Snížení investičních a provozních nákladů pomocí úsporných armatur – také u certifikace LEED, BREEAM a DGNB

Analýza klimatických dat DWD (německého meteorologického úřadu) jako základ teorie

Téma bakalářské práce, která byla odevzdána na Odborné vysoké škole v Jižním Vestfálsku, připravil Dr. Peter Arens: ‚Rozvod pitné vody: Vlivy snížené spotřeby pitné vody při rostoucích požadavcích na hygienu pitné vody’. V teoretické části práce se Luca Güsgen zaměstnává vyhodnocením klimatických údajů od Německého meteorologického ústavu (DWD).

Zvyšování počtu horkých dnů a vyšší potřeba vody

Klimatické údaje DWD ukazují kromě jiného jasný růst lineárního trendu teplot v časovém horizontu od 1881 do 2022 o plus 2,2 K (obr. 1). Naproti tomu ještě neexistuje trend ohledně snížených srážek: Na základě příslušných ročních průměrů srážkových anomálií v období od 1881 do 2022 se sice množství srážek v Německu během léta minimálně snížilo, ale v létě se podstatně zvýšilo (obr. 2 a 3).

To jsou na jednu stranu uklidňující informace, ale podle aktuálních výpočtů z klimatických modelů musíme počítat s tím, že se srážky v létě sníží až o 40 %, zatímco se mohou v zimě a na podzim zvyšovat, jak je uvedeno v bakalářské práci. Ve výsledné kalkulaci však autoři Krahe/Nilson (2020) vychází z toho, že množství srážek celkem narůstá o 2,5 %. Přesto dojde ke snížení celkově dostupných vodních zdrojů o přibližně 10 %, protože se zvyšuje kvůli vyšším teplotám míra vypařování na pevnině i na moři. V této souvislosti je nutné si navíc uvědomit, že spotřeba vody v zemědělství značně vzrostla.

LEED, BREEAM a certifikace DGNB – je třeba postupovat obezřetně u stávajících budov

Tři největší systémy ekologické certifikace budov – LEED, BREEAM a DGNB – sice podporují snižování spotřeby vody v novostavbách a již existujících budovách, přitom však nezohledňují problémy se zachováním jakosti vody. Omezení spotřeby vody činí v závislosti na systému certifikace mezi 2, 3 a 10 % z celkové spotřeby. Dr. Peter Arens přitom výslovně upozorňuje: „Především bych chtěl varovat před omezováním vypouštěného množství vody z armatur pod vypočítaný průtok v existujících budovách, který je založen na parametrech stávajících vedení. Pokud by například došlo ke snížení spotřeby vody v budově až o 50 %, mělo by to vliv na kvalitu pitné vody. Protože v existujícím rozvodu pitné vody by došlo následkem nedostatečného množství vypouštěné vody, obrazně řečeno, k zablokování oběhu pitné vody. Mohlo by tak docházet k zvýšení obsahu části materiálu a nadměrnému rozmnožování bakterií.“

Odborník na hygienu pitné vody doplňuje: „Dále je nutné si položit otázku, zda umyvadlová armatura s 1,32 l/min jako u LEED skutečně uspoří více vody než armatura s 3 l/min, protože je vždy nutné určité množství vody, než se například zcela smyje mýdlo z rukou. Proto trvá jedno mytí u armatury s 1,32 l/min prostě jen déle, což by nemělo za následek žádnou úsporu, ale pouze značné snížení komfortu.“ Úspory předepsané certifikací tedy automaticky nevedou vždy k úspěchu a mohou vést případně v existujících budovách ke snížení hygieny pitné vody.

