Domovní vodoměr jako hlavní příčina nedostatečného přetlaku vody v domě

Jednou z příčin nedostatečného přetlaku vody u odběrných míst vnitřního vodovodu může být poddimenzovaný vodoměr u vodovodní přípojky. Protože se v poslední době v Praze tato příčina nedostatečného přetlaku v několika bytových domech potvrdila, rozebírá autor článku stanovení výpočtového průtoku pro návrh vodoměrů na vodovodních přípojkách a dimenzování vodoměrů s ohledem na jejich tlakovou ztrátu. Před odběrnými místy teplé vody však mohou být osazeny až tři vodoměry, kdy první vodoměr je osazen na vodovodní přípojce, druhý na přívodu studené vody do ohřívače a třetí v bytě. Tlakové ztráty dané součtem tlakových ztrát těchto tří vodoměrů mohou být značné, což je k zamyšlení po přečtení článku.

Recenzent: Jakub Vrána

Nedostatečný přetlak studené vody sužuje v současnosti větší množství domů a bytů ve vyšších podlažích. Nejenom ve starších domech, ale i u novější výstavby. Příčin může být víc. Stížnosti jsou směrovány zpravidla jedním směrem. Na provozovatele vodovodu pro veřejnou potřebu. Mohou být i jiné příčiny? O nich se dočtete právě v tomto článku.

Vztah mezi odběratelem a provozovatelem vodovodu pro veřejnou potřebu

Provozovatel vodovodu pro veřejnou potřebu se obvykle snaží přesunout odpovědnost za nízký přetlak studené vody na vedení bytových družstev, nebo společenství vlastníků, poukazem na skutečnost, že technické zařízení za hlavním uzávěrem je zcela v kompetenci odběratele vody.

Mohl by mít pravdu v případě, pokud by u hlavního uzávěru nebyl zaplombovaný vodoměr ve vlastnictví provozovatele vodovodu, vodoměr často nevyhovující dimenze, s nedostatečným jmenovitým průtokem a s nepřiměřeně vysokou tlakovou ztrátou. Právě ta bývá jednou z hlavních příčin, někdy i příčinou jedinou, proč je nedostatečný průtok vody u nejvzdálenějších odběrných míst.

Týká-li se takový stav i vašeho domu, je vhodné požádat provozovatele vodovodu o změření 24hodinového průběhu přetlaku jak na patě domu, tak i u nejvzdálenějšího odběrného místa. Měření přetlaku vody v bytě se obvykle provádí u připojení umyvadlové baterie, tedy v místě, které není ovlivněno například zaneseným sítkem. Za rozvod vody za bytovým vodoměrem, stejně jako použití výtokových armatur s vysokým odporem, odpovídá vlastník bytu, někdy i projektant nebo developer v případě nových bytů.

Povinností provozovatele vodovodu pro veřejnou potřebu je zajistit montáž vodoměru, jeho kontrolu při odečtu, výměnu a ověřování. Dále pak provedení zkoušky vodoměru na vyžádání zákazníka. Povinností zákazníka je hlasit závady na domovním vodoměru. Zákazník může požadovat i výměnu vodoměru za průtokově odpovídající typ, pokud byl požadavek doložen hydrotechnickým výpočtem podle normy.

Přetlak vody je úzce svázán s průtokem. Průtok je u vodoměrů definován čtyřmi hodnotami, jako je průtok minimální, přechodový, trvalý a přetěžovací. Udává se v [l·s^–1] nebo v [m³·h^–1], 1,0 l·s^–1 = 3,6 m³·h^–1. Značení těchto průtoků dle norem je uvedeno v tab. 1.

Přetlak vody

Přetlak vody se obvykle udává v jednotkách kPa, MPa, popř. starších jednotkách bar, nebo m v. sl. Zda bude splněn logický požadavek na přetlak u nejvzdálenějšího odběrného místa domu 50 až 100 kPa (0,5 až 1,0 bar), závisí na tlakových ztrátách v rozvodu a zejména na tlakové ztrátě domovního vodoměru.

