Příčiny nedostatečného tlaku studené vody ve staré zástavbě

Následující příspěvek podrobně vysvětluje jednotlivé dílčí kroky vedoucí nejprve k identifikaci a následně i k nápravě úplně zbytečné situace, kdy nesprávnou volbou dimenze potrubí, vodoměrů a dalších prvků dochází již na patě objektu k takovému poklesu tlaku studené vody, že vyšší patra v době maximálních odběrů, tzv. odběrových špiček jsou studenou vodou nedostatečně zásobena. Pokud byla příprava teplé vody řešena průtočným způsobem tzv. karmou, nedostatečný tlak a tím průtok znemožnil ohřev vody. Řada prvků vodoměrné sestavy byla instalována zbytečně, takže z toho lze usuzovat, že se činilo zřejmě několik pokusů o nápravu situace. Bez znalosti aspoň základních hydraulických výpočtů však byly tyto pokusy marné. Proto autor příspěvku v závěru opět apeluje na posouzení situace osobou, která je vybavena jak teoretickými, tak i praktickými znalostmi a zkušenostmi.

Recenzent: Zdeněk Číhal

Úvod

V mnoha bytových domech v Praze, postavených v letech 1910 až 1940, se často projevuje nešvar v podobě nedostatečného tlaku studené vody (dále SV), a to zejména ve vyšších podlažích. Jedná se o domy, které měly původně 5 nadzemních podlaží a později se u nich realizovaly nástavby dalších dvou podlaží. Stoupačky studené vody byly prodlouženy, namísto toho, aby se přivedly stoupačky nové. To bývá jednou z příčin nedostatečného tlaku vody v nástavbových podlažích.

Stavební objekt na obr. 1 pochází z roku 1914 a nachází se v Praze Holešovicích. Původně byl v domě rozvod SV vody z olověného, uvnitř pocínovaného potrubí. Ten prošel několika rekonstrukcemi. Nejprve do ocelového, žárově pozinkovaného potrubí, později do potrubí plastového.

V poválečných letech byl do domů zaveden plyn a vytápění pevnými palivy nahradilo vytápění topidly plynovými pro montáž pod okenní parapet (WAV). Topidla měla přívod spalovacího vzduchu z fasády domu, stejně jako odvod kouřových plynů. Nevýhodou bylo znečišťování vzduchu ve vyšších podlažích exhalacemi oxidů dusíku NO_x. Později se plynová kamna měnila za plynové etážové vytápění a začaly problémy se spalovacím vzduchem.

Se zavedením plynu do domácností byly zavedeny i plynové karmy pro ohřev SV. Potřeba SV se zvýšila, ačkoliv dimenze potrubí i původních armatur zůstaly stejné. Při hledání příčin nízkého tlaku SV, který se projevoval zejména v době večerní špičky odběru, bylo zjištěno, že se pohybuje v rozmezí 4,2–4,7 bar, tl. 42–47 m. v. sl.

Výška objektu, měřená od osy domovní přípojky k nejvyššímu odběrnému zařízení v domě, bývá kolem 25 m. Má-li být dodávka vody dostatečná, musí být u posledního výtoku přetlak v rozmezí od minimálně 0,5 do 1,0 bar. Na tlakové ztráty v potrubí a armaturách, zbývá rozdíl mezi vstupním tlakem, výškou domu a minimálně potřebným tlakem před posledním výtokem, tj. 1,2 bar.

Pokusíme se zjistit, do jaké míry tomuto požadavku stávající zařízení kolem vodoměrné sestavy vyho­vuje.

Na obr. 2 vidíme přípojku SV k vodoměru z plastového potrubí PPR d 40 x 5,5 mm, vodoměr Sensus Q3 – 4 m³·h^–1, filtr – nevhodně umístěný až za vodoměrem, další vodoměr Kamstrup Q3 4 m³·h^–1 a další filtr Honeywell F 75 S – 11/2AA.

Jaké jsou tlakové ztráty vstupního uzlu SV?

Tlakovou ztrátu v potrubí a armaturách, kterou hodláme spočítat, závisí na průtoku podle vztahu:

kde M [m³·h^–1] je jmenovitý průtok. Ten se určí podle počtu bytů v domě a počtu odběrných míst v bytech.

Každý z 23 bytů má 7 odběrných míst: dřez, vanu/sprchu, umyvadlo, automatickou pračku, WC s tlakovým splachovačem, umyvadlem a odbočku pro plynový ohřívač vody. Celkem je v domě 161 odběrných míst SV.

