Uživatelský generel vnitřního vodovodu – 2. část

Řešení pro budoucnost
Autor se zabývá finančními náklady na realizaci a provoz vnitřních vodovodů s ohledem na přípravu a rozvod teplé vody. V první části byly rozebrány finanční náklady na vnitřní vodovod a ohřev vody pro objekt domova seniorů a nemocnice, v závěru první části jsou uvedena obecná doporučení pro řešení vnitřních vodovodů. Ve druhém pokračování se autor zabývá řešením vnitřních vodovodů a přípravy teplé vody ve fakultní nemocnici a univerzitním kampusu. V závěrečné třetí části se autor zaměří na přípravu teplé vody v rehabilitačním ústavu, lázeňském zařízení a na konci uvede závěry a poučení za všechny tři části. V textu jsou používány zkratky z evropských norem. Pro teplou vodu DWH nebo PWH, pro cirkulaci teplé vody PWHC nebo DWH-C a pro studenou vodu PWC.

Recenzent: Jakub Vrána

1. Úvod

V první části článku jsme se seznámili s celkovými dlouhodobými předpokládatelnými provozními náklady provozu vnitřního vodovodu v objektu (nejen) nemocničního typu nebo domova seniorů. Nyní se pokusím ukázat a doložit vnitřní vodovody provozované způsobem, kdy dlouhodobě vykazují podstatně lepší provozní výsledky. Porovnání provozních nákladů a nákladů na samotnou realizaci i dlouhodobý provoz daného vnitřního vodovodu, podle mého názoru, jednoznačně dokládá, že vnitřní vodovod a výroba teplé vody v uváděných typech objektů musí splňovat řadu požadavků již od projektu, ale zejména za realizace a poté s doložením skutečných provozních stavů a obslužnosti ­zaváděcího provozu (záměrně ne­uvádím „zkušebního“ – zde není co zkoušet, musí se provádět s podklady a se selským rozumem!).

Poněkud odbočím – co takhle porovnat a podívat se „stejnýma očima“ na realizaci vnitřního vodovodu a elektroinstalace v témže objektu? Dovolí si realizační elektroinstalační firma na základě tlaku dodavatele stavby udělat obdobná „úsporná opatření“ jaká se běžně provádí u vnitřního vodovodu? Myslím, že odpověď je jednoznačná…

2. První náhled

V prvním náhledu se podíváme do Fakultní nemocnice v Hradci Králové, kde jsme se v objektu Pavilon interních oborů (PIO) podíleli na řešení výroby teplé vody a celého vnitřního vodovodu.

Pavilon byl projektován v roce 2002, roku 2004 zkolaudován a v roce ­následujícím dostal ocenění od ­Ministerstva zdravotnictví jako „Objekt roku“.

V pavilonu je 650 výtokových armatur – vodovodních baterií, 65 stoupaček. Výroba DWH byla řešena jako teplotně stabilizovaná, v objektu se na naše doporučení instalovaly baterie ORAS a na realizaci vnitřního vodovodu bylo použito potrubí RAUTITAN spojované lisováním.

Projektant ZTI uváděl budoucí spotřebu DWH v denním objemu 65 m³, uvažovaná spotřeba PWC (tj. včetně DWH) byla 180 m³. Výrobu teplotně stabilizované teplé vody jsme navrhli tak, aby byla půlhodinová špička, projektantem a pro­vozovatelem odhadovaná na cca 5000 litrů, vykryta s dodržením teploty s kolísáním max. ± 1 K.

Pětipodlažní objekt PIO je vlastně složen z pěti objektů ve tvaru písmene H. Od ústavní hygieničky zazněl požadavek na řešení teploty studené vody, neboť v dalších objektech nemocničního areálu bylo zjištěno, že se teplota PWC v nejvyšších podlažích během letního období dostala až na 28 °C i po minutě odpouštění.

Na tento požadavek jsme reagovali návrhem projektantovi, aby se potrubí PWC v nejvyšším místě stoupačky před napojením připojovacího potrubí k výtokovým armaturám otočilo a pokračovalo dolů až k nejnižšímu podlaží, kde jsou ambulance, a také největší koncentrace osob.

Základem tohoto řešení bylo, že směrem nahoru budou připojovány vodovodní baterie a směrem dolů WC, čímž bude trvale docházet k pohybu PWC. Nejvíce pak v nižších podlažích spotřebou na WC umístěných na chodbách – jsou zde ambulance.