Tlakovou ztrátu v potrubním rozvodu při výpočtovém průtoku můžeme zjednodušeným způsobem stanovit jako součet délky připojovacího a podlažního rozvodného potrubí v jednom bytě, jedné stoupačky, ležatého potrubí k nejvzdálenější stoupačce a vodovodní přípojky, krát měrná tlaková ztráta rozvodu vody, která může při malé délce potrubí činit 2,0 kPa·m^–1 a velké délce potrubí 1,0 kPa·m^–1, průměrně tedy 1,5 kPa·m^–1. Jedné stoupačky proto, poněvadž tlakové ztráty paralelně řazených stoupaček se nesčítají. Pro potrubí celkové součtové délky, například 100 m, bude pravděpodobná celková tlaková ztráta rozvodu 100 x 1,5 = 150 kPa, tj. 1,5 bar.

Obvyklá tlaková ztráta rozvodu bývá až 150 nebo 200 kPa, tj., až 1,5 nebo 2,0 bar. Vyšší rychlosti proudění v potrubí vnitřního vodovodu (maximálně v rozmezí 2,0 až 2,5 m·s^–1) způsobují oproti rozvodu ústředního vytápění vyšší tlakové ztráty. Jednotlivé přetlaky a tlakové ztráty jsou přehledně uvedeny v tab. 2.

Pokud pro výpočtový průtok budou tlakové poměry podle tab. 2, pak se nemusíme obávat o nedostatečný přetlak nebo průtok ani u nejvzdálenějšího odběrného místa vody. Skutečnost v mnoha případech bývá jiná.

Vodoměr je charakterizován několika hodnotami:

• Jmenovitý průtok Q_n (Q₃): 1,6–2,5–4,0–6,3–10–16 m^3·h^–1
• Tlaková ztráta vodoměru [bar] při Q_n (Q₃), někdy i při Q_max (Q₄)
• Připojovací rozměr (závit) G 3/4"– G 1"– G 1 1/4" – G 1 1/2"
• Stavební délka [mm]: 165–190–260

Z hlediska posuzování akceptovatelnosti zásobování bytového domu studenou vodou je nejdůležitější hodnotou vodoměru jeho tlaková ztráta. Pro výpočtový průtok Q_D[m³·h^–1] stanovený podle normy ČSN 75 5455 lze doporučit, aby tlaková ztráta vodoměru nebyla menší jak 0,3 bar a větší jak 0,65 bar. Horní hranice je přijatelná v případech, kdy je na patě rozvodu studené vody dostatečný přetlak, který zajistí u nejvzdálenějšího odběrného místa přetlak v minimální výši 0,5 až 1,0 bar.

Průtok vody a vodoměrná sestava

Vyšší vybavenost domácností zvyšuje požadavek na množství dodávané vody. Zatímco v bytech přibývaly automatické pračky, myčky nádobí i zařízení na přípravu teplé vody (plynové kotle s přípravou teplé vody, plynové průtokové ohřívače a elektrické zásobníkové nebo průtokové ohřívače), vodoměry zůstaly obvykle v původní velikosti.

Jak se zvyšoval počet zařizovacích předmětů v bytech, tak se zvyšoval i požadavek na zásobování studenou vodou. Opomněl se přitom oprávněný legislativní požadavek na výměnu nevyhovujícího vodoměru za průtokově větší typ. Nebyl nikdo, kdo by se tomu věnoval. Provozovatele vodovodu pro veřejnou potřebu vnitřní vodovod za vodoměrem nezajímá. Někdy až o několik stupňů menší stávající vodoměr generuje vyšší tlakovou ztrátu, která je příčinou nedostatečného průtoku u nejvzdálenějších zařizovacích předmětů. A nemusí to být jen vodoměr, ale i ostatní armatury ve vodoměrné sestavě, pokud jejich dimenze není ve vypočtené dimenzi přívodního potrubí.

Výpočtový průtok ve vodovodní přípojce a přívodním potrubí vnitřního vodovodu

Výpočtový průtok Q_D[m³·h^–1] se použije pro výpočet minimálního vnitřního průměru přípojky i pro návrh vodoměru. Pro bytové domy se stanoví podle čl. 5.1.2 ČSN 75 5455 podle vztahu:

 

Kde je

• Q_A – jmenovitý výtok jednotlivými druhy odběrných míst v [l·s^–1]
• n – počet odběrných míst stejného druhu
• m – počet druhů odběrných míst

Příklad výpočtu pro 29 bytů je v tab. 3.

