Vnitřní kanalizace v mateřské škole a vyrovnání tlaku vzduchu

chyby a poruchy

voda

Článek popisuje budovu, při jejímž projekčním návrhu nebyly zohledněny některé zásady, a to způsobilo problémy při jejím pozdějším užívání. Požadavek na omezení prostupů obvodovou konstrukcí stavby byl splněn absencí odvětrání kanalizace. Závady popsané v článku jasně ukazují, že tradiční řešení vnitřní kanalizace s odvětráním nad střechu je i v dnešní době opodstatněné. Při návrhu stavby nelze splnit některé požadavky na úkor jiných. Musí být nalezen kompromis mezi různými hledisky. Omezení prostupů střechou je možné řešit návrhem společného větracího potrubí, kterým může být odvětráno více splaškových odpadních potrubí.

Recenzent: Jakub Vrána

Úvod

V občanské a bytové výstavbě se nízkoenergetický či pasivní standard objektů stává poměrně běžnou záležitostí. Mezi základními požadavky, umožňujícími splnění standardů, je vysoká vzduchotěsnost obálky objektu, která může být před předáním objektu investorovi i kontrolována tzv. Blower Door testem a investorovi je předáván protokol.

S výchozími okrajovými podmínkami, které standardy vyžadují, úzce souvisí i přizpůsobení profesí technických zařízení budov. Tak, aby byla zajištěna jejich spolehlivá funkce během celé životnosti objektu.

K dosažení vysokého standardu pobytu osob v těchto budovách přispívá, kromě kvalitní stavební konstrukce, i systém vnitřní splaškové kanalizace. Mezi problematická řešení s ohledem na stavební konstrukci lze označit ta, kdy potrubí, či jiná část systému technických zařízení budov, prochází skrze stavební konstrukci z interiéru do exteriéru a umožňuje proudění vzduchu.

Typickým příkladem je potrubí vnitřní kanalizace. U splaškové kanalizace je, dle požadavků norem, nutné celý systém odvětrat do exteriéru, a tudíž musí potrubí projít obálkou budovy. Tlakově je tak propojen interiér s exteriérem. Prostup větracího potrubí střešním pláštěm je stavebně náročným detailem z hlediska zajištění těsnosti provedení, napojení na střešní konstrukce atp. Vyžaduje tedy kvalitní projekční návrh, vysokou technologickou kázeň při provádění a jim odpovídající i oprávněné náklady. To však není důvod k tomu, aby se od prostupu střechou upustilo a vnitřní kanalizace nebyla odvětrána ven. Řešením, s nižšími náklady a technicky jednodušší, je vytažení odvětrávacího potrubí na fasádu objektu. Bohužel je zejména z architektonických důvodů většinou nepřijatelné, včetně velkého rizika úniku zápachu na ­fasádu v blízkosti oken a i rizika ­namrzání vlhkosti ze vzduchu v ­potrubí na jeho konci a poškození fasády.

Systém vnitřní kanalizace mateřské školy

Objekt mateřské školy, který je předmětem tohoto článku, byl navržen jako energeticky úsporná, dvoupodlažní budova s pasivním charakterem. Tvar objektu je přibližně obdélníkový s plochou střechou. Budova je členěna na 4 stejná oddělení, vždy dvě oddělení na patře. Projekt počítá s počtem 25 dětí na jedno oddělení, celkem 4krát 25, tedy 100 dětí. Předpokládaný počet zaměstnanců je 8.

Vnitřní kanalizace byla navržena jako klasický větvený gravitační systém napojený na stávající kanalizační stoku na pozemku školy, a to do revizní venkovní šachty. Geo­metricky se jednalo o dvě hlavní větve, které odvádí odpadní vodu vždy ze dvou oddělení nad sebou. Na dvě hlavní větve jsou napojeny kratší vedlejší větve odpadních potrubí od zařizovacích předmětů.

Vybavení školky zařizovacími předměty odpovídá potřebám provozu. Jednotlivá oddělení mají hygienické zázemí pro děti (WC, pisoáry, umyvadla, sprchový kout) a pro­stor pro přípravu a výdej jídla, tedy kuchyň se dřezem, myčkou, výlevkou. Samostatně je umístěno hygienické zázemí pro personál (WC, umyvadlo a sprcha).

