Kamenina a plast ako materiály kanalizačných potrubí z hľadiska životnosti a ekológie

V súčasnosti sa prevádzkovatelia, investori a príslušné orgány stretávajú s mnohými problémami pri prevádzkovaní vodovodných a kanalizačných sietí. Medzi najcitlivejšie otázky tohto špecifického odvetvia patrí problematika poplatkov za vodné a stočné. Samozrejme, je snahou udržať tieto poplatky na čo najnižšej úrovni. Tu však prichádza na rad otázka stavu kanalizačných sietí a ich životnosti. Dôležité sú aj prevádzkové náklady potrebné na bezproblémové fungovanie celého systému kanalizácie – a to od kanalizačných prípojok až po prítok k ČOV. Akú úlohu pri tom všetkom hrá voľba materiálu?

Životnosť a amortizácia kanalizačných sietí
Už pri počiatočnom plánovaní výstavby novej kanalizačnej siete alebo jej rekonštrukcie treba okrem iných nákladov brať do úvahy aj životnosť celého systému, prevádzkové náklady a všetky ostatné faktory, ktoré ovplyvňujú celkovú funkčnosť kanalizačnej siete. To znamená, že už od investičného zámeru možno vhodným výberom kanalizačných rúr ovplyvniť životnosť kanalizačnej siete, a tým aj správne kalkulovať potrebné náklady na údržbu a rekonštrukciu kanalizácie, čo v konečnom dôsledku ovplyvní aj výšku poplatkov za stočné, amortizáciu a iné nevyhnutné náklady spojené s bezproblémovým fungovaním. Treba poznamenať, že vo vyspelých krajinách EÚ, ba dokonca už aj u nás sa čoraz viac berú do úvahy všetky spomínané aspekty, v dôsledku čoho vychádzajú požiadavky na životnosť kanalizačnej siete minimálne na sto rokov.

Náklady na stavebný materiál predstavujú pri budovaní kanalizácie len zlomok z celkovej ceny diela. Podstatnú položku investícií tvoria príprava územia, rozkopávkové a zemné práce. Náklady na samotné rúry predstavujú približne 10 až 15 % z celkových nákladov na dielo. Samozrejme, že pri výbere kvalitnejších materiálov s najdlhšou životnosťou (napríklad kameninové rúry) treba rátať s vyššou obstarávacou cenou, ktorá však celkové náklady navýši len o 3 až 5 %. Tieto fakty svedčia o tom, že pri súčasných a zároveň jedinečných možnostiach financovania výstavby nových kanalizačných sietí alebo rekonštrukcií existujúcich kanalizačných sietí z fondov EÚ je veľmi dôležité brať do úvahy životnosť použitých materiálov, a to najmä kanalizačných rúr. Sú to totiž predovšetkým rúry, ktoré ovplyvňujú životnosť celého systému. V tab. 1 je uvedená životnosť rúr podľa jednotlivých materiálov.

Tab. 1: Rozdielna životnosť rúr podľa jednotlivých materiálov – definícia amortizácie podľa praxe v Nemecku

Žiaľ, v súčasnosti sa investori a súkromné spoločnosti orientujú pri výbere materiálov len na cenu a málokto sa zamýšľa nad skutočnosťou, že o 50 rokov sa už s najväčšou pravdepodobnosťou nebudeme môcť spoliehať na finančné prostriedky z európskych zdrojov. Pri použití rúr s dlhou životnosťou možno pozitívne ovplyvniť aj výšku poplatkov za stočné a celková životnosť sa dotýka aj odpisov a amortizácie celého diela. Treba si uvedomiť, že podľa smerníc EÚ sa už od tohto roka do poplatkov za stočné bude musieť zahrnúť aj amortizácia kanalizačnej siete.

Ak sa porovná výška poplatkov za stočné u nás a v krajinách západnej Európy, vidieť výrazné rozdiely, ktoré sa následne premietajú aj do lehôt obnovy kanalizačnej siete. Kým nemeckí prevádzkovatelia kanalizácií zvládnu z ekonomického hľadiska rekonštrukciu kanalizácie každých 80 až 100 rokov, u nás sa podľa informácií prevádzkovateľov kanalizácií rekonštruuje približne len 0,5 % sietí za rok. Z toho vyplýva, že siete sa u nás rekonštruujú približne raz za 200 rokov.

Prevádzkovatelia na Slovensku potvrdzujú, že rekonštruujú skutočne iba havarijné stavy. Je preto namieste otázka, či je vhodné používať rúry, pri ktorých výrobca deklaruje 50-ročnú životnosť, aj keď sa z praxe na základe kamerových skúšok vie, že už za krátke obdobie po inštalácii dochádza k deformáciám alebo dokonca kolapsom niektorých potrubí. Pre úplnosť však treba dodať, že vinu za všetky zmeny na potrubí nenesú len samotné rúry, spôsobuje ich aj nesprávny alebo nedodržaný technologický predpis montáže, na ktorý sú zvlášť citlivé plastové potrubia, ako vidieť na výsledkoch z rozličných kamerových skúšok v celej Európe (obr. 1, 2, 3, 4).

