Instalace potrubních rozvodů z PP-R

Příspěvek uvádí zjištěný stav vnitřního vodovodu většího objektu (hotel, cca 250 pokojů) a dokládá, jaké byly dle norem požadavky – od projektové dokumentace, výběr materiálu potrubí. Autor zde uvádí instalační nedostatky a také dokládá havarijní stavy provozu tohoto vnitřního vodovodu. Pro potrubí PPR a nutnost hygienického zabezpečení (hotel) investor nebo projektant zvolili biocid oxid chloričitý, takže výsledkem po cca 5 letech od realizace byly havárie vnitřního vodovodu. Je možno konstatovat, že takto se vlastně stanovila životnost PPR potrubínpři použití uvedeného biocidu, což určitě investor nečekal. Ale v čase realizace byla řada informací o nevhodnosti tohoto spojení, které přímo vylučuje výrobce tohoto potrubí, doslova řadu let předtím.

Recenzent: Zdeněk Pospíchal

1. Úvod

V roce 2016 byla v objektu hotelového typu instalována potrubní síť rozvodů teplé vody, cirkulace i rozvodů studené vody. Potrubní síť je připojena k nově zhotovené přípojce z vodovodní rozvodné sítě studené pitné vody. Do studené vody se před ohřevem přidával biocid.

První netěsnost vznikla v roce 2020, tedy po 4 letech provozu. Od té doby dochází opakovaně k netěsnostem potrubí pro teplou vodu a cirkulaci. Netěsnosti se vyskytovaly v horizontálním i vertikálním potrubí. V průběhu 2 let došlo celkem k 7 netěsnostem na potrubních rozvodech teplé vody a cirkulaci. Netěsnosti se vyskytují převážně blízko potrubních odboček a ohybů. Úkolem bylo zjištění příčin vzniku netěsností.

2. Potrubní rozvody teplé vody a cirkulace

Rozvodné potrubí i cirkulace teplé vody jsou zhotoveny z polypropylenu PP-R DIN 8077/8078, PN 16, PN20. Měrná hmotnost materiálu PP-R je 900 – 910 kg·m^–3.
Modul pružnosti ve smyku 400 N·mm^–2.
Modul pružnosti v tahu 900 N·mm^–2.
Poměrné prodloužení na mezi kluzu 12 %.
Tažnost 200 %.
Pevnost na mezi kluzu 26 N·mm^–2.
Nasákavost 0,03 % / 7 dní.
Koeficient lineární délkové roztažnosti 0,15 mm·m^–1·K^–1
Součinitel tepelné vodivosti 0,24 W·m^–1·K^–1.

Potrubí z PP-R PN16 je trvale použitelné pro teploty teplé vody do 60 °C a tlaku 10,2 bar.
Potrubí z PP-R PN20 je trvale použitelné pro teploty teplé vody do 60 °C a tlaku 12,9 bar.
Předpokládaná doba životnosti je 50 roků.

Materiál je vhodný pro potrubí studené i teplé vody.

3. Podmínky úspěšné instalace potrubních rozvodů z PP-R

Pro instalaci potrubí studené i teplé vody je nutné dodržet podmínky předepsané výrobcem potrubí. Instalace se provádí na základě projektové dokumentace. Projektová dokumentace se zhotovuje
v souladu s platnými normami ČSN EN 806–1 až 3, ČSN 75 5409.

Vedení potrubí musí být navrženo tak, aby nedocházelo k přenášení tlaku stavebních konstrukcí na potrubí.

Potrubí musí být opatřeno systémem pevných a kluzných uložení, umístěných v závislosti na použitých kompenzátorech. Pevný bod může být realizován např. v ohybu potrubí, nebo v místě připojení od bočky.

Stoupací potrubí se musí připojit na ležatý rozvod tak, aby byly vyloučeny vlivy způsobené vlastní hmotností a vlivy způsobené tepelnými změnami.

Odbočka ze stoupacího potrubí na potrubí připojovací se provádí nepřímo kolenem tak, aby mezi stoupacím a připojovacím potrubím vzniklo pružné ohybové rameno. Touto úpravou se dosáhne účinného vykompenzování dilatací plastového rozvodu.

Stoupací potrubí musí být opatřeno samostatnou uzavírací armaturou.

Při montáži je nutné dodržet vzdálenosti podpor uváděné výrobcem potrubí v závislosti na dimenzi potrubí a teplotě dopravované vody.

