Obniżenie kosztów inwestycji i eksploatacji dzięki wodooszczędnej armaturze – również w przypadku certyfikatów LEED, BREEAM i DGNB

Analiza danych klimatycznych DWD jako podstawa teoretyczna

Temat pracy licencjackiej złożonej na Fachhochschule Südwestfalen podał dr Peter Arens: Brzmi on „Instalacja wody pitnej: Skutki zmniejszenia zużycia wody przy rosnących wymaganiach w zakresie higieny wody pitnej”. W części teoretycznej pracy Luca Güsgen przeprowadził analizę danych klimatycznych Niemieckiej Służby Meteorologicznej (DWD).

Wzrost liczby gorących dni i większe zapotrzebowanie na wodę

Dane klimatyczne DWD pokazują między innymi znaczący wzrost liniowego trendu temperatur w okresie od 1881 do 2022 wynoszący 2,2 K (rys. 1). W przeciwieństwie do tego nie widać jednak tendencji do spadku sumy opadów: Na podstawie średnich rocznych anomalii opadów w okresie od 1881 do 2022 roku można stwierdzić, że suma opadów w Niemczech zmalała obecnie minimalnie w okresie letnim, ale za to wzrosła wyraźnie zimą (rys. 2 i 3).

Może to budzić niepokój, gdyż zgodnie z aktualnymi modelami klimatycznymi należy liczyć się z tym, że opady w lecie mogą być niższe nawet o 40%, podczas gdy zimą i jesienią mogą rosnąć, czytamy w pracy licencjackiej. Natomiast w bilansie autorzy Krahe/Nilson (2020) zakładają, że łączna suma opadów wzrośnie o 2,5%. Jednak dostępne ilości wody zmniejszą się o około 10%, ponieważ tempo parowania z powierzchni lądów i wód z powodu wyższej temperatury będzie większe. W tym kontekście należy również pamiętać, że zapotrzebowanie na wodę w rolnictwie znacznie wzrośnie.

Certyfikaty LEED, BREEAM i DGNB – nakazana ostrożność w przypadku istniejących budynków

Trzy największe systemy certyfikacji ekologicznych budynków – LEED, BREEAM i DGNB – promują ograniczenie zużycia wody w nowych i istniejących budynkach, ale nie uwzględniają kwestii związanych z utrzymaniem jakości wody. Zmniejszenie zużycia wody daje w sumie w zależności od systemu certyfikacji pomiędzy 2,3 a 10% łącznej liczby punktów. Dr Peter Arens przypomina: „Przestrzegam przed obniżaniem w istniejących budynkach wypływów w armaturze czerpalnej poniżej przepływu obliczeniowego założonego podczas wymiarowania przewodów rurowych. Na przykład zmniejszenie zużycia wody w istniejącym budynku o 50% z pewnością będzie miało negatywny wpływ na jakość wody pitnej. Ponieważ w istniejącej instalacji wody pitnej ze względu na brak poboru, mówiąc obrazowo, będzie dochodziło do „zalegania” wody pitnej. Skutkiem tego może być gromadzenie się składników materiałów oraz nadmierne namnażanie się bakterii.”

Ekspert w dziedzinie higieny wody pitnej dodaje: „Ponadto należy zadać sobie pytanie, czy armatura umywalkowa o przepływie 1,32 l/min, jak ma to miejsce w przypadku certyfikatu LEDD, oszczędza naprawdę więcej wody niż ta o przepływie 3 l/min, ponieważ zawsze potrzebna jest pewna ilość wody, aby na przykład spłukać całkowicie mydło z rąk. W przypadku armatury o przepływie 1,32 l/min mycie trwa po prostu dłużej, co nie skutkuje oszczędnością, lecz jedynie spadkiem komfortu.” Wymagane przez certyfikat oszczędności nie gwarantują zatem automatycznie oczekiwanego efektu, a w istniejącym budynku mogą dodatkowo zagrażać higienie wody pitnej.