Obr. 1: Diagonálna trhlina spôsobila prenikanie pôdy do stoky.	Obr. 2: Strata stability PVC rúry
Obr. 3: Deformácia prierezu potrubia	Obr. 4: Lokálna deformácia potrubia

Kamenina alebo plast?
V nasledujúcich riadkoch sa budeme venovať porovnaniu dvoch významných materiálov kanalizačných potrubí – kamenine a plastu. Zásadný rozdiel medzi týmito dvoma materiálmi je najmä v surovine a spôsobe výroby oboch typov potrubí, pričom kamenina predstavuje v tejto dvojici 100-percentný prírodný produkt. Na základe štúdie Magdeburgskej univerzity spred štyroch rokov sa dokázalo, že na výrobu kameninových potrubí sa spotrebuje o 40 % menej energie než na výrobu obyčajných plastových potrubí. Minimalizácia spotreby energie prináša aj nižšie množstvo splodín pri výrobnom procese. Pri súčasnom trende, ktorý sleduje znižovanie spotreby ropy a elimináciu jej následného technologicky náročného spracovania, sa v budúcnosti nevylučuje návrat k tradičným a overeným materiálom, používaným ľudstvom už od nepamäti.

Iným typom ako kamenina sú rozličné typy plastových potrubí, ktoré v porovnaní s kameninovými rúrami predstavujú relatívne mladý produkt. Časom sa však pri ňom ukazujú viaceré nevýhody – v krajinách EÚ sa dokonca používanie niektorých typov obmedzuje alebo zakazuje (napríklad PVC). Potrubia z plastov sú síce lacnejšie než kameninové rúry, každý investor alebo projektant si však musí zvážiť, či bude plastové potrubie naozaj spĺňať všetky požiadavky na bezproblémové dlhoročné fungovanie kanalizačnej siete.

Tab. 2: Jednotlivé moduly pružností v závislosti od času      

Z obr. 1 až 4 je zrejmé, že ak plastové potrubia nie sú uložené v súlade s technologickými predpismi, dochádza často k ich deformácii, ba dokonca k porušeniu potrubia. Tým vzniká riziko neželanej kontaminácie pôdy a podzemných vôd. Kameninové rúry sú schopné prenášať podstatne vyššie zaťaženie a tlak. Ako príklad možno uviesť situáciu v Japonsku, kde sa po silnom zemetrasení vykonali kamerové skúšky mestskej kanalizačnej siete, ktoré preukázali, že celá sieť ostala neporušená a absolútne funkčná.

Medzi ďalšie výhody kameniny patrí jej dlhodobá rozmerová a tvarová stálosť, ktorou sa zabezpečí, že prierez potrubia sa nebude časom deformovať, takže nedôjde k zhoršeniu spoľahlivého plnenia jeho funkcie. Je tiež nesporné, že na rozdiel od plastových potrubí, kameninové rúry výborne odolávajú zmenám teplôt a sú schopné bezpečne odviesť vody s vysokou teplotou, preto sú vhodné aj pre rôzne technologické vody. Práve pre tieto vody s obsahom agresívnych chemikálii a kyselín sú najlepším riešením kanalizačné siete budované z kameninových potrubí, ktoré ani po dlhodobom pôsobení agresívnych látok nemenia svoje vlastnosti a nedochádza k narušeniu ich povrchu. Kamenina je zároveň podstatne odolnejšia proti oderu a aj pri vysokých rýchlostiach prúdenia vody si zachováva pôvodný hladký povrch. Z tohto dôvodu nedochádza ani k neželanej sedimentácii nečistôt, typickej skôr pre plastové alebo betónové potrubia. Ak však už kamerové skúšky v kanalizačnej sieti preukážu potrebu prečistenia potrubí vysokotlakovou vodou alebo mechanickým spôsobom, je výhodou práve pevnosť a tvarová stálosť, ktorá dovoľuje údržbu vykonávať bez kompromisov, pretože pri plastových potrubiach sa podstatne zvyšuje riziko poškodenia.

Záver
Príspevkom poukazujeme na možno až krátkozraké myslenie v súvislosti s riešením takých dôležitých otázok, ako je budovanie kanalizačných sietí, od ktorých sa požaduje bezpečné a najmä dlhodobé odvádzanie splaškových vôd až k ČOV – a to aj s dôrazom na naše bohaté a veľmi kvalitné zásoby podzemnej vody. Skúsenosti z vyspelých krajín EÚ, ale aj od našich susedov v ČR, jasne ukazujú, že aj napriek vyššej počiatočnej investícii je rozumné budovať kanalizačné siete z kameninových potrubí, čo nasledujúcim generáciám zabezpečí funkčný a moderný systém odkanalizovania miest a obcí.

Ing. Martin Stahl
Autor pôsobí v spoločnosti Pureco, s. r. o., ktorá poskytuje komplexné služby v oblasti čistenia odpadových vôd, zachytávania a využitia dažďových vôd.

Recenzovala: doc. Ing. Jana Peráčková, PhD.

Foto: archív spoločnosti Pureco

Literatúra
1. STN EN 295-7 Kameninové rúry, tvarovky a spoje rúr pre vonkajšie a vnútorné kanalizácie, 1999. 
2. STN 75 6101 Stokové siete a kanalizačné prípojky, 2002.
3. STN EN 752 (75 6100) Stokové siete a systémy kanalizačných potrubí mimo budov, 2008.
4. Kuliczkowski, A.: Comparative Analysis of Properties of Vitrified Clay and Plastic Pipes.
5. Feugres – European Federation for the Vitrified Clay Pipe Industry.
6. Firemné materiály PURECO, s. r. o., EUROCERAMIC GmbH, BDL kft.

Článok bol uverejnený v časopise TZB HAUSTECHNIK.