Problemy w związku z poprowadzeniem przewodów rurowych

Zbyt długie czasy stagnacji wody pitnej w instalacji wody pitnej mogą prowadzić do powstawania osadów oraz problemów mikrobiologicznych. Aby je zminimalizować, odpowiednie poprowadzenie przewodów rurowych ma duże znaczenie dla utrzymania higieny wody pitnej. Po tym jak na utrzymanie jakości wody pitnej w budynkach począwszy od lat 90-tych XX w. coraz większy nacisk kładli ustawodawcy, eksperci do spraw higieny, projektanci, instalatorzy i administratorzy, również branża postanowiła dokonać optymalizacji swoich produktów w tym zakresie. Przygotowaliśmy zestawienie najważniejszych zmian w sposobie prowadzenia przewodów rurowych i zdradzimy, dlaczego instalacje trójnikowe w większości przypadków okazują się najbardziej efektywnymi i higienicznymi instalacjami wody pitnej.

Podstawowym warunkiem utrzymania jakości wody pitnej w obrębie instalacji wody pitnej jest regularna wymiana wody we wszystkich punktach jej poboru. Obowiązek wymiany wprowadzono po raz pierwszy w 2013 roku w ówczesnej dyrektywie VDI/DVGW 6023. Już wtedy aktualne badania wykazywały, że nieużywane punkty poboru stają się martwymi przewodami, niezależnie od sposobu poprowadzenia przewodów rurowych. Aby zapewnić regularną i kompletną wymianę wody nawet podczas „normalnej eksploatacji”, instalacja wody pitnej powinna zostać maksymalnie „odchudzona”. To znaczy, że powinna mieć możliwie jak najmniejszą pojemność wodną i jak najmniejszą powierzchnię. Również dla liczby punktów poboru obowiązuje zasada: tyle, ile konieczne, możliwie jak najmniej. W taki sposób można uzyskać wysoki poziom wymiany wody podczas normalnej eksploatacji. Ponadto odchudzone instalacje wody pitnej oznaczają jednocześnie mniejsze koszty materiałów i energii. W ten sposób od samego początku można pogodzić higienę wody pitnej z oszczędnością energii i wody – również podczas spłukiwań antystagnacyjnych z powodu przerw w eksploatacji.

Dysze Venturiego w instalacjach typu „pierścień w pierścień”

W przypadku instalacji z tworzywa sztucznego powszechnie stosowane są instalacje pierścieniowe z połączeniem wszystkich punktów poboru w lokalu. W tym celu do przewodu rozdzielającego podłącza się prosty rozdzielacz, który obejmuje oba końce pierścienia. Począwszy od ISH 2007 pojawiła się możliwość włączenia punktów poboru za pomocą dysz Venturiego i instalacji typu „pierścień w pierścień”. W przypadku instalacji typu „pierścień w pierścień” punkty poboru przewodu użytkowego są połączone ze sobą również za pomocą przewodu pierścieniowego, ale oba końca pierścienia są podłączone do dyszy Venturiego. Dysza Venturiego jest zamontowana bezpośrednio przewodzie rozdzielającym. Każda dysza Venturiego powoduje straty ciśnienia, a więc pomiędzy obydwoma końcami podłączonego pierścienia. Skutkuje to tym ,że przy każdym przepływie wody w przewodzie rozdzielającym część wody pitnej przepływa zawsze również przez podłączony pierścień. Dzieje się tak niestety tylko w jednym kierunku, o czym należy pamiętać! Oznacza to, że jeżeli we wcześniejszym pierścieniu jest używany jeden z punktów poboru, w kolejnych pierścieniach nie dzieje się nic. Ponadto do kompletnej wymiany wody są wymagane ekstremalnie duże ilości wody spłukującej, ponieważ podczas końcowego płukania przez pierścień przepływa jedynie 10% wody pitnej, a 90% przepływa bezpośrednio przez dysze Venturiego. Tym samym przy każdej wymianie woda stagnująca z pierwszego pierścienia trafia częściowo do każdego następnego, przez co problemy higieniczne bez nadmiarowej wymiany wodą mogą pojawić się szybko w całym budynku. Mając to na uwadze zrozumiałym staje się, że również taki typ instalacji nie zwalnia z obowiązku korzystania z każdego punktu poboru zgodnie z rozporządzeniem o jakości wody pitnej i normą (DVGW W 551-4, VDI 6023 strona 1). Tylko w ten sposób można uniknąć niedozwolonych martwych przewodów. Ponadto instalacjom typu „pierścień w pierścień” należy przyjrzeć się ze względów energetycznych. W porównaniu z instalacjami trójnikowymi, mają one o około 25% większą pojemność wodną i większą o prawie jedną trzecią powierzchnię, przez co dochodzi do możliwych do uniknięcia strat ciepła cyrkulacyjnego lub zimna woda pochłania więcej letniego ciepła, które magazynuje w nadmiernej objętości wody.