Ležatý rozvod, stejně jako stoupací potrubí, musí být opatřen kompenzačními prvky systému pevných a kluzných uložení, které zabezpečí správnou funkci kompenzátorů.

4. Projektová dokumentace

✔ V půdorysech jsou vyznačeny potrubní trasy potrubí studené vody, teplé vody i cirkulace.
✔ Jsou vyznačeny kompenzátory a jejich přibližné umístění.
✖ Nejsou vyznačeny vzdálenosti podpor potrubí.
✖ Nejsou vyznačeny pevné a kluzné body uložení potrubí.
✖ Není k dispozici výpočet hydraulických poměrů v potrubní síti, ani protokol o seřízení cirkulace.

5. Ochrana vodovodních rozvodů proti bakterii Legionela pps.

Proti přemnožení bakterie typu Legionela pps. se od doby instalace používal oxid chloričitý v celém zařízení pro přípravu teplé vody. Oxid chloričitý byl dávkován na vstupu studené vody ještě před ohřevem. Voda se ohřívala na teplotu 60 °C.

Při prohlídce instalace teplovodního a cirkulačního potrubí se zjistilo, že potrubní trasy jsou většinou vedeny pod stropem. V jedné chodbě bylo potrubí uloženo do země bez pevných a kluzných bodů. Potrubí bylo opatřeno pěnovou tepelnou izolací.

Podpěry horizontálního potrubí jsou nedostatečné. Vzdálenosti mezi podpěrami jsou náhodně instalované. Místy dochází k průhybu trubek.

Horizontální potrubí je uchyceno v náhodně vytvořených pevných bodech.

Stoupací potrubí v šachtách je chybně uloženo v pevných svorkách bez možnosti dilatace.

Opravy prasklého cirkulačního potrubí byly provedeny tak, že část potrubí byla vyjmuta a byla nahrazena novou částí potrubí.

Tlaky ve vodovodním potrubí
Na vstupu studené vody do objektu je regulátor tlaku. V době prohlídky instalace byl tlak na vstupu 4,8 bar. Tlak za redukčním ventilem 4,6 bar.

Na některých vnitřních částech potrubí vyjmutých při opravách je viditelná změna struktury materiálu. Struktura vnitřního povrchu některých trubek není významným způsobem narušena.

Pro dezinfekci zařízení na přípravu teplé vody se do studené vody přidával kontinuálně oxid chloričitý.

Automatické dávkování biocidu bylo řízeno v závislosti na průtoku vody. Koncentrace oxidu chloričitého se v nepravidelných intervalech kontrolovala.

Odebralo se 9 vzorků teplé vody v různých částech potrubí. Kontrolovala se koncentrace oxidu chloričitého a počet kolonií Legionela pps. Největší koncentrace oxidu chloričitého byla 0,4 mg·l–1. U ostatních vzorků nepřekročila koncentrace oxidu chloričitého 0,3 mg·l^–1.

Výhody použití oxidu chloričitého proti běžnému chlóru
▣ Vyšší dezinfekční účinek bez ohledu na pH.
▣ Vyšší účinnost vůči sporám, virům a řasám.
▣ Netvoří karcinogenní trihalogenmetany (THM).
▣ Netvoří chlorfenoly a dioxiny.
▣ Vyšší stabilita.

Nevýhodou oxidu chloričitého jsou jeho oxidační účinky vytvářením chloritanů a chlorečnanů.

6. Vliv oxidu chloričitého na potrubí z PP-R

Vyhláška č. 409/2005 Sb. uvádí oxid chloričitý jako jeden ze schválených biocidů pro dezinfekci pitné vody. Vyhláška MZd č. 252/2004 Sb. (v platném znění) udává limitní hodnotu chlordioxidu pro teplou vodu 0,8 mg·l^–1. Tento limit je nutné dodržet na výtoku, dávkování může být vyšší. Při použití chlordioxidu pro krátkodobou dezinfekci (tj. při prvním použití, nebo když je detekováno mikrobiologické znečištění) není životnost trubek významně ovlivněna. Problém nastává při používání kontinuální dezinfekce.

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 dezinfekce chlordioxidem nedoporučujeme. Polypropylen není vůči chlordioxidu odolný a jeho působením se životnost potrubí snižuje.“

Životnost plastových materiálů je udávána pro danou teplotu a tlak. Pro rozvody teplé vody je požadována minimálně 50letá životnost pro teplotu vody 60 °C a tlak 10 bar. Hodnoty životnosti trubek pro vodu obsahující oxid chloričitý nejsou k dispozici.