Podczas projektowania należy uwzględnić zmniejszone przepływy obliczeniowe (DIN 1988-300)

Aby uzyskać znaczący potencjał oszczędności w nowych budynkach, konieczne jest uwzględnienie zmniejszonych przepływów obliczeniowych armatury czerpalnej. Powodują one „odchudzenie” i tym samym obniżenie kosztów instalacji wody pitnej. Zgodnie z tabelą 2 DIN 1988-300 występują trzy grupy minimalnych ciśnień przepływu oraz przepływów obliczeniowych, których wartości tabelaryczne są z reguły zapisane w oprogramowaniu do projektowania instalacji wody pitnej. W stopce do tabeli 2 w „Ważne uwagi” znajduje się adnotacja, że przepływy obliczeniowe mogą być wyższe lub niższe od wartości podanych w tabeli 2. Oraz że projektanci powinni używać rzeczywistych przepływów obliczeniowych, a nie tyko tych zapisanych w oprogramowaniu:

Praktyczny przykład: Obliczenia dla budynku z sześcioma lokalami

Praca licencjacka Luci Güsgen’a zawiera przekonujący praktyczny przykład z odpowiednimi obliczeniami i wskazaniem potencjałów oszczędności. W oparciu o przepływy obliczeniowe dla dostępnej na rynku wodooszczędnej armatury wylotowej i WC (tab. 1) oraz wartości podane w tabeli 2, DIN 1988-300, dokonał on obliczeń porównawczych dla budynku z sześcioma lokalami (rys. 4).*

Jak znaczna może być redukcja kosztów inwestycji w dużym budynku, pokazuje dokładne porównanie obu największych rozmiarów. Z wymiaru DN 25 przy zmniejszonych przepływach obliczeniowych można w tym 6 lokalowym budynku całkowicie zrezygnować, a także zmniejszyć długość wymiaru DN 20. Oszczędność w przypadku obu tych wymiarów wynosi wówczas około 78%: Wcześniej był to koszt 1596 €, po zmniejszeniu 358 €. Ponieważ duże wymiary rur, złączek, izolacji i obejm rurowych przekładają się nieproporcjonalnie na wysokie koszty w przypadku dużych budynków. Podsumowując należy stwierdzić, że pomimo wspomnianych wyżej niekorzystnych warunków ramowych koszty inwestycji dla tego budynku nadal zmniejszają się o około 17% lub około 642 €. Podstawą tego porównania były cenny brutto rur miedzianych, łączników zaciskowych, izolacji i obejm rurowych.

Kolejne znaczne oszczędności podczas eksploatacji

Dalsze potencjały oszczędności występują podczas eksploatacji. Z jednej strony, dzięki mniejszemu zużyciu wody, obniżają one bezpośrednio roczne koszty wody i ścieków. Z drugiej strony zmniejszają koszty energii, ponieważ mniejsza ilość wody wymaga zagrzania i utrzymywania jej temperatury podczas cyrkulacji. W ramach omawianej pracy licencjackiej nie określono jednak tych kosztów energii. „Można je jednak określić pośrednio na podstawie zmniejszonej ilości wody“, wyjaśnia dr Peter Arens. „W przypadku omawianego budynku zmniejsza się ona o około 40%, dokonując obliczeń na podstawie długości użytych rur miedzianych. Zmniejszenie objętości wody o około 40% zmniejsza również ilość wody, która jest zużywana podczas symulowania prawidłowej eksploatacji na przykład podczas wakacji.” Aby nie musieć przeprowadzać spłukiwań ręcznie, lecz w automatyczny sposób zapewniający oszczędność czasu i wody, można zastosować System Gospodarowania Wodą SWS firmy SCHELL.

Projekt ze zmniejszonymi przepływami obliczeniowymi obniża koszty inwestycji i eksploatacji

Wszystkie trzy główne systemy certyfikacji ekologicznych budynków – LEED, BREEAM i DGNB – traktują kwestię wody pitnej jako osobną kategorię w rozumieniu ‚oszczędzania wody’. Jednak żaden z tych trzech systemów nie uwzględnia kwestii higieny wody pitnej. „Dlatego niektóre kwestie należy sprawdzić“, mówi dr Peter Arens. I tak na przykład w istniejących budynkach nie da się obniżyć poboru wody poniżej przepływów obliczeniowych wg DIN 1988-300 bez zagrożenia dla higieny wody pitnej. W przeciwnym razie będzie to skutkować ‚zaleganiem’ wody pitnej w instalacji, co może stanowić zagrożenie dla zdrowia. Z tego powodu pobór wody w istniejących budynkach można obniżyć za pomocą urządzeń oszczędzających wodę jedynie w ograniczonym zakresie (patrz również).