 

Kontrola dimenze vodoměru podle jeho tlakové ztráty

Existuje více typů vodoměrů, a i mezi nimi, pro stejný jmenovitý průtok Q_n, mohou být jiné tlakové ztráty. Jako příklad jsou uvedeny údaje nejběžněji používaných domovních vodoměrů SENSUS (typ 405, 420, 620) a vodoměru FLODIS.

Účelem tabulek 4 až 7 je zjistit optimální tlakovou ztrátu při výpočtovém průtoku, stejném nebo větším jak Q_D = 9,3 m³·h^–1.

Vstupní údaje vodoměru

Jmenovitý nebo maximální průtok (Q₃, Q₄) se podle typu domovního vodoměru dá z webových stránek najít poměrně snadno. Horší už je to se zjištěním tlakové ztráty vodoměru. Výrobci mají uvádět graf závislosti tlakové ztráty na průtoku vodoměrem. Avšak například podle literatury [22] se tlakové ztráty vodoměrů nedají určit vůbec, viz tab. 8.

 

Je potřeba dát pozor na to, zda je tlaková ztráta vodoměru uvedena pro průtok Q₃, nebo pro průtok Q₄. Někdy se uvedené hodnoty nedají ztotožnit ani s průtokem Q₃, ani s Q₄. To je například u vodoměru FLODIS [23].

V tab. 9 je třída tlakové ztráty uvedena v bar. Z tab. 8 tato tlaková ztráta zřejmá není. Třída tlakové ztráty je pouze číslo vyjadřující 100násobek skutečné tlakové ztráty v barech (0,63 bar). Jinak řečeno, je-li tlaková ztráta vodoměru 0,63 bar, pak je třída tlakové ztráty 63.

Výpočtový průtok

Výpočet podle tab. 10 je oproti normě zjednodušen v tom, že jmenovitý výtok jednotlivými druhy odběrných míst Q_A = 0,2 a počet odběrných míst (n_i) je zadáván jako průměr ze všech bytů.

Tab. 10 • Zjednodušený výpočet QD, d_i, K_v a tlakové ztráty vodoměru

Průměr přípojky SV d_min

Minimální vnitřní průměr přípojky se stanoví z rovnice 2:

 

Kde je

• d_i – vnitřní průměr potrubí [mm]
• Q – jmenovitý průtok [l·s^–1]
• v – rychlost proudění vody v potrubí [m·s^–1]

K_v vodoměru

Průtokový součinitel K_v vyjadřuje průtok vody v [m³·h^–1] při tlakovém spádu 1 bar. Pro hustotu vody 1000 kg·m³ se vypočte podle jednoduchého vztahu:

 

Kde je

• Q – objemový průtok [m³·h^–1]
• Dp – tlaková ztráta zařízení [bar]

Pro každý vodoměr a každou jeho velikost v tab. 4 až 7 je K_v hodnota spočtena podle vztahu (3). Podle vypočtené K_v hodnoty je následně přepočtena tlaková ztráta vodoměru při Q_D. Červeně jsou vyznačeny hodnoty, které odpovídají podmínce optimálního rozmezí tlakových ztrát 0,3 až 0,65 bar. Je vidět, že podle druhu vodoměru mohou této podmínce a průtoku Q_D odpovídat jen vodoměry s maximálním průtokem 12 m³·h^–1, u vodoměru FLODIS s maximálním průtokem 10 m³·h^–1.

Zvyšovací stanice tlaku

V případech nízkého přetlaku vody často slyšíme nejenom od instalatéra, ale i od provozovatele vodovodu pro veřejnou potřebu doporučení, aby si objekt nechal nainstalovat zvyšovací stanici tlaku vody. Může takové řešení problém vyřešit? Někdy ano, někdy ne. Popíšeme rozšířenější případ, kdy nám zvyšovací stanice problém nevyřeší.

