpětném pohledu do historie techniky používání řady materiálů – v literatuře o starověku narazíte na potrubí z kameniny, bambusu, dřeva, olova. Základním požadavkem – vedle samotné dopravy – je zajištění kvality vody, bez ovlivnění samotným materiálem potrubí. Z nedávné historie (30. léta minulého století) nacházíme také doslova slepé uličky – jako třeba používání ocelového potrubí s povrchovou úpravou kadmiováním, kdy se po několika letech objevily značné zdravotní problémy u uživatelů. Hledisko vlivu vody na samotné potrubí se vlastně nebralo příliš do úvahy – pouze fyzikální stavy jako tlak, proudění, teplota…, chemický vliv protékající vody na materiál potrubí se neuvažoval, problémy u „tradičních“ materiálů prakticky nebyly. Poněkud změněná situace nastala s teplou vodou (kde se přidal ještě požadavek u uživatele na vhodnou teplotu), kterou je třeba vnitřním vodovodem dostat na řadu míst v objektu – zde se vliv materiálu na kvalitu vody a obráceně projevoval výrazněji a tedy zde docházelo a doslova trvale dochází k „inovacím“.
Jak ukazuje na konkrétním materiálu (který je široce používán) Ing.Žabička, i tady došlo a dochází k přehlédnutí některých požadavků na uplatnění materiálu v souvislosti s jeho celkovým uplatněním, v tomto případě při nutnosti hygienického zabezpečení teplé vody. Každý materiál, tedy i na potrubí, má z hlediska použitelnosti své hranice, své možnosti a to, že jinak vynikající PPR svým způsobem limituje možnosti intenzity dezinfekce. Je to obdobné jako s dávkováním pracího prášku – ten se dávkuje „na špínu“ a ne na objem vody…, podobně antibiotika: neužívat zbytečně na vše. Také oxid chloričitý, vyráběný „in situ“ (tedy na místě) generátorem ze dvou chemikálií je vynikající dezinfekční prostředek…, ale nesmí se dávkovat zbytečně navíc, to dávkování je třeba velice jemně řídit, najít hranici a frekvenci dávkování. Je tedy jasné, že v trvalém dávkování se na dezinfekci teplé vody ve vnitřním vodovodu z PPR se prostě nehodí. Stanovisko výrobce – firmy WAVIN je jasné. Jsou zde však i dřívější podklady norem, které osvětlují z fyzikálně-chemického hlediska možnosti uplatnění plastů pro vnitřní vodovody.
Máme-li předpoklady na dosažení skutečně nejlepších a dlouhodobých výsledků za provozu (nejméně ze tří hledisek) – hygienické zabezpečení teplé vody, uplatnění vynikajícího materiálu a bezproblémový dlouhodobý provoz – tak se ukazuje, že zcela zajistíme hlediska jen dvě. Vypadává dlouhodobost provozu a stojí za zamyšlení vůbec: na jako dlouhou dobu uvažujeme již v projektu provoz vnitřního vodovodu? Bereme do úvahy již tady, že výměna potrubí s sebou nese násobné investiční a provozní náklady…? Nebude vhodnější používat třeba jiné potrubní materiály, nebo jinou dezinfekci? Cíl a tedy požadavky vždy musí být z hlediska provozovatele a je na projektantovi i realizátorech (instalací, výroby teplé vody i hygienického zabezpečení vody), aby zcela a bez výhradně uplatnili svoje znalosti, zkušenosti i odpovědnost. Zejména projekt výroby a distribuce teplé vody by měl být u důležitých objektů nezávisle posouzen jako celek od zabezpečení fyzikální kvality až po mikrobiologickou kvalitu, a to s předpokladem dlouhodobého provozu. Současný stav, kdy se odděleně „naprojektuje“ vnitřní vodovod, odděleně výroba teplé vody a odděleně nutná eliminace mikrobiální kolonizace (třeba termodezinfekcí, o které se Ing. Žabička také zmiňuje…) je více než špatný… A vlastně nikdo nemá odpovědnost za souhrn nedostatků, potýká se s tím pak provozovatel.
Jde tedy o odpovědnost, a to až na prvním místě… Lze doporučit, aby se provozovatelé vnitřních vodovodů podívali na vnitřní povrch potrubí, jak doporučuje Ing. Žabička v závěru. Mají totiž odpovědnost…
doc.Dr.Ing. Zdeněk Pospíchal
12. září 2011
Design of material internal water supply must contain conditions for implementation and operation of the work. Completion certificate must include a properly prepared documentation of the actual design and also the conditions for its proper operation. The client (operator) of the work should be involved in the design of the material.
