Průtoky a spotřeby teplé vody v bytovém domě – I. část

Článek Ing. Martiny Mauerové vychází z teoretické a experimentální části její diplomové práce na téma „Zdravotně technické instalace v obytné budově“, kterou obhájila na Fakultě stavební VUT v Brně v únoru 2017. Autorka se zabývala měřením průtoku v přívodním potrubí teplé vody do bytového domu a stanovením výpočtového průtoku teplé vody podle různých norem a předpisů. Výpočtové průtoky, stanovené podle různých norem a předpisů, potom porovnala s maximálním průtokem naměřeným za dobu měření. Dále autorka měřila spotřebu teplé vody a její rozložení v průběhu dne. Měření spotřeby teplé vody bylo však problematické, protože v přívodním potrubí teplé vody se vyskytoval také trvalý cirkulační průtok. Měření spotřeby teplé vody na přívodu studené vody do ohřívače nebylo však možné, protože dům nemá vlastní ohřívač vody a je zásobován teplou vodou z blokové výměníkové stanice.

Recenzent: Jakub Vrána

STANOVENÍ VÝPOČTOVÉHO PRŮTOKU V PŘÍVODNÍM POTRUBÍ VNITŘNÍHO VODOVODU PODLE RŮZNÝCH NOREM 

Úvod do problematiky stanovení výpočtového průtoku v přívodním potrubí

Při dimenzování potrubí vnitřního vodovodu se vychází z výpočtového průtoku, průtočných rychlostí a tlakových ztrát. U většiny vnitřních vodovodů nikdy nenastane taková situace, že by byly současně v provozu všechny výtokové armatury. Proto se potrubí vnitřního vodovodu dimenzuje na výpočtový průtok, který současnost použití výtokových armatur zohledňuje a ne na součet jmenovitých výtoků výtokových armatur [1].

Evropská norma ČSN EN 806-3

Při stanovení výpočtového průtoku podle ČSN EN 806-3 [3] se výpočtový průtok odečítá z grafu v závislosti na počtu výtokových jednotek LU (viz graf 1).

Graf 1 • Stanovení výpočtového průtoku dle ČSN EN 806-3 [3]
1 – výpočtový průtok Q_D, 2 – počet výtokových jednotek LU, 3 – největší jednotlivé hodnoty LU

Výtoková jednotka LU zahrnuje, jak požadovaný průtok výtokovou armaturou, tak délku trvání odběru a současnost používání. Hodnota LU dané výtokové armatury je desetinásobek jejího jmenovitého výtoku viz tab. 1. Hodnota jmenovitého výtoku nám říká, kolik litrů vody proteče výtokovou armaturou daného zařizovacího předmětu za jednotku času (sekundu) [1], [2].

Tab. 1 • Výtokové jednotky LU a jmenovité výtoky Q_A studené nebo teplé vody pro výtokové armatury podle ČSN EN 806-3 [3]

Česká technická norma ČSN 75 5455

Podle naší normy ČSN 75 5455 [4] se výpočtový průtok Q_D [l·s^–1] v bytových domech stanovuje podle vzorce (1.1):

Kde je:

• Q_A – jmenovitý výtok u jednotlivých druhů odběrných míst [l·s^–1], viz tab. 2
• n – počet výtokových armatur stejného druhu
• m – počet druhů výtokových armatur

Tab. 2 • Jmenovité výtoky Q_A a minimální hydrodynamické přetlaky (p_minFl) pro běžná odběrná místa podle ČSN 75 5455 [4]
1) Výtok (průtok) vody pro odběrná místa, která nejsou v tabulce uvedena, se určí podle údajů jejich výrobce nebo odhadne podle výtokové armatury, přes kterou jsou k vnitřnímu vodovodu napojena, např. výtokového ventilu na hadici.
2) Minimální požadovaný hydrodynamický přetlak pro odběrná místa, která nejsou v tabulce uvedena, a výtokové armatury pro mytí a sprchování s automatickým uzavíráním, se určí podle údajů jejich výrobce.
3) Při stanovování výpočtového průtoku pro jediné odběrné místo je jmenovitý výtok Q_A = 0,13 [l·s–1].

Německá norma DIN 1988-300

Výpočtový průtok V_s [l·s^–1] podle německé normy DIN 1988-300 [5] se stanoví pomocí empirického vzorce (1.2), který vychází ze změřených hodnot. Na základě těchto hodnot, které byly naměřeny ve více než 100 různých budovách byla sestrojena křivka.

Kde je:

• SV_R – součtový průtok [l·s^–1] (součet jmenovitých výtoků V_R uvedených v tab. 3)
• a, b, c – konstanty dle typu budovy – tab. 4

Francouzská pravidla DTU 60.11

Ve francouzských pravidlech DTU 60.11 [6] závisí výpočtový průtok na součtovém průtoku (součtu jmenovitých výtoků). Výpočtový průtok se stanovuje vynásobením součtového průtoku součinitelem současnosti.

Součinitel současnosti y se stanoví podle vztahu (1.3):

Kde je:

• x – počet odběrných míst

Tento vztah však platí pouze pro počet odběrných míst větších jak 5. Pro menší počet odběrných míst nelze výpočtový průtok stanovit.

Švýcarské směrnice W3

Švýcarské směrnice W3 [7] obsahují graf závislosti výpočtového průtoku na součtu jmenovitých výtoků. Křivky v grafu vycházejí z měření špičkových průtoků. Graf 2 nahradil graf uvedený v ČSN EN 806-3 (viz graf 1), který pochází ze staršího znění švýcarských směrnic W3.