Poškozování vnitřního povrchu trubek z PP-R je funkcí koncentrace, teploty, tlaku, pH i doby expozice. Bylo by nutné znát bezpečné koncentrace oxidu chloričitého pro konkrétní podmínky. To by vyžadovalo poměrně rozsáhlé a dlouhodobé výzkumné šetření.

Odhaduje se, že by se bezpečné koncentrace oxidu chloričitého mohly pohybovat okolo cca 0,2 mg·l^–1. Je však nutné zkoumat, zda je koncentrace 0,2 mg·l^–1 dostatečná k eliminaci mikrobiální kolonizace.

7. Závěr

V průběhu 2 let došlo celkem k 7 netěsnostem na potrubních rozvodech teplé vody a cirkulaci. Netěsnosti se vyskytují převážně blízko potrubních odboček a ohybů.

Příčinou vzniku netěsností jsou přídavná pnutí, která vznikají chybným uložením potrubí. Svorky na kontrolovaných úchytech potrubí byly napevno dotaženy.

Sníženou životnost potrubí z PP-R částečně způsobuje i dlouhodobá expozice vodou s obsahem oxidu chloričitého. Projektová dokumentace vykazuje vady: nejsou vyznačeny vzdálenosti podpor potrubí, pevné a kluzné body uložení potrubí, chybí výpočet hydraulických poměrů v potrubní síti a stejně tak protokol o seřízení cirkulace.

Při zkoumání bylo prokázáno, že potrubí nemůže plnit svoji funkci po předpokládanou dobu životnosti 50 let.

Proti přemnožení bakterie typu Legionella je používán oxid chloričitý. Dávkování oxidu chloričitého je kontinuální. Koncentrace ve vzorcích vody je 0,3 až 0,4 mg·l^–1.

Oxid chloričitý je velmi dobrý a schválený přípravek pro dezinfekci zařízení pro přípravu a rozvody teplé vody.

Nevýhodou oxidu chloričitého je snižování životnosti trubek z PP-R při kontinuálním dávkování. Nikdo není schopen stanovit, o kolik roků se snižuje životnost potrubí při konkrétních koncentracích, teplotách, pH a chemickém složení vody. Nejsou známy bezpečné koncentrace oxidu chloričitého pro konkrétní podmínky.

Odhaduje se, že by se bezpečné koncentrace mohly pohybovat okolo cca 0,2 mg·l^–1.

Instalace potrubních rozvodů nebyla provedena v souladu s montážním předpisem pro plastové potrubí!

Příčinou vzniku opakovaných netěsností potrubí jsou přídavná pnutí, která vznikají chybným uložením potrubí.

Sníženou životnost potrubí z PP-R způsobuje i dlouhodobá expozice vodou s obsahem oxidu chloričitého.

8. Doporučení

Vypracovat prováděcí projektovou dokumentaci pro instalaci plastového potrubí. Dokumentace bude mj. obsahovat vyznačení pevných bodů a vzdálenosti podpěr.

Odstranit původní instalaci a nahradit instalací novou. Instalaci provést v souladu s předpisy pro instalaci plastového potrubí.

Pro dezinfekci zařízení pro přípravu a rozvody teplé vody a cirkulace používat dávkování dezinfekčního prostředku v intervalech, stanovených na základě výsledků zjištění obsahu kolonií bakterií typu Legionela.

Literatura

[1] Vyhláška č. 409/2005 Sb., ze dne 30. září 2005 o hygienických požadavcích na výrobky přicházející do přímého styku s vodou a na úpravu vody. In Sbírka zákonů České republiky. 17. října 2005, částka 141, s. 7438. Dostupné z https://bit.ly/3W6garz>.
[2] Vyhláška č. 293/2006 Sb., ze dne 6. června 2006, kterou se mění vyhláška č. 252/2004 Sb., kterou se stanoví hygienické požadavky na pitnou a teplou vodu a četnost a rozsah kontroly pitné vody, ve znění vyhlášky č. 187/2005 Sb. In Sbírka zákonů České republiky. 19. června 2006, částka 92, s. 3623. Dle Vyhl. 252/2004 Sb v platném znění je limit 100 KTJ Legionely. Dostupné z https://bit.ly/3kim2Rg>.
[3] POSPÍCHAL, Z.: Porovnání stavu polypropylenového potrubí s teplou vodou – bez a s dávkováním biocidu DUOZON 100L. Topenářství instalace, 2018, roč. 52, č. 2, s. 40–45. ISSN 1244–0906. Dostupné z http://bit.ly/3kfCKRo>.
[4] Wavin Czechia, Systém Ekoplastik – montážní předpis. Dostupné z https://bit.ly/3QUcZm9>.
[5] Vzorky potrubí vyjmuté z rozvodů teplé vody a cirkulace při opravách.

Poznámka recenzenta

Autor ve svém textu prezentuje zjištěné problémy s kompaktností vnitřního vodovodu teplé vody ve velkém objektu a z více hledisek zároveň dokládá, jak by se toto vše mělo řešit – od projektu, instalace, zprovoznění i provozu.

Zejména je to ale důrazná informace pro investory, protože podobných případů je mnoho a pokaždé se dochází ke zjištění, že v rámci stavby se šetřilo právě na nákladech na vnitřní vodovod a požadavek na životnost 50 let nebyl vzat do úvahy.

Poškození potrubí při dávkování oxidu chloričitého je skutečně dáno souhrnnou funkcí teploty a jeho koncentrace jako výrazného oxidačního činidla (má působit na bakterie, ale zde negativně ovlivňuje i plastové potrubí). Je nepochopitelné, proč je při hygienickém zabezpečení oxidem chloričitým teplá voda vyráběna s teplotou 60 °C (stačilo řídit teplotu vyráběné teplé vody tak, aby na výtocích uživatelů bylo 42 °C, protože zde byl používán biocid – potom není potřeba dodržovat 55 °C dle vyhlášky MZd č. 252/2004 Sb. v platném znění). Při teplotě 60 °C tedy dochází k degradaci tohoto biocidu na jiné oxidanty (chlorečnany a chloritany), takže na eliminaci kolonií Legionely ho je pak nedostatek a ze zkušeností lze odhadnout, že zde byly rovněž problémy s nedostatečnou mikrobiologickou kvalitou distribuované teplé vody.

Pro úplné a jasné poučení a osvětu je třeba uvést, že se vždy musí vzít do úvahy dva pohledy – tedy materiál potrubí, jeho požadovaná životnost plus požadavky výrobce a hygienické zabezpečení. Toto vše zastřešují náklady – pokud například uvažujeme náklady na realizaci vnitřního vodovodu 1 mil. Kč, pak vyvolaná rekonstrukce vnitřního vodovodu má doprovodné související náklady 3,5 mil. Kč, a pak ještě chybějící příjem za dobu bez provozu při této rekonstrukci (která takovou sestavu v objekt nepochybně čeká).

Takže ušetříme jedině za předpokladu, když realizace vnitřního vodovodu bude bez úspor! A navíc nikdo ze zúčastněných (hlavně investor) nebere do úvahy, že provozní náklady se spotřebou studené a teplé vody budou (vůči 1 mil. Kč na náklady vnitřního vodovodu) cca 700 tis. – to ovšem každý rok!!! Takže kvalitní řešení (potrubí + řízené hygienické zabezpečení) se nákladově vrátí v obzoru několika málo let.

A náklady na vodu za padesát let i v dnešních cenách – bere je někdo (investor, projektant) vůbec do úvahy?

---

Installation of PPR pipelines

The paper presents established state of the internal water supply system of a larger building (hotel, approx. 250 rooms) and documents what the requirements were according to the standards – from project documentation to selection of pipe material.The author presents installation deficiencies and also documents the emergency conditions of the operation of this internal water supply system.
For PPR pipelines and hygiene requirements (hotel), the investor or designer chose biocidal chlorine dioxide. This unfortunate procedure resulted in internal water supply accidents, approximately 5 years after implementation.
With a bit of exaggeration, it can be stated that the use of mentioned biocide actually determined the service life of the PPR pipeline – which the investor certainly did not expect.
At the time of implementation (and already many years before), a lot of information was available about the inappropriateness of such a connection, which also directly excludes the manufacturer of this type of pipeline.

Keywords: bacteria Legionella pps., chlorine dioxide, Polypropylene Random Copolymer (PPR) pipeline, pipeline service life, project documentation, safe ClO₂ concentration, installation regulations.