Při plánování zohledněte snížené výpočtové průtoky (DIN 1988-300)

Aby bylo možné využít podstatných potenciálů úspor v novostavbách, je nutné zohlednit snížené výpočtové průtoky na výstupních armaturách. Mají za následek „štíhlejší“ a tím i levnější rozvody pitné vody. Podle tabulky 2 normy DIN 1988-300 existují tři skupiny minimálních průtokových tlaků a výpočtových průtoků, z nichž jsou hodnoty z tabulky zpravidla uvedeny pouze v plánovacím softwaru pro rozvody pitné vody. V poznámce pod čarou k tabulce 2 je však také uvedeno pod heslem „Důležitá upozornění“, že mohou výpočtové průtoky ležet nad nebo pod hodnotami v tabulce 2. A že projektanti musí používat reálné výpočtové průtoky a nejen hodnoty uvedené v softwaru:

Příklad z praxe: Nový výpočet obytné budovy se šesti uživatelskými jednotkami

Bakalářská práce Lucyho Güsgena obsahuje výstižný příklad z praxe včetně příslušných výpočtů a potenciálů úspory. Na základě výpočtových průtoků úsporných výstupních a záchodových armatur (tab. 1) a hodnot uvedených v tabulce 2, DIN 1988-300, vytvořil srovnávací výpočty pro obytný dům se šesti bytovými jednotkami (obr. 4).*

O jak výrazné snížení investičních nákladů by se mohlo jednat u větší budovy, ukazuje konkrétní porovnání obou rozměrů. Rozměr DN 25 lze u této budovy s 6 bytovými jednotkami při snížených výpočtových průtocích zcela vypustit a také u rozměru DN 20 dochází k omezení délky rozvodu. Proto činí úspora u těchto dvou rozměrů cca 78 %: Nejprve činila 1.596 €, následně pak 358 €. Protože velké rozměry potrubí, spojek, těsnění a držáků trubek mají nadměrný podíl na nákladech u velkých budov. Celkem lze konstatovat, že se i přes výše uvedené nevýhodné rámcové podmínky investiční náklady u této budovy přesto sníží o přibližně 17 % resp. 642 €. Základem tohoto srovnání byly hrubé ceny za měděné trubky, lisované spojky, těsnění a držáky trubek.

Další značné úspory při provozu

Další potenciály úspor vyplývají z provozu. Jednak klesají následkem nižší spotřeby vody bezprostředně roční náklady za vodné a stočné. Dále dochází ke snížení nákladů na energie, protože je nutné ohřívat menší množství pitné vody a udržovat teplotu u menšího množství vody v oběhu. Tyto náklady za energie však nebyly vypočítány v rámci této bakalářské práce. „Je ale možné je nepřímo odvodit na základě sníženého objemu vody,“ vysvětluje Dr. Peter Arens. „Objem vody se u této budovy sníží o cca 40 % dle výpočtu založeném pouze na délce měděného vedení. Toto snížení objemu vody o cca 40 % snižuje také množství vody, které se použije při proplachu v rámci simulace řádného provozu například během prázdnin.“ Aby nebylo nutné tyto proplachy provádět manuálně, ale spouštět automaticky, což šetří čas a vodu, nabízí se použití systému pro hospodaření s vodou, jako je SWS od společnosti SCHELL.

Plánování se sníženými výpočtovými průtoky snižuje investiční a provozní náklady

Všechny tři velké systémy ekologické certifikace budov – LEED, BREEAM a DGNB – pracují s tématem pitné vody jako s vlastní kategorií ve smyslu ‚šetření s vodou’. Ovšem žádný z těchto tří systémů nezohledňuje téma hygieny pitné vody. „Z tohoto důvodu by měly být některé výroky znovu ověřeny,“ říká Dr. Peter Arens. Není například možné snížit odběr vody u existujících budov pod výpočtové průměry dle normy DIN 1988-300, aniž by nedošlo k ohrožení hygieny pitné vody. Jinak by docházelo k ‚zablokování oběhu‘ pitné vody v rozvodu a následně také případně k ohrožení zdraví. Proto lze odběr vody v existujících budovách snižovat pomocí úsporných zařízení pouze částečně (viz také zde).