Ako zabezpečiť požadovanú teplotu studenej pitnej vody v budovách?

Jednou zo základných vlastností kvalitnej pitnej vody je jej teplota. Ani kvalitná, hygienicky vyhovujúca/neškodná čistá voda nemusí byť chutná a osviežujúca, ak nemá optimálnu teplotu.

Poznáte výhody Klubu ASB? Stačí bezplatná registrácia a získate sektorové analýzy slovenského stavebníctva s rebríčkami firiem ⟶

Vodovody v budovách distribuujú studenú aj teplú vodu s teplotami v rozpätí od 15 °C (SV) až po 55 °C (TV), čo predstavuje riziko množenia rôznych baktérií, napr. Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa alebo Legionella.

Vysoká teplota vzduchu v interiéroch budov a v inštalačných priestoroch, kde sú vedené potrubia s pitnou vodou, predstavuje pre špecializovaných projektantov, realizátorov a prevádzkovateľov budov osobitnú výzvu. Čoraz častejšie sa totiž v nových viacpodlažných budovách s rozsiahlymi vodovodnými systémami stretávame s problémom zohrievania studenej pitnej vody, o čom svedčí aj nespokojnosť ich užívateľov.

Podľa vyhlášky MZ SR č. 91/2023 Z. z. [2] je požadovaná teplota studenej pitnej vody 10 až 12 °C. Je to však reálne dosiahnuteľné, ak bežne privádzame vodu z verejného vodovodu do budovy už s teplotou okolo 15 °C? V súčasnosti sa teplota studenej pitnej vody v budovách na odbernom mieste vo výtokovej armatúre pohybuje bežne na úrovni od 18 do 28 °C, pri stagnácii dlhšej ako 2 h aj nad 30 °C, čo nezodpovedá požiadavke platnej vyhlášky. Aj podľa STN EN 806-2 platí požiadavka, že „po 30 s po úplnom otvorení výtokovej armatúry nemá byť teplota studenej vody vyššia než 25 °C“.

Táto teplota je kompromisom medzi hygienickou požiadavkou znížiť riziko rozmnožovania baktérií a patogénov vo vodovodnom potrubí, ktoré je najvyššie pri teplotách od 25 do 45 °C (obr. 1), a zvýšenými tepelnými záťažami v budovách – z vonkajšieho, ale aj z vnútorného prostredia. Tieto vysoké tepelné záťaže predstavujú rôzne zdroje tepla, elektroinštalácie, vykurovacie sústavy, vetracie a klimatizačné zariadenia a pod. Cieľom návrhu a prevádzky rozvodov studenej vody je zabrániť zorievaniu studenej vody na viac ako 25 °C, optimálne ju udržať s teplotou do 20 °C.

Ako zabrániť zohrievaniu studenej vody?

Technické opatrenia môžeme rozdeliť do dvoch skupín:

• pasívne – tepelné ochrana potrubia tepelnou izoláciu, dostatočná vzdialenosť od teplovodných potrubí, samostatné šachty (pre chladiace a teplovodné potrubia) a pod.,
• aktívne – preplachovanie, cirkulácia, chladenie rozvodov studenej vody.

Tepelné izolácie potrubia studenej vody

Základnou požiadavkou proti zohrievaniu studenej pitnej vody a zároveň proti kondenzácii vodnej pary na povrchu potrubia je dostatočná kvalita a hrúbka tepelnej izolácie. Na rozdiel od rozvodov vykurovania a teplej vody [3] pre rozvody studenej vody v budovách dosiaľ nemáme predpísané hrúbky tepelných izolácií.

Vzhľadom na široký výber technických izolácií v TZB sa musia na rozvody studenej vody (podobne ako na všetky chladiace potrubia a zariadenia) navrhovať tepelné izolácie s uzavretou bunkovou štruktúrou a s vysokou hodnotou faktoru difúzneho odporu µ, napríklad z kaučuku. Odporúčané hrúbky izolácie potrubí studenej pitnej vody podľa DIN 1988-200:2012 -05 sú uvedené v tab. 1.

Ako vidieť, v inštalačných šachtách, nad podhľadom, v podlahe vedľa potrubí teplej vody alebo vykurovania v interiéri budov s teplotou prostredia ≥ 25 °C sa odporúča izolovať potrubie studenej vody hrúbkou izolácie v pomere 1 : 1 k priemeru potrubia.

Tab. 1 Najmenšia hrúbka tepelnej izolácie pre potrubia studenej vody podľa DIN 1988-200:2012 – 05

Inštalácie potrubí podľa TNI CEN/TR 16355

Pri bežných distribučných systémoch vodovodu v budove sa potrubia studenej pitnej vody, teplej vody a cirkulácie vedú najčastejšie spoločne – či už na spoločných závesoch pod stropom, alebo nad podhľadmi, v stenách, priečkach, predstenových konštrukciách a v podlahe.

Základné požiadavky pri navrhovaní trasovania potrubí studenej vody uvádza technická informácia TNI CEN/TR 16355 [4], ktorá sa vypracovala k požiadavkám ku kmeňovej norme navrhovania vodovodov v budovách STN EN 806 [5]. Vybrané zásady vedenia potrubia vodovodu z hľadiska hygienických požiadaviek a predovšetkým trasovania potrubia studenej vody podľa TNI CEN/TR 16355 sú na obr. 2 až 4.

Tab. 2 Odporúčané minimálne vzdialenosti medzi potrubiami pitnej vody v podlahe s podlahovým vykurovaním (k obr. 3)

Problém vedenia pripájacích potrubí pod omietkou a v predstenách

Najčastejšie sa potrubie studenej vody vedie v blízkosti, resp. súbežne s potrubím teplej vody, pričom prívod teplej vody je zabezpečený cirkuláciou udržiavajúcou teplotou TV vyššou ako 50 °C. Práve cirkulácia teplej vody predstavuje stály prívod tepla aj do nástenných výtokových armatúr, napríklad zmiešavacích batérií, kde sa studená voda zohrieva (obr. 5a).

Ak sa cirkulačný okruh prevádzkuje s teplotami ≥ 60 °C (ako napríklad v nemocniciach), hrozí aj nebezpečenstvo popálenia z povrchu nástenných armatúr. Ako je zrejmé z obr. 5a, pri uzavretej armatúre možno namerať teplotu 46 °C a vyššiu. Ďalej môže dochádzať k prenosu tepla na stranu studenej vody, pretekaniu teplej vody do studenej, vyššej opotrebovateľnosti armatúr a vzniká aj vyššie riziko kontaminