Když teplá voda neteče

Článek popisuje poměrně častou situaci v provádění rekonstrukcí zařízení pro přípravu teplé vody nebo i prostou výměnu dožívajících rozvodů vnitřních vodovodů, které byly provedeny z ocelových pozinkovaných trubek, a jejich náhradou za potrubí z plastů. Při výměnách ocelového potrubí, a jejich náhradou za potrubí z plastů, se ve většině případů vůbec neprovádí projektová dokumentace, včetně hydraulického výpočtu, a realizační firma použije plastové potrubí, které nahradí stávající ocelové pozinkované potrubí, jehož vnitřní průměr odpovídá vnějšímu průměru potrubí z plastů. Tento postup potvrzují tím, že plast přeci nemá „žádnou“ tlakovou ztrátu, potrubí nezarůstá a takové rekonstrukce dělají již 20 let a dosud s tímto postupem žádné problémy neměli. Autor článku popisuje i konkrétní případ, kdy při rekonstrukci rozvodů bytového domu došlo i k zvýšení počtu odběrných míst (nárůst počtu bytů v nástavbě). Za těchto uvedených podmínek již nebylo daleko ke vzniku problémů se zásobováním nových podlaží vodou. Článek navíc ukazuje možnosti, jak současný stav s dodávkou vody v daném objektu řešit.

Recenzent: Miroslav Hartl

Stále četnější nedostatky, nejenom v dodávce teplé vody, byly příčinou k zamyšlení, kolika omylů se lze dopustit ve snaze o zefektivnění technického zařízení budovy. Obnova některých zařízení TZB se na první pohled zdá tak jednoduchá, že o ní rozhodne sám správce objektu nebo společenství vlastníků. Možná je ani nenapadne, že k tomu účelu byli vyškoleni odborníci, kteří k takové činnosti mají nejenom vzdělání, ale i oprávnění ve formě kulatého razítka autorizované osoby. Tito odborníci jsou pojištěni a v případě vzniku škody, vlivem chybného návrhu, ručí za škodu veškerým svým majetkem.

Ve své praxi soudního znalce se stále setkávám s mnoha problémy, které na svém počátku vznikají ne zcela gramotným přístupem k řešení obnovy technického zařízení. Ve snaze ušetřit za práci kvalifikovaného odborníka je často následně nutné vynaložit nemalé finanční prostředky k uvedení zařízení do funkčního stavu.

Deskové výměníky tepla umožnily konstruovat kompaktní předávací stanice tepla, které zabírají méně prostoru, než zabíraly původní výměníkové stanice. Tato výhoda na druhé straně umožnila méně seriózním firmám osazovat stanice do objektů bez znalosti konkrétních místních poměrů, bez projektu, nebo s projektem, který byl určen pro jiný objekt, nebo kterému nebyla věnována patřičná pozornost. Jeden z takových omylů je popsán v tomto článku.

Původní stav

Čtyři sekce osmipodlažního objektu, v každé sekci 24 bytů, po dostavbě 2 podlaží má 30 bytů. Každá sekce má vlastní přípojku studené vody. Vodoměrná sestava DN 50 s vodoměrem 6,0 m³/h, DN 25.

Původní rozvody studené a teplé vody z pozinkovaného potrubí byly rekonstruovány před cca deseti lety. Nově se použily plastové trubky. Původní vnitřní průměr ocelové trubky byl nahrazen vnějším průměrem plastové trubky. To byla, a i dnes je mnohdy obvyklá praxe montážních firem, pokud provádějí výměnu potrubí bez projektu. Vzhledem k větší tloušťce stěn plastových trubek jsou výsledkem poloviční průtočné průřezy a čtyřnásobná tlaková ztráta.

Poměrně rozšířeným omylem některých dodavatelů rekonstrukcí nebo obnovy TZB je názor, že když stavební úřad nevyžaduje stavební povolení, není nutné dokumentaci zpracovávat. V převažující většině případů však Stavební zákon ukládá povinnost zpracovat projektovou dokumentaci pro realizaci stavby.

Na rozvodu teplé vody s cirkulací, obnoveném před deseti lety, byly namontovány vyvažovací ventily v dimenzi cirkulační stoupačky. Relativně malé cirkulační průtoky není bohužel možné nastavit předimenzovaným ventilem. A jak bylo při prohlídce zjištěno, ani se o to nikdo nepokusil.

Nový stav

Vlastník objektu se rozhodl přistavět 2 podlaží. Stoupačky studené a teplé vody byly prodlouženy do vyšších podlaží.

Téměř současně došlo k decentralizaci původního zdroje tepla do jednotlivých objektů. Do krajní sekce domu dodavatel tepla navrhnul a osadil kompaktní předávací stanice se směšováním a deskovým výměníkem tepla pro ohřev vody s akumulační nádrží.

Až do tohoto okamžiku se mohlo zdát, že je všechno v pořádku. Nebylo.

Po uvedení předávací stanice tepla do provozu se zjistilo, že teplá voda v nejvyšších podlažích neteče, nebo jen za příznivých podmínek vyššího tlaku studené vody a nízkého odběru vody teplé.