Systém vnitřní kanalizace objektu nebyl odvětrán do exteriéru. Pouze odpadní potrubí, kde jsou napojena WC, byla vybavena přivzdušňovacími ventily v interiéru. Odpadní potrubí, kde nebyla napojena WC, byla zaslepena ve 2. NP. Přibližné schéma odpadních potrubí s počtem zařizovacích předmětů je znázorněno na obr. 1., kde je vidět poměrně velké množství zcela nevětraných odpadních potrubí, i když prochází přes dvě podlaží. Další připojovací potrubí byla v 1. NP napojena přímo do svodného potrubí.

Obr. 1 • Schéma splaškových odpadních potrubí podle projektu

Řešení systému vnitřní kanalizace bez odvětrání do exteriéru s velkou pravděpodobností souviselo s požadavkem minimalizace prostupů střešním pláštěm. Neboť prostupy plochou střechou jsou technicky i technologicky náročnější, než střechou šikmou.

V souladu s požadavkem na nízkou energetickou náročnost je větrání objektu školky řešeno jako nucené s rekuperací tepla z odváděného vzduchu a byl zde logicky požadavek na vysokou těsnost obálky budovy, a to i mezi jednotlivými odděleními.

Pronikání zápachu do interiéru

Krátce po předání objektu školky k užívání se vyskytl v objektu zápach, který měl, dle vyjádření zaměstnanců školky, charakter zápachu z kanalizace. Zápach se nejdříve objevil v jednom oddělení, což původně mohl být následek špatně připojeného zařizovacího předmětu, následně se však zápach začal postupně objevovat ve všech odděleních, a to poměrně nekontrolovaně. Typickou situací pro vznik zápachu bylo hromadné užití WC a umyvadel zpravidla v době kolem oběda.

Na žádost projektanta byla provedena zkouška těsnosti svodného potrubí. Souběžně požadovaná tlaková zkouška těsnosti odpadního a připojovacího potrubí bohužel provedena nebyla, z důvodu časových a provozních. Výpočtově navržené přivzdušňovací ventily s možností nasátí vzduchu z interiéru splnily kritérium pro dostatečné množství vzduchu pro přivětrání odpadních potrubí.

Zjištění jednoznačné příčiny úniku zápachu z vnitřní kanalizace je v tomto případě složité, pokud je již objekt v provozu a kamerové zkoušky či provedená tlaková zkouška svodného potrubí neprokáží zjevnou závadu (netěsnost potrubí či spoje). Vzhledem k tomu, že se zápach postupně objevil na různých místech při špičkovém provozu zařizovacích předmětů, se lze domnívat, že příčinou úniku zápachu je přetlak, nebo spíše podtlak vznikající v systému vnitřní kanalizace při proudění odpadní vody a následné odsátí zápachových uzávěrek. Proto byl po dobu 14 dnů sledován stav všech zápachových uzávěrek.

Sledování odhalilo pravidelné odsátí zápachových uzávěrek u pisoárů v přízemí. Pisoáry se ukázaly jako nejcitlivější na změnu tlakových poměrů v uzavřeném systému. Lze se domnívat, že odsátí pisoárů mohlo nastat kombinací přetlaku v potrubí při proudění vody z 2. NP, tedy nad pisoáry a vznikem následného podtlaku při proudění pod pisoáry. Prokázání této souvislosti by vyžadovalo daleko podrobnější výzkum proudění v potrubí. To nebylo bohužel z časových a provozních důvodů možné, ale jako důsledek nevhodně řešeného odvětrání odpadního potrubí to stačilo.

Vzhledem k potřebě nepřerušit provoz školky, bylo nutné hledat řešení, které zajistí odvětrání kanalizace do exteriéru a sledovat, zda bude problém šíření zápachu odstraněn. Dodatečné provedení prostupů střechou objektu pro osazení standardních větracích hlavic na odpadní potrubí bylo vzhledem k nákladům neúnosné. Střešní plášť měl z důvodů jak tepelně technických, tak z důvodu požadavku těsnosti, vysoké požadavky na provedení prostupů a připojení navazujících vrstev. Proto bylo zvoleno dočasné jednoduché řešení provizorního odvětrání odpadních potrubí odvádějících odpadní vodu z WC, potrubím vedeným přes herny v odděleních ve 2. NP. Vzhledem k letnímu období bylo možné demontovat křídla oken v horních částech prosklené stěny heren a osadit do nich provizorní větrání vnitřní kanalizace (obr. 2). Ihned po provedení navrženého opatření se zápach ve školce přestal šířit. Lze tedy usuzovat, že příčinou šíření zápachu byla jednoznačně absence odvětrání systému do exteriéru.