Alternatywa: Przewody szeregowe

Kolejną opcją były przewody szeregowe, w przypadku których zapętlano rzadko używane punkty poboru, takie jak armatura wannowa lub przewody do podlewania ogrodu. Dodatkowo dla takiego wariantu instalacji obowiązywało zalecenie, by często używane punkty poboru, takie jak WC umieszczać na końcu. W późniejszym czasie te punkty poboru zostały zastąpione przeważnie stacjami spłukiwania, ponieważ w tym czasie nie było właściwie dostępnej elektronicznej armatury czerpalnej z funkcją spłukiwania. Jednak ze względu na niski przepływ obliczeniowy wynoszący zwykle zaledwie 4 lub 10 l/min, stacje spłukiwania mogą co prawda wspomagać wymianę wody, ale nie osiągają odpowiednich prędkości przepływu w większych przewodach rozdzielających lub pierścieniach. Ponadto wymagany jest jednoczesne uruchomienie/zadziałanie wielu stacji spłukiwania lub armatury (VDI 6023 strona 1). Potrzebne są duże prędkości przepływu wynoszące 1 m/s, aby zapewnić nie tylko turbulentny przepływ, lecz również prędkość przepływu z efektem „czyszczącym”. W przeciwnym razie tworzą się osady i nie dochodzi do wymiany wody w środku przewodu. Taki przypadek nazywany jest również zjawiskiem „rura w rurze”.

Instalacje trójnikowe: Obecnie najlepszy sposób higienicznego poprowadzenia przewodów rurowych

Mniejsze wymiary rur, izolacji i obejm rurowych są dzięki zmniejszonej ilości potrzebnego materiału bardziej ekologiczne i tańsze od przewodów o dużych rozmiarach. Mniejsza pojemność wodna ułatwia nie tylko wymianę wody, kolejnym efektem ubocznym są mniejsze powierzchnie, które w przewodach cyrkulacyjnych powodują mniejsze straty ciepła, a także chronią zimną wodę pitną przed nagrzewaniem. Te argumenty oraz nowe wnioski z teorii i praktyki sprawiły, że obecnie instalacje wody pitnej wykonuje się przeważnie (powinno wykonywać) jako instalacje trójnikowe. Jedynie niemożliwe do pominięcia, lecz rzadko używane punkty poboru są wykonywane jako instalacje szeregowe lub instalacji typu „pierścień w pierścień”. Ponieważ powszechnie sprawdzone instalacje trójnikowe oferują projektantom, instalatorom i administratorom szereg korzyści:

• Uporządkowana instalacja hydrauliczna
• Łatwość instalacji
• Mniejsza pojemność wodna (-25%)
• Mniejsza powierzchnia (-29%)
• Duża oszczędność kosztów wynosząca 21% na samym materiale

Praktyczny przykład: Oto jak ekonomiczne są instalacje trójnikowe

Ogromny potencjał oszczędności zostanie objaśniony na praktycznym przykładzie. Obliczono różnice dla rzeczywistego obiektu, gimnazjum z halą sportową, pomiędzy wariantem instalacji trójnikowej, instalacji szeregowej oraz „instalacji szeregowo-pierścieniowej (instalacji typu „pierścień w pierścień”) pod względem pojemności wodnej w litrach, powierzchni wewnętrznej w metrach kwadratowych oraz ilości wody w pojedynczych przewodach zasilających.

Instalacja „pierścieniowo-szeregowa” ma największą pojemność wodną i największą powierzchnie wewnętrzną, podczas gdy instalacja trójnikowa ma najmniejszą pojemność wodną pojedynczego przewodu zasilającego, wynoszącą 0,16 litra na punkt poboru.

W analizowanym obiekcie koszty materiałów (bez kosztów montażu) potrzebnych do wykonania instalacji trójnikowej były o 21%, tj. 53 000 € niższe od kosztów instalacji pierścieniowej i szeregowej (Źródło: Krótka analiza FH Münster, prof. Dr Franz-Peter inż. Schmickler, mgr inż. Stefan Cloppenburg).

Dalsze informacje na temat efektywnego i higienicznego projektowania instalacji wody pitnej można znaleźć tutaj.