Hledání chyby

Pokud budeme chtít najít místa, kde se stala chyba, musíme si položit několik otázek a odpovědět si na ně:

• Pro kolik bytů byla původně navržena vodoměrná sestava pro sekci, do které se následně osadila předávací stanice? Pro 30 bytů.
• Pro kolik bytů má za nové situace tato sestava sloužit? Pro 30 bytů této jedné sekce plus k tomu dalších 4 x 30 = 120 bytů ostatních sekcí pro studenou vodu určenou k ohřevu. Tedy celkem pro 150 bytů.
• Byl ve vodoměrné sestavě vyměněn vodoměr, když má nyní sloužit ne pro původních 30 bytů, ale pro 150 bytů? Nebyl. Dá se předpokládat, že projektant stanice neupozornil na nutnost vyměnit vodoměr v této sekci domu za vodoměr s vyšším průtokem.
• Jaký je vodoměr na přívodu studené vody do ohřevu? Tady je druhá chyba projektanta stanice, když na vstup studené vody do ohřevu okopíroval původní průtok z vodoměrné sestavy pro jednu sekci domu, tj. 6,1 m³·h^–1.
• Jakou dimenzí plastové trubky je napojen přívod vody do ohřevu? Tady je třetí chyba projektanta stanice. Pro jmenovitý průtok 13,7 m³·h^–1 je připojení studené vody navrženo a provedeno plastovou trubkou d25 s vnitřním průměrem 16,6 mm. Pokud by tímto potrubím měl skutečně protéct průtok 13,7 m³·h^–1, pak by v trubce musela být rychlost cca 17,5 m·s^–1. Tedy rychlost proudění 7xvvyšší, než je rychlost proudění optimální.

A tak se kupí chyba za chybou, do přívodního potrubí se ve stejné dimenzi jakou má vodoměr vloží ještě plastové kulové kohouty, filtr i zpětná klapka. Nevěříte? Podívejte se na obrázek 3.

Tab. 1 • Jmenovitý průtok q_i = 0,2 l·s^–1

Toto bohužel není ojedinělý obrázek současných projektů na dodávky kompaktních předávacích stanic tepla do bytových domů.

Ani specialista zdravotní techniky dodavatele nástavby dvou podlaží mne nepřesvědčil o tom, že autorizační razítko nezískal omylem. Zvláště po přečtení části jeho technické zprávy: „Aby se nezvětšila tlaková ztráta při průtoku teplé vody vlivem nástavby, doporučuji zvětšit dimenzi vodorovného rozvodu i všech stoupaček o jednu dimenzi“. Tečka. Hotovo. Bez výpočtu, bez výkresu, bez výpisu materiálu. Jen faktura. S razítkem. Kulatým, autorizačním.

Co s tím?

Abychom získali přehled o potřebných dimenzích potrubí i armatur, musíme překontrolovat jmenovité průtoky a minimální světlosti potrubí pro 4 různé počty bytů.

Výpočet je proveden podle starší normy pro výpočet vnitřních vodovodů ČSN 73 6655. Tato norma byla v roce 2007 nahrazena revidovanou normou ČSN 75 455. Pro bytové objekty se výsledné hodnoty prakticky neliší. Výpočet vychází z počtu výtokových jednotek a jmenovitém průtoku jedné jednotky, a je proveden pro:

1. Pro zásobování studenou vodou jedné sekce s 24 byty
   Což je stav před provedením nástavby 2 podlaží. Každý byt je vybaven vanou (sprchou) a umývadlem v koupelně a dřezem v kuchyni. Celkem je v jedné sekci 72 výtokových jednotek (dále jen v.j.). Ve výpočtu studené vody nejsou zahrnuty nádržky WC.
2. Pro zásobování studenou vodou jedné sekce se 30 byty
   Což je stav po provedení nástavby 2 podlaží. Celkem je v jedné sekci 90 v.j.
3. Přívod studené vody do ohřevu vody
   Teplou vodou jsou zásobovány 4 sekce domu, tj. 120 bytů a 360 v.j.
4. Přívod studené vody do ohřevu a pro jednu sekci
   Přívod studené vody pro 4 sekce objektu do ohřevu (360 v. j.) a pro 1 sekci objektu, ve kterém je umístěna kompaktní stanice (90 v. j.), celkem pro 450 v. j.

Výsledky výpočtu jsou v tabulce 1.

Z tabulky vidíme, že:

• Původní dimenze potrubí vodoměrné sestavy i dimenze vodoměru 6,0 m³·h^–1 vyhovovala jak pro 72, tak i pro 90 výtokových jednotek.
• Minimální dimenze přívodu studené vody do ohřevu včetně plastových kohoutů vychází podle výpočtu d63, ve skutečnosti je však o 4 dimenze menší, tedy d25.
• Minimální dimenze dalších armatur (filtr a zpětný ventil) na přívodu studené vody do ohřevu vychází DN 50, ve skutečnosti je o 3 dimenze menší.
• Pro jmenovitý průtok 13,7 m³·h^–1 na vstupu studené vody do ohřevu má být osazen vodoměr na 15,0 m³·h^{–1, je} však osazen vodoměr na 6,0 m³·h^–1.
• Pro jmenovitý průtok 15,3 m³·h^–1 na vstupu studené vody do sekce objektu s předávací stanicí má být osazen vodoměr 15,0 m³·h^–1, zůstal osazen vodoměr na 6,0 m³·h^–1.