V konkrétním případě bytového domu s 29 byty, je instalován původní vodoměr FLODIS se jmenovitým průtokem 2,5 m^3·h^–1, s připojovacím rozměrem G 3/4". Výpočtový průtok Q_D podle normy ČSN 75 5455 je 9,3 m³·h^–1. Výška rozvodu vody je 25 m, min. požadovaný hydrodynamický přetlak u výtokové armatury je 1 bar a průměrná hodnota přetlaku SV na patě domu je 5,5 bar. Tlaková ztráta rozvodu SV je pak 5,5 – 2,5 – 1,5 – 1,0 = 0,5 bar včetně vodoměru. U nejvyššího odběrného místa přitom není přetlak. Ve špickách odběru voda neteče, někdy jen kape.

Dosazením do rovnice (3) za Q_max = 5 m³·h^–1 (u instalovaného vodoměru SENSUS 405) a Dp = 0,63 bar zjistíme hodnotu vodoměru K_v = 6,3 m³·h^–1 a tlakovou ztrátu vodoměru Dp = 2,18 bar.

Nyní jsou dvě možnosti řešení. Ta první, optimální, spočívá ve výměněně vodoměru za jiný typ, nebo u stejného typu za vyšší jmenovitý průtok, z Q_n = 2,5 m³·h^–1 za typ s Q_n = 6,0 m³·h^–1, s Q_max = 12 m³·h^–1 s tlakovou ztrátou 0,58 bar.

Ta druhá, rozporuplná možnost, spočívá v instalaci zvyšovací stanice tlaku, která bude ve své podstatě jen kompenzovat nesmyslně vysokou tlakovou ztrátu dodavatelem vody chybně navrženého vodoměru. S náklady za spotřebovanou elektrickou energii zvyšovací stanice tlaku vody k tíži vodou zásobovaného domu. Pokud si i ostatní domy v okolí nechají nainstalovat zvyšovací stanici, nic se postupem času nezmění. Celkově dodávané množství vody Q_max v zásobované oblasti se nezmění. Hůř na tom budou jen zbývající domy, které mít zvyšovací stanici tlaku vody nebudou.

Co říci na závěr

Návrh velikosti domovního vodoměru nemusí být snadný ani jednoznačný. Zejména proto, že si jeho navrhovatel, většinou provozovatel vodovodu pro veřejnou potřebu nebo v některých případech i projektant, nemusí uvědomit vliv tlakové ztráty vodoměru na fungování nebo nefungování rozvodu studené vody domě.

Zájemci, zejména z řad vedení SVJ a SBD, si mohou stáhnout zjednodušenou tab. 10 zde. Ta umožní orientačně určit výpočtový průtok Q_D [m³·h^–1] a minimální vnitřní dimenzi vstupního potrubí do rozvodu vody [mm] v závislosti na počtu bytů a průměrném počtu odběrných míst v jednom bytě.

V tabulce se dá měnit počet bytů, průměrný počet odběrných míst v jednom bytě, průměrný jmenovitý výtok v odběrných místech nebo maximální rychlost proudění v potrubí (měď do 2,0 m·s^–1, plast do 2,5 m·s^–1).

Tlaková ztráta instalovaného vodoměru 1,47 bar výrazně překračuje rozmezí doporučené tlakové ztráty 0,3 až 0,65 bar. Je tak hlavní příčinou nedostatečného tlaku i průtoku studené vody v domě.

Technicky schopný jedinec dokáže podle orientačního výpočtu uvedeného v tab. 10 posoudit jak typ a dimenzi stávajícího vodoměru, tak i jeho tlakovou ztrátu. Zda leží v doporučeném rozmezí 0,30 až 0,65 bar. A zda neodborně navržená dimenze vodoměru od provozovatele vodovodu pro veřejnou potřebu není tou hlavní závadou, která vede k nefunkční dodávce vody v domě.

K vlastní výměně vodoměru za větší typ může vést ještě dlouhá cesta. Zejména pokud provozovatel vodovodu nehodlá uznat chybu ani v případě předložení hydrotechnického výpočtu vypracovaného autorizovanou osobou.