Graf 2 • Stanovení výpočtového průtoku podle švýcarských směrnic W3 [7]
svislá osa – výpočtový průtok Q_D [l·s^–1]
vodorovná osa – součty jmenovitých výtoků (součtové průtoky Q_T) [l·s^–1]

Tab. 6 • Jmenovité výtoky Q_A pro různá odb. místa podle švýcarských směrnic W3 [7]

Porovnání jmenovitých výtoků podle výše uvedených předpisů

Normy ČSN EN 806-3, DIN 1988-300 a směrnice W3 předpokládají směšování teplé a studené vody ve směšovacích bateriích. Proto jsou i hodnoty jmenovitých výtoků Q_A podle DIN 1988-300 nižší než podle ČSN 75 5455 či DTU 60.11. Normy ČSN 75 5455 a DTU 60.11 předpokládají zásobování všech výtokových armatur, buď pouze studenou vodou, nebo pouze teplou vodou.

Výpočtové průtoky QDv konkrétním bytovém domě podle ČSN EN 806-3, ČSN 75 5455, DIN 988-300, DTU 60.11 a směrnice W3

V rámci experimentálního měření jsem měřila průtoky v přívodu teplé vody do bytového domu s 60 byty. Výpočtové průtoky v tomto bytovém domě jsem stanovila podle výše uvedených norem a předpisů. Následně jsem tyto průtoky porovnala s naměřeným maximálním průtokem. Podle informací zástupce společenství vlastníků jsem uvažovala, že každý byt je vybaven kuchyňským dřezem, umyvadlem a vanou nebo sprchou. Záchodovou mísu nebo pračku neuvádím, jelikož jsem měřila pouze průtok teplé vody, a zajímala mě tedy pouze odběrná místa teplé vody.

Závěr

V tab. 8 můžeme vidět, že hodnoty výpočtového průtoku podle DIN 1988-300 a směrnice W3 jsou výrazně nižší než výpočtové průtoky podle naší normy či normy francouzské. Norma ČSN 75 5455 a DTU 60.11 předpokládají zásobování výtokových armatur, buď pouze studenou, nebo pouze teplou vodou. Naopak EN 806-3, DIN 1988-300 a směr­nice W3 předpokládají směšování teplé a studené vody ve směšovacích bateriích. Ze svého měření jsem si našla největší průtok za celou dobu měření a také ho zkusila porovnat s průtoky v tabulce. Q_Dmax = 1,0833 l·s^–1 je menší oproti průtokům podle všech norem a předpisů. Důvodem je, že normy a předpisy počítají s určitou rezervou. Další důvody jsou ty, že byl měřen pouze průtok teplé vody, který lze porovnat s normami ČSN EN 806-3, DIN 1988-300 a směrnicí W3. Normy ČSN EN 806-3, DIN 1988-300 a předpis W3 předpokládají směšování teplé a studené vody ve směšovacích bateriích. Nejblíže měřené hodnotě je švýcarská směrnice W3, která vychází ze skutečných měření. Její nevýhodou však je, že stanovení výpočtového průtoku není vhodné pro jiné než obytné budovy. Dále je blízko německá norma DIN 1988-300, kterou lze použít jen pro některé druhy budov (viz tab. 4). Pomocí této normy nelze například stanovit výpočtový průtok v mateřské škole. Naše ČSN 75 5455 umožňuje stanovení výpočtového průtoku v jakékoliv budově. V některých budovách však vycházejí výpočtové průtoky výrazně větší než skutečné maximální průtoky a potrubí je potom předimenzováno.

Literatura

1. ŽABIČKA Zdeněk; VRÁNA Jakub: Zdravotně technické instalace. ERA group, Brno 2009.
2. ADÁMEK Miroslav; JUREČKA Aleš: Instalace vody a kanalizace II. Informatorium, Praha 2011.
3. ČSN EN 806-3 – Vnitřní vodovod pro rozvod vody určené k lidské spotřebě. Část 3: Dimenzování potrubí – Zjednodušená metoda
4. ČSN 75 5455 – Výpočet vnitřních vodovodů
5. DIN 1988-300 – Technische Regeln für Trinkwasser-Installationen (TRWI). Ermittlung der Rohrinnendurch­mes­ser. Technische Regel des DVGW.
6. DIN 1988-300 Technická pravidla pro instalace pitné vody (TRWI). Stanovení vnitřního průměru potrubí. Technické pravidlo DVGW
7. DTU 60.11 – Normes et regles de ­calcul pour la plomberie sanitaire et l’évacuation des eaux pluviales.
8. DTU 60.11 – Normy a pravidla výpočtů pro zdravotně technické instalace a odvádění srážkových vod.
9. Rohrweitenbestimmung Trinkwasser nach SVGW Richtlinie W3, Aus­gabe 2013. Stanovení světlosti potrubí pitné vody podle Směrnice SVGW W3, vydání 2013

---

Determination of Design Flow Rate in the Supply Line in a Residential Building according to Different Standards

The first part of the author's article is based on the theoretical part of her diploma thesis on „Health and Technological Installation in a Residential Building“, which she successfully defended at the Faculty of Civil Engineering in Brno in February 2017.

The author dealt with measurement of the flow rate in hot water supply line in a residential building and determination of hot water design flow rate according to various standards and regulations.

Keywords: flow rate, design flow rate, hot water consumption, measurement

DOKONČENÍ PŘÍŠTĚ