Obr. 2 • Provizorně řešené odvětrání odpadních potrubí oknem pro ověření příčiny závady

Jako trvalý způsob odvětrání, po ověření příčiny závady, bylo odpadní potrubí z WC vyvedeno na východní fasádu školky přes komunikační prostory, kde nejsou okna z heren a hlavních provozních místností jednotlivých oddělení (obr. 3). I když toto řešení není zcela standardní, v této situaci plně nahrazuje větrání vnitřní kanalizace protažením odpadních potrubí na střechu a výsledkem je bezproblémová funkce vnitřní kanalizace.

Obr. 3 • Dodatečně bylo instalováno trvalé odvětrání odpadních potrubí obvodovou stěnou

Závěr

Větrání vnitřní kanalizace do exteriéru je více než 100 let ověřený, a i normativně podložený, nezbytný požadavek pro její bezchybnou funkci. Charakter proudění odpadní vody v systému potrubí vnitřní kanalizace je závislý na mnoha faktorech, jak místně tak i časově. V odpadním potrubí vzniká provzdušněný proud vody, který se však může lokálně změnit ve vodní píst a zahltit celý profil potrubí se všemi z toho vyplývajícími důsledky. V systému se vytváří podtlak i přetlak, který je nutné vyrovnat zejména dostatečným přívodem vzduchu. Průtoky v jednotlivých částech systému a tlakové poměry v potrubí jsou rychle proměnlivé veličiny, takže jednoduché matematické vyjádření reálného provozu v kanalizačním systému není možné. Vychází se z experimentálních měření, na jejichž základě jsou stanoveny zásady pro navrhování vnitřní kanalizace.

Jednou z historicky neměnných zásad v předpisech o vnitřní kanalizaci je požadavek na propojení kanalizačního systému s exteriérem a nic na tom nemění současné požadavky na výstavbu. Je to zkrátka vyzkoušené a bezpečné řešení provozu kanalizace a jiná řešení znamenají rizika, která nelze dopředu vyloučit. Diskuze nad platností či závazností normových předpisů je v tomto případě zcela zbytečná, pro úplnost uvádím výtah z normy ČSN 75 6760:

Vnitřní kanalizace v každé budově musí být opatřena alespoň jedním větracím potrubím o jmenovité světlosti nejméně DN 70, které má být napojeno:
a) jako hlavní větrací potrubí na jedno z nejvzdálenějších splaškových odpadních potrubí od vyústění svodného potrubí z budovy nebo;
b) na horní konec svodného potrubí v nejvzdálenějším místě od vyústění svodného potrubí z budovy.
Hlavní větrací potrubí nesmí mít menší jmenovitou světlost než splaškové odpadní potrubí, na které je napojeno.
Splaškové odpadní potrubí smí být ukončeno přivzdušňovacím ventilem, pokud je zabezpečeno větrání vnitřní kanalizace alespoň jedním větracím potrubím (viz předchozí odstavec).

U většiny systémů vnitřní kanalizace v občanské a bytové výstavbě vystačíme s tím, že odpadní potrubí zatížené průtokem z většího počtu zařizovacích předmětů vždy odvětráme nad střechu. Na tom nemění nic ani fakt, že se jedná o stavby, které vyžadují těsnou obálku a prostupy konstrukcí jsou nežádoucí. Porušení těchto základních, přes sto let vyzkoušených pravidel pro navrhování vnitřní kanalizace, bude vždy znamenat provozní riziko pro kanalizaci a odstranění poruch bude složité a nákladné.

Literatura

1. ČSN EN 12 056-2 Vnitřní kanalizace – gravitační systémy – Část 2: Odvádění splaškových odpadních vod – Navrhování a výpočet.
2. ČSN 75 6760 Vnitřní kanalizace.
3. Odborná expertiza č. 78/14 zpracovaná kolektivem autorů Fakulty stavební ČVUT v Praze 6 dne 30. 11. 2014.
4. Místní šetření v mateřské škole uskutečněné dne 6. 6. 2014
5. Projektová dokumentace pro provedení stavby „Zdravotně technické instalace“.

Internal sewerage in the kindergarten

The internal sewerage system must always be ventilated to the outside in order to balance the pressure in the system. The volume of the air is several times greater than the volume of the outflowing water and the drain and ventilation piping must therefore have appropriate dimensions. Ventilation of a sewerage ­system using only air admittance valves can cause failure as ­demonstrated by the real-life situation in the building of the kindergarten.