Možná to tak bude do doby, než se v normách EU, nebo posléze i v našich ČS normách, objeví vztah závislosti mezi výpočtovým průtokem vody Q_D a tlakovou ztrátou navrhovaného vodoměru. Návrh vodoměru provozovatelem vodovodu, zatím zaběhlým systémem pokus- omyl, by tím mohl být překonán.

Doporučený postup při nedostatečném přetlaku a průtoku vody v domě

1. Požádejte provozovatele vodovodu pro veřejnou potřebu o 24hodinové měření přetlaku studené vody jak na patě domu, tak i u nejvyššího a nejvzdálenějšího odběrného místa. Snažte se zajistit, aby hlavní stěžovatel neotevřel během měření všechny výtokové armatury v jeho bytě. Takovým způsobem zmanipulované měření neodhalí pravou příčinu problému, a už vůbec ne v jeho bytě a v jeho prospěch, jak by se mohl mylně domnívat.
2. V případě, že přetlak vody provozovatel vodovodu pro veřejnou potřebu vyhodnotí jako dostatečný, přizvěte na pomoc odborníka, který zařízení prohlédne a o výsledku prohlídky vypracuje odborný posudek. Odborníkem může být jak autorizovaný technik nebo autorizovaný inženýr v oboru, tak i soudní znalec. Na adrese http://www. ckait.cz/autorizovane-osoby si podle čísla autorizace osloveného projektanta můžete ověřit, že je skutečně odborníkem v oboru IE 00 nebo IE 01.

Posudek by měl obsahovat výpočtový průtok Q_D podle normy ČSN 75 5455, stanovený podle počtu bytů a počtu odběrných míst vody v bytech. Podle průtoku Q_D i tlakové poměry rozvodu vody v domě, včetně tlakových ztrát. Součástí posudku by měla být i dimenze přípojky vody do domu, stejně jako typ a dimenze vodoměru a dimenze potrubí vody za vodoměrem včetně armatur.

Odborný posudek může objektu sloužit pro:

• a) odstranění zjištěných nedostatků ve vodoměrné sestavě, případně i ve vnitřním vodovodu
• b) pro jednání s provozovatelem vodovodu pro veřejnou potřebu s požadavkem na výměnu stávajícího vodoměru za vodoměr s tlakovou ztrátou v optimálním rozmezí 0,3 až 0,65 bar.

Pro výměnu vodoměru je potřeba od provozovatele vodovodu pro veřejnou potřebu požadovat přesný typ vodoměru, jeho dimenzi, jmenovitý průtok, tlakovou ztrátu a stavební délku. Nově namontovaný vodoměr bude po montáži opatřen plombou provozovatele vodovodu pro veřejnou potřebu.