Jaký může být tlak teplé vody u posledního výtoku?

V dopoledních hodinách byl na vstupu do vodoměrné sestavy tlak 7,5 bar. Co tento tlak snižuje? Všechny prvky na cestě od tohoto místa až k poslednímu výtoku. Tedy zejména:

• Filtr DN 50 a vodoměr 6,0 m³·h^–1 ve vodoměrné sestavě (průtok 6,1/ 15,3 m³·h^–1).
• 10 m přívodního potrubí d25 k ohřevu (13,7 m³·h^–1).
• Filtr DN 25, vodoměr DN 25, 6,3 m^3·h–1, zpětná klapka DN 40 a tlaková ztráta sekundární strany deskového výměníku tepla (13,7 m³·h^–1).
• Tlaková ztráta vodorovného rozvodu teplé vody (13,7 m³·h^–1) a ztráta ve výtokové armatuře – odhad.
• Výška objektu od manometrické roviny v suterénu po poslední výtok v desátém podlaží, tedy 11 x 2,8 m = 30,8 m, tj. 3,08 bar. Tato výška se za provozu odečítá od statické hladiny tlaku.
• Do tlakových ztrát není zahrnuta tlaková ztráta vodorovných rozvodů. Ty zůstanou stejné i po provedení úprav. U vhodně navrženého rozvodu se pohybuje tlaková ztráta v rozmezí 20 až 25 kPa, z čehož cca 15 % připadá na potrubí teplé vody a 85 % na potrubí cirkulační.

Tlakové ztráty jednotlivých prvků jsou v tabulce 2:

Z tabulky 2 je vidět, že při jmenovitém odběru vody je tlaková ztráta 19 bar, tedy 2,5x  yšší, než je dispoziční tlak studené vody na vstupu do objektu. Stížnost uživatelů bytů je tedy oprávněná. Při jakém průtoku poteče u posledního výtoku teplá voda?

Pokud požadujeme tlak teplé vody před posledním výtokem cca 0,5 bar, pak by musel být průtok maximálně 8,5 m³·h^–1, tedy na úrovni cca 62 % jmenovitého průtoku.

Jakou je možné očekávat změnu poměrů po výměně nevhodných prvků?

V tabulce 3 jsou přepočteny údaje tlakových ztrát jednotlivých prvků od vodoměrné sestavy až po poslední výtok.

Z tabulky 3 je vidět, že po výměně vodoměrů, přívodního potrubí k ohřevu, filtru a zpětné klapky bude při jmenovitém průtoku 13,7 m³·h^–1 tlak před posledním odběrem cca 2,8 bar, tedy tlak více jak dostatečný.

Po provedení potřebných náhrad nevhodných armatur a potrubí od vodoměrné sestavy k ohřevu bude zajištěn průtok i u posledního výtoku.

Co nebude zajištěno, je teplota teplé vody. Nejenom pro „divokou“ náhradu původního pozinkovaného potrubí za potrubí PPR, ale i vzhledem k osazeným vyvažovacím ventilům, které jsou o 3 dimenze větší, než které by umožňovaly seřídit malé cirkulační průtoky. A co je důležité, ani výměnou těchto armatur za vyvažovací armatury optimální dimenze a typu se stav nemůže nezlepšit.

Zlepšení stavu cirkulace je možné dosáhnout jen úpravami dimenzí potrubí na základě výpočtu, pokud by se znaly dimenze vodorovného rozvodu i stoupaček. Ty však známé nejsou. A projektanta, který to umí spočítat, těžko donutíte, aby se žebříkem v ruce obcházel vodorovné rozvody, snímal z potrubí tepelnou izolaci, měřil její tloušťku a mapoval dimenze PPR trubek, procházel v bytech stoupačky a zakresloval dimenze a kompenzační útvary.

A tak se nespokojení uživatelé bytů budou muset rozhodnout, zda nechají vyměnit rozvody vody v domě hned, nebo ještě předtím vymění vedení svého společenství vlastníků, které tuto situaci svou skutečnou nebo možná i cílenou (?) nekompetencí způsobilo. Nyní už jsou poučeni o tom, že „divoká“ výměna potrubí studené a teplé vody v domě bez projektu a potřebného výpočtu se může hodně prodražit.

---

When the hot water flow is insufficient

The author describes errors in the reconstruction of the system for the supply of hot water. He says the cause of failures and shows possible solutions. One of the reasons of errors is performing the work without the project documentation.

Keywords: hot water, hot water sy­stem, errors