Výpočet světlosti vnitřního vodovodu

Výpočet se provádí na základě počtu odběrných míst vody, rychlosti proudění vody a normy ČSN 75 5455 podle jmenovitého průtoku jednoho odběrného místa. Výpočet je uveden v tab. 1.

Aby nebyla překročena doporučená rychlost proudění vody v trubkách 2,5 m·s^–1, musí být nejmenší vnitřní průměr potrubí 36,2 mm. Tomu, u plastového potrubí PPR PN 16, odpovídá dimenze d 50 (36,2 mm). Stávající potrubí má však vnitřní průměr jen 29 mm, a tím i cca 19× vyšší tlakové ztráty v potrubí.

Pro stanovení výpočtového průtoku v přívodním potrubí je vhodné připomenout, že ve světě existuje více výpočtových postupů, které by bylo možné použít.

Čím je způsoben pokles tlaku vody

Kromě nedostatečné dimenze potrubí SV jsou problémem také armatury v okruhu vodoměrné sestavy. Jde o vodoměr, filtr a kolena. V posuzovaném domě jsou, oproti zvyklostem, dva vodoměry a dva filtry.

Pohledem na vodoměrnou sestavu (obr. 2) zjistíme, že je první filtr instalován až za vodoměrem, a proto ho nemůže chránit. Toho si nevšimla jak instalatérská firma, tak dodavatel vody, který v pravidelných intervalech odečítá spotřebu vody na fakturačním vodoměru.

Z hodnot garantovaných výrobcem v tab. 2 a 3 je vidět, že pro jmenovitý průtok 9,2 m³·h^–1 je optimální volbou vodoměr se jmenovitým průtokem 10 m³·h^–1. Vodoměr má při maximálním průtoku 20 m³·h^–1 tlakovou ztrátu 0,75 bar a Kvs hodnotu:

Kde je:

• Q průtok v m³·h^–1
• Dp tlaková ztráta vodoměru v kPa

Pro průtok Q = 9,2 m³·h^–1 bude jeho tlaková ztráta:

Stávající vodoměr SENSUS s Q_n = 3,5 m³·h^–1 má při maximálním průtoku 7 m³·h^–1 tlakovou ztrátu 1 bar (100 kPa). Hodnota Kvs bude:

Při vypočteném průtoku 9,2 m³·h^–1 má vodoměr tlakovou ztrátu:

Stávající vodoměr Kamstrup se jmenovitým průtokem 4,0 m³·h^–1 a tlakovou ztrátou 0,095 bar má Kvs hodnotu:

Při vypočteném průtoku 9,2 m³·h^–1 má vodoměr Kamstrup tlakovou ztrátu:

Čistý filtr Honeywell F76 S DN 25 (1") má Kvs hodnotu 12 m³·h^–1.

Při vypočteném průtoku 9,2 m³·h^–1 má tento filtr tlakovou ztrátu:

O kolik se dá snížit tlaková ztráta

Výměnou stávajícího vodoměru za vodoměr se jmenovitým průtokem 10 m³·h^–1 je možné zvýšit tlak studené vody o hodnotu (1,73–0,16) 1,57 bar!

Demontáží dalšího vodoměru Kamstrup pak o dalších 0,5 bar . Demontáží filtru Honeywello dalších 0,59 bar, celkem o 2,66 bar!

Pokud bychom započetli i tlakovou ztrátu nečištěných filtrů, byl by tlakový přínos na tlaku studené vody ještě vyšší.

Filtr Honeywell F 76 S

Honeywell F 76 S je filtr pro domovní aplikace, u kterých není potřeba použít redukční ventil. Jde o plnoprůtokový filtr se zpětným proplachem, který se spouští ručně nebo automaticky pomocí jednotky zpětného proplachu.

Pro ruční nebo automatický proplach je nutné mít v místnosti vodoměrné stanice, zaústění do kanalizace s podlahovou vpustí nebo alespoň nádobu s obsahem cca 25 l (viz obr. 7). Nic z toho se v místnosti vodoměrné sestavy nevyskytovalo.

Zobrazení filtrů

Filtr DN 40 za vodoměrem bude potřeba nahradit filtrem DN 50 a umístit ho před vodoměr – obr. 8.