Literatura

[1] ČSN 73 6655. Výpočet vnitřních vodovodů. 1970-1 až 1987-4. ÚNM. Praha.
[2] ČSN 73 6655. Výpočet vnútorných vodo­vodov. 1987-2 až 2007-8. ÚNM. Praha.
[3] Metodický návod MZeČR pro určení optimální velikosti fakturačního vodoměru a profilu vodovodní přípojky, č. j.: 10 535/2002 – 6000. 05/2002. Dostupné z <http://eagri.cz/public/web/ file/34659/MP10535_02.pdf>.
[4] ČSN 75 5455. Výpočet vnitřních vodovodů. 2007-8 až 2014-3. ČNI. Praha.
[5] ČSN 75 5455. Výpočet vnitřních vodovodů. 2014-2 (změna Z1: 2018-12). ÚNMZ. Praha.
[6] ČSN EN 806-3. Vnitřní vodovod pro rozvod vody určené k lidské spotřebě – Část 3: Dimenzování potrubí – Zjednodušená metoda. 2006-10. ČNI. Praha.
[7] ČSN EN ISO 6708. Potrubní části – Definice a výběr jmenovitých světlostí – DN. 1996-11. ČNI. Praha.
[8] ČSN 25 7801. Vodomery – Základné ustanovenia. 1980-10 (změna Z3: 07/1995. ČNI. Praha). ÚNM. Praha
[9] ČSN EN ISO 4064-1 až 5. Vodoměry pro studenou pitnou vodu a teplou vodu. 2018-10. ÚNMZ. Praha.
[10] ČSN EN 14154-4. Vodoměry – Část 4: Dodatečné funkce. 2015-8. ÚNMZ. Praha.
[11] ČSN 73 4301. Obytné budovy. 2004-6 (změna Z4: 2019-8. ÚNMZ. Praha). ČNI. Praha.
[12] VAVŘIČKA, R., a kolektiv: Příprava teplé vody. Sešit projektanta č. 3. STP – OS 02 – Vytápění. Praha 2017, 182 s. ISBN 978-80-02-02713-3.
[13] VRÁNA, J.: Vliv místních odporů na tlakové ztráty v potrubí (online). Top­info. 23. 4. 2012. Dostupné z <https:// voda.tzb-info.cz/teorie-voda-kanalizace/8514-vliv-mistnich-odporu-na-tlakove-ztraty-v-potrubi>.
[14] ČÍHAL, Z.: Příprava TV a „nedotápění“ objektu. Topenářství instalace, 2016, roč. 50, č. 5, s. 58–62. ISSN 1244–0906. Dostupné z < http://www. topin.cz/clanky/priprava-tv-a-nedotapeni-objektu-detail-1422>.
[15] BROŽ, K.: Zásobování teplem. ČVUT. Praha 1997, 217 s. IBAN 80-01-02521-3.
[16] ČSN EN 806-1 až 5. Vnitřní vodovod pro rozvody vody určené k lidské spotřebě. 2002-7 (ČNI. Praha) až 2012-7. ÚNMZ. Praha.
[17] ČSN 75 5409. Vnitřní vodovody. 2013-2. ÚNMZ. Praha.
[18] ČSN 75 5411. Vodovodní přípojky. 2006-4 (změna Z1: 2017-9. ÚNMZ. Praha). ČNI. Praha.
[19] BAJGAR, M.: Příčiny nedostatečného tlaku studené vody. Topenářství instalace, 2017, roč. 51, č. 4, s. 38–41. ISSN 1244–0906. Dostupné z <http:// www.topin.cz/clanky/priciny-nedostatecneho-tlaku-studene-vody-ve- stare-zastavbe-detail-2043>.
[20] BAJGAR, M.: Kontrola dimenzí cirkulačního potrubí TV snadno a rychle. Topenářství instalace, 2015, roč. 49, č. 7, s. 36–43. ISSN 1244–0906. Dostupné z <http://www.topin.cz/clanky/kontrola-dimenzi-cirkulacniho- potrubi-tv-snadno-a-rychle-detail- 3364>.
[21] Domovní vodoměry (online). Kapka spol. s r. o. (cit. 2019-10). Dostupné z <http://www.kapka-vodomery.cz/ e-shop/vodomery/domovni-vodomery>.
[22] Domovní vodoměry FLODIS. Základní technické parametry (online). FIEDLER AMS s.r.o. (cit. 2019-10). Dostupné z <https://www.fiedler.company/cs/ produkty/snimace-cidla-senzory/ domovni-prumyslove-vodomery/domovni-bytove-vodomery/vodomer- flodis>.
[23] FLODIS. Jednovtokový suchobežný vodoměr na studenou vodu (online). ITRON CZECH REPUBLIC s.r.o. 2015 (cit. 2019-10). Dostupné z <https://www. esl.cz/www/upload/products/documents/20180427022323327.pdf>.
[24] Firemní materiály společností ESL, FLODIS, Honeywell, Kamstrup, KAPKA, SENSUS

---

Residential water meter as the main cause of insufficient water over­pressure

One of the causes of insufficient water overpressure at the tapping points of the internal water supply system may be an undersized water meter at the water supply connection.

Since this cause of insufficient over­pressure has recently been confirmed in several Prague apartment buildings, author of the article discusses determination of the design flow rate for water meters design at water connections and water meters dimensioning with regard to their pressure loss. However, up to three water meters can be installed in front of the hot water draw-off points, where the first water meter is installed on the water connection, the second on the cold water supply to the heater and the third in the apartment.

The pressure losses given by the sum of pressure losses of these three water meters can be significant, which is certainly something to think about.

Keywords: Calculation of water installations inside buildings, residential water meter, K_v value, nominal (permanent) flow, water meter pressure losses, insufficient water overpressure.