Po diskuzi s ústavní hygieničkou, a s jejím souhlasem, jsme na základě měsíčního měření spotřeby DWH a PWC na jednom exponovaném WC na chodbě (minimální spotřeba DWH) navrhli, aby u umyvadel na WC, situovaných na chodbách, byly pouze výtokové ventily studené vody, takže „směrem dolů“ byly takto připojeny. Tím bude studená voda vytékající z výtokových armatur na všech podlažích „čerstvá“.

V průběhu prvních tří měsíců letního období jsme v rámci zaváděcího provozu také měřili teplotu PWC v uvedeném provedení v poledne za běžného nemocničního provozu. PWC na patě objektu byla 15 °C, stejně jako u objektu vedlejšího s původním „běžným“ zapojením na stoupačkách.

Zatímco u původního provedení však byla v 5. podlaží naměřena teplota 26 °C a snížení na 18 °C se dosáhlo až po 8 minutách odpouštění, v případě PIO bylo dosaženo teploty 18 °C během 20 s.

Ještě jedna drobnost – při spolupráci ve FN na realizaci vnitřního vodovodu na předchozím objektu se ukázaly problémy v instalacích – došlo zde k 8 případům záměny propojení potrubí. V případě objektu PIO jsme se tedy se stejnou realizační instalatérskou firmou dohodli na tom, že každý instalatér měl v kapse tři barevné izolepy – červenou, modrou a zelenou. Než danou trubku prostrčil do otvoru ve zdi, tak ji patřičně označil. Po skončení instalačních prací majitel této firmy prohlásil, že to je první stavba, kde neměli v tomto směru žádný problém. Jednoduché, že?

Ústavní hygienička dále požadovala teplotu DWH 59 °C s tím, aby byla rovněž doložena 15minutová špička, udržitelnost i stabilita této teploty. Byla tedy sledována spotřeba DWH. Po plném obsazení objektu, k němuž došlo až po 1,5 roce provozu, byl tříměsíční průměr spotřeby v pracovní dny 22,4 m³ (s teplotou 59 °C). Po tomto tříměsíčním monitoringu bylo přistoupeno k seřízení průtoků – u všech vodovodních baterií na 6 litrů za minutu, u sprch na 11 litrů za minutu. Následovalo další jednání s ústavní hygieničkou a odsouhlasení nastavení teploty DWH na 50 °C, neboť se přesvědčila, že teplota teplé vody je stabilní a z pohledu uživatele zbytečně vysoká (po 1 minutě v nejvyšších podlažích naměřeny hodnoty nad 56 °C) a v čase nastavování vhodné uživatelské teploty odtéká DWH bez užitku.

Po dalších třech měsících od seřízení průtoku vodovodních baterií a snížení teploty DWH se opět zjišťoval průměr v pracovní dny s následujícím výsledkem: z 22,4 m³ původní spotřeby klesla denní spotřeba DWH na 14,2 m³ (tedy o 8,2 m³, což je 63,4 % původní spotřeby DWH). Došlo také ke snížení denní spotřeby PWC o 21,4 m³. Pokles spotřeby vyjádřený v dnešních nákladech (tedy 80 Kč za m³ PWC a 300 Kč za m³ u DWH) činí 21,4 x 80 + 8,2 x 300 = 1712 + 2460 Kč, tedy dohromady 4172 Kč denně. Ročně pak jsou oproti výchozímu stavu náklady na provoz vnitřního vodovodu nižší o 1,52 mil. Kč, objekt je v provozu 16 let, což představuje snížení nákladů o 24,32 mil. Kč. Není zde však započítána ekonomie za sníženou energetickou náročnost DWH, kdy je dodávána stabilní teplota 50 °C namísto původně požadovaných 59 °C.

Za celých 16 let provozu nebyly hlášeny žádné problémy s vodovodními bateriemi nebo s potrubím, i když se pro hygienické zabezpečení DWH dávkuje biocid na bázi chloru. Po 11 letech provozu byly vyříznuty vzorky potrubí teplé vody a cirkulace na porovnání vnitřního stavu. Snímky z elektronového mikroskopu doložily, že mezi těmito vzorky a původním potrubím (vzorek byl při montáži archivován) prakticky není rozdíl stavu vnitřních povrchů.

Grafy dokládají provozovaný stav – vyjma grafů 3 a 4 je zdrojem dat systém MaR.

Je tady ještě jedna zajímavost – když se v roce 2006 vedle objektu PIO stavěla budova EMERGENCY, vedení FN se, na základě zkušeností s provozem výroby DWH na PIO a kapacitních možnostech, rozhodlo o připojení vnitřního vodovodu tohoto nového objektu na výrobu DWH v objektu PIO. V objektu EMERGENCY se tedy výroba DWH nerealizovala. Oba objekty jsou bezproblémově zásobovány, kapacita je zcela dostatečná, když realizace výroby DWH na PIO byla uvažována dle projektové dokumentace 65 m³ denně.

3. Závěr pro první náhled

Výše uvedené grafy prezentují provoz vnitřního vodovodu a výroby DWH v PIO Fakultní nemocnice Hradec Králové v prvních letech provozu. Doložené fyzikální hodnoty – teploty a spotřeba DWH – dávají detailní přehled o vývoji stavby jak v samotném začátku provozu s poněkud vyšší požadovanou teplotou DWH, neseřízenými průtoky baterií i s následným seřízením. Z grafu 3 jsou patrné minutové průtoky a rozdíly u neseřízených baterií.

Finanční vyjádření je zde vlastně jen „okrajové“ – na základě snížené spotřeby PWC a DWH díky seřízení průtoků na vodovodních bateriích. Snížená energetická náročnost doložená grafem 4 nebyla vyhodnocována, je však „viditelná“ s hlavním uživatelským dopadem do snížení rizika opaření a nesporného prodloužení životnosti vnitřního vodovodu jako celku.

Změnou teploty ohřevu se také snížil teplotní rozdíl mezi teplou vodou a cirkulací, a to o 0,67 K, takže při zjištěném průtoku cirkulace (8 m³ za hodinu) za 24 hodin (8 x 24 = 192 m³) dochází také zde ke snížení spotřeby energie (192 x 0,67 = 128 kWh). Provozně bylo doloženo, že snížením teploty DWH nedošlo ke zvýšení její spotřeby.

V roce 2008 jsem na základě doporučení náměstka ředitele Fakultní nemocnice v Hradci Králové přihlásil naši firmu do prvního ročníku Energy Globe Award, kde jsme s projektem „Optimalizace výroby a distribuce teplé vody“ získali první místo v kategorii Voda. V projektu byly kromě FN HK prezentovány výsledky např. z brněnských hotelů Holiday Inn, AVANTI, několika dalších nemocnic, apod.

4. Druhý náhled

Ve druhém náhledu se zaměříme na řešení spirálního rozvodu neboli vnitřní vodovod „jinak“. Tento způsob provedení byl realizován v rámci rekonstrukce 22 objektů Kampusu Masarykovy univerzity v Brně Bohunicích a jednoho nemocničního objektu v Oblastní nemocnici Kladno.

Rekonstrukce vnitřních vodovodů v nově postaveném Kampusu byla nutná. V rozporu s požadavky výrobce ocelového pozinkovaného potrubí bylo toto potrubí v objektech Kampusu v roce 2007 použito jak pro studenou, tak i teplou vodu, i když projektová dokumentace ­požadovala potrubí z korozivzdorné oceli. Tato změna byla dána rozhodnutím investora. Záměnou a následnou realizací pozinkovaného potrubí oproti projektu došlo ke snížení investičních nákladů na jednom objektu, při detailním porovnání dle výchozích projektů, průměrně o cca 140 tis. Kč, průměrné celkové náklady na objekt však byly cca 250 mil. Kč. Objekty byly zprovozňovány až po delší době, několik měsíců po kolaudaci, ale systém MaR byl nastaven na každotýdenní termodezinfekci DWH a uveden do provozu okamžitě po kolaudaci.

Díky dlouhodobé několikaměsíční stagnaci byla zapáchající PWC po laboratorních vyšetřeních prohlášena za nepoživatelnou, u DWH docházelo k dodávce rezavé vody atd. V novém areálu byly na vstupech do objektů informace, že v objektu není voda pitná. Situace byla široce komentována v tisku i v televizi. Investor ukázal na realizační firmu, která dle jeho názoru celý problém způsobila. Zaměřili jsme se na objekt A13 pro doložení výchozího stavu. Z hlediska spotřeby PWC i DWH je zde třeba počítat také s tím, že tento objekt A13 (nyní přejmenováno na C13) má, stejně jako ostatní, nepřiměřený počet instalovaných odběrných míst (vodovodních směšovacích baterií) – jen v třípodlažním objektu A13 je jich 135! a 22 WC. Průměrná denní spotřeba (PWC + DWH) byla na A13 původně 18,5 litru na jedno odběrné místo včetně WC, po rekonstrukci pak 28,6 litru. Jsou zde studentské laboratoře, které nejsou trvale v provozu. V objektu jsou pracoviště pro cca 50 pracovníků. Při procházení místnostmi objektu byl místy zjišťován i zápach, a to vzhledem k dlouhodobě nulové spotřebě vody, a tím pádem tedy prázdné zápachové uzávěrce umyvadla, ze které po odpaření vody unikal zápach z kanalizace.

Znalecký posudek, vyžádaný realizační firmou, specifikoval zdroj problému: „změna materiálu potrubí investorem na ocelové pozinkované potrubí, dlouhodobá stagnace vody, minimální spotřeba vody, provádění termodezinfekce bez odběru DWH“. Posudek realizační firma projednala s investorem.

Následně byla pro realizační firmu zpracována studie proveditelnosti s návrhem výměny vnitřních vodovodů – a to instalovat původně uvažované potrubí z korozivzdorné oceli, ale podle nových projektů, s uplatněním předloženého návrhu spirálního vnitřního vodovodu. Zhotovitel toto vše projednal s investorem a bylo rozhodnuto o rekonstrukci vnitřních vodovodů u všech objektů s využitím spirálního vodovodu. Nejprve však u jednoho „zkušebního“ objektu, kde se ověřily realizační podmínky a ze­jména parametry takto dodávané PWC i DWH jak uživatelsky, tak mikrobiologicky i chemicky. Investorem a realizační firmou byl vybrán objekt A13.

Změna v podobě realizace spirálního vnitřního vodovodu plně eliminovala původní problémy. Do konce roku 2014 tak byla provedena rekonstrukce vnitřního vodovodu s uplatněním spirálního rozvodu u všech 22 objektů v Kampusu. Záručních pět let od realizace úprav proběhlo bez jakýchkoliv problémů. Porovnáním realizace s původním stavem dle projektové dokumentace víme, že spirální rozvod má oproti původnímu stavu celkem pouhých 61 % délky potrubí. Studená voda je opravdu studená (minimální odpouštění), teplá má všude stejnou teplotu bez jakéhokoliv vyvažování.

Graf 6 dokládá zcela nevyhovující teploty jak PWC, tak PWH ve 2. NP přesto, že teplota na výstupu z ohřevu byla dostatečná (cca 55 °C)

V grafu 7 teplota PWH-C k opětovnému ohřevu dokládá, že v celém objektu bude distribuční teplota blízká teplotě DWH z výměníku (ohřívače). U PWC je za stagnace při krátkodobých neodběrech doložena zvýšená teplota, bílá čára dokládá ohřev při průchodu objektem, event. za stagnace ve výměníkové stanici (sobota – neděle). Je nutné poznamenat, že výroba teplé vody a MaR nebyla v rámci této rekonstrukce předmětem úprav, což se projevuje na kolísání teploty DWH.

V dalším případu je pro jednoznačnější informaci doložena kapacitní zkouška z „Pavilonu V“ v Oblastní nemocnici Kladno, kde byl v rámci rekonstrukce řešen nejen vnitřní vodovod jako spirální, ale i výroba DWH jako teplotně stabilizované. Předpokládaná denní spotřeba DWH byla v objemu 7000 litrů.

Graf 8 při kapacitní zkoušce dokládá dosti rozdílné stavy oproti běžnému řešení, a tedy výhodu spirálního rozvodu vnitřního vodovodu (včetně výroby teplotně stabilizované DWH) – minimální a stabilní rozdíl mezi teplou a cirkulační vodou, a také ukázkově teploty PWC, prošlé celým objektem a přicházející k ohřevu.

Na obr. 9 je schéma spirálního rozvodu pro čtyřpodlažní objekt. Řešení je předmětem užitného vzoru UžV 25082, autoři Pospíchal – Žabička.

5. Závěr pro druhý náhled

Dokládáme monitoring prvního „zkušebního“ místa realizace spirálního rozvodu v objektu A13 v areálu Kampusu Masarykovy univerzity jak v původním stavu před rekonstrukcí, tak poté. Po doložení souhrnné výhodnosti byla provedena za provozu rekonstrukce i u ostatních 21 objektů v areálu Kampusu. Pokud jde o teplotu vyráběné DWH (nastavení požadavku v průběhu dne), to jsme nemohli ovlivnit – systém MaR řešili v Kampusu samostatně. Měli jsme zájem doložit provozní stavy výroby a distribuce vody v dalších objektech Kampusu, autorům tohoto kreativního řešení to však nebylo provozovatelem umožněno. Autoři se tak oficiální cestou nedozvěděli, jaké náklady byly na rekonstrukci 5 až 10 let starých objektů vynaloženy (tzv. „bokem“ jsme se dozvěděli, že 25 nebo 55 milionů Kč). Počáteční problémy dodávky pitné vody za výchozího stavu byly rekonstrukcí vnitřních vodovodů všech 22 objektů zcela eliminovány a došlo k plnému zajištění obslužnosti jak PWC, tak DWH dle legislativních požadavků. Jak víme od realizační firmy – již proběhl více než pětiletý bezproblémový provoz.

Zde jsme si ověřili, jak je možno zásahem do realizace v budoucnu doslova znemožnit provoz. Pro zcela nevyhovující PWC v objektech celého areálu Kampusu bylo po tři roky nutné využívat havarijní způsob zásobování pitnou vodou, což s sebou samozřejmě neslo zvýšené náklady a nechtěnou pozornost sdělovacích prostředků.

Na tomto případu lze prezentovat zcela zásadní přístup, postup:

• projekt vnitřního vodovodu musí být realizován tak, jak byl navržen;
• projektant musí být zodpovědný za návrh;
• musí být u realizace jako autorský dozor;
• a to zejména při zprovoznění, aby doložil (včetně monitoringu) splnění projektovaných parametrů.

Nikdo další by do tohoto postupu neměl zasahovat! Tady nejde o žádné úspory (zde místo dražšího potrubí dát levnější představuje úsporu cca 140 tis. Kč na jednom objektu), naopak v průběhu času dochází ke značným vícenákladům, jak jsme si ukázali v první části. Bude ale také vhodné, aby byl projekt vnitřního vodovodu, od určitého rozsahu, posuzován nezávislým subjektem, stejně jako samotné provedení – zda byla realizace skutečně dle schválené projektové dokumentace.

A ještě jeden poznatek nejen z tohoto areálu – při návrhu a vybavení objektu zařizovacími předměty a tedy rozsahu vnitřního vodovodu je třeba s chladnou hlavou zvažovat, jestli opravdu v každé místnosti musí být odběrné místo (např. umyvadlo), nebo je to parametr komfortu? Tedy zvažovat provoz daného objektu, časovou obsazenost objektu, a to zejména u školských objektů.

6. Závěr

V oblasti spotřebitelského komfortu při používání technických vodních obslužných systémů jde jednoznačně o zajištění potřeby uživatele v každém koncovém odběrném místě, kdykoliv, s minimalizací nákladů jak energetických, tak nákladů na vodu a se snahou o dlouhodobý bezproblémový provoz daného odběrného místa – vodovodní baterie, ale i celého systému ohřevu a distribuce. Jde nejen o samotná potrubí vnitřního vodovodu, ale také o jeho provozní řád a skutečnou péči za provozu, údržbu. Je třeba také eliminovat stagnaci vody. Zásadní pak je obslužnost uživatelů, energetika provozu, ale i mikrobiologická kvalita vody pro uživatele při obecném požadavku zajištění dodávky teplé a studené vody do daného odběrného místa s dodržením chemických, fyzikálních a také mikrobiologických parametrů distribuované vody v daném místě, její potřebné kapacitě při jednoznačně uvažované současnosti spotřeby v celém objektu

---

User measure summary of building water supply system – Part 2 Solution for the future

The author deals with the financial costs for the implementation and operation of building water supply systems with regard to the hot water preparation and distribution. The first part of the article discusses the financial costs of water installations inside buildings and water heating for a retirement home and a hospital. The conclusion of the first part of the article presents general recommendations for building water supply systems solution. In the second part of the article, the author deals with the solution of building water supply systems and hot water preparation in the teaching hospital and university campus.

In the final third part, the author will focus on the preparation of hot water in a rehabilitation institute, spa facility and at the end will present conclusions and lessons for all three parts.

Abbreviations from European standards are used in the text. DWH or PWH for hot water, PWHC or DWH-C for hot water circulation and PWC for cold water.

Keywords: building water supply system, hot water, financial costs, implementation, operation

DOKONČENÍ PŘÍŠTĚ