Nikdy nečištěný filtr Honeywell (obr. 9) je potřeba demontovat. V případě, že by se nahradil filtrem DN 50 a doplnil automatickým proplachem s odvodem do kanalizace, mohl by nahradit filtr před vodoměrem.

Co dělat k nápravě stávajícího stavu

1. Na základě výše zjištěných skutečnosti bude potřeba požádat dodavatele vody o výměnu stávajícího vodoměru 4 m³·h^–1 za vodoměr Sensus Q₃ = 10 m³·h^–1 s maximálním průtokem 20 m³·h^–1 (Q_n = 9,2 m³·h^–1).
2. Vodoměrnou sestavu realizovat podle podkladu dodavatele vody.
3. Stávající dimenzi plastového potrubí PPR d 40 zaměnit za d 50 minimálně v okruhu vodoměrné sestavy až k rozbočení.
4. Demontovat druhý vodoměr Kamstrup. Je zbytečný a jen snižuje tlak vody.
5. Filtr DN 40 je potřeba vyměnit za filtr DN 50, umístit ho před vodoměr, v pravidelných intervalech ho čistit a pořídit o tom zápis. Lze ho rovněž zaměnit za kvalitnější filtr Honeywell F 76 S DN 50.

Co říci na závěr

Na mnoha případech z praxe se ukazuje, že naše učňovské školství není na úrovni, která by zaručovala kvalifikovanou montáž prvků jednotlivých profesí technického zařízení budov. Jde zejména o to, že si řemeslníci osobují právo rozhodovat bez projektu o instalaci zařízení, které si někdo vymyslí, aniž by znal potřebné souvislosti.

Někdy řemeslníkovi ani nic jiného nezbývá. Když zakázku odmítne, vezme ji někdo jiný. Výsledek může být stejný, ne-li horší. U nás není vžitá představa, že odbornou práci mají dělat odborníci. Řemeslníka nemusí vůbec napadnout, že na vložení dalšího vodoměru nebo filtru je potřeba něco počítat, aby tu stávající situaci ve snaze zlepšit ještě víc nezhoršil.

Novela vyhlášky č. 62/2013 Sb. k vyhlášce č. 499/2013 Sb., v příloze č. 6 v části A. 1.3 c je doplněna požadavkem na uvedení údajů o zpracovateli realizační projektové dokumentace, tj. „jména a příjmení projektantů jednotlivých částí projektové dokumentace včetně čísla, pod kterým jsou zapsáni v evidenci autorizovaných osob vedené Českou komorou architektů nebo Českou komorou autorizovaných inženýrů a techniků činných ve výstavbě, s vyznačeným oborem, popřípadě specializací jejich autorizace.“

U dokumentace pro provádění stavby se tak mají uvádět všechny údaje obsažené v autorizačním razítku, jen se dokumentace nerazítkuje.

Těžko se dá odhadnout, zda tento, jen obtížně dohledatelný požadavek vyhlášky zákona, může plnit svůj účel. V zahraničí tuto funkci zastane mistr, který svému řemeslníkovi přesně řekne, co má udělat a zkontroluje to po něm. Stejně tak může odhalit zjevnou chybu projektu, se kterou se u nás zařízení běžně namontuje.

Osobně zastávám názor, že bude trvat ještě mnoho let, než se přiblížíme úrovni zakázek našich západních partnerů. Nikoli zručností, tu naši řemeslníci mají, ale legislativou. Takovou, která neumožní samostatnou práci učňům se závěrečnou zkouškou po krátké praxi.

Samostatně pracujícím řemeslníkům by měla být stanovena povinnost absolvovat zkoušky vyšší odbornosti, které by zahrnovaly i znalost příslušné legislativy.

Literatura

1. ČSN 75 5455 Výpočet vnitřních vodovodů.
2. VAVŘIČKA, R. – VRÁNA, J. – POSPÍCHAL, Z.: Příprava teplé vody. Sešit projektanta – pracovní podklady. Praha, STP 2017.
3. Firemní materiály firem Sensus, Kamstrup a Honeywell.

---

Causes of insufficient cold water pressure in old house-building

The article as follows explains in detail individual steps that lead first to identification and subsequently to correction of a totally unnecessary situation. Wrong choice of piping dimension, water meters and other components cause such a drop in cold water pressure that higher floors at the time of max. demand, so-called peak demand are not adequately supplied with cold water.

Keywords: cold water, water pressure, water meter, piping dimension, water meter installation set, hydraulic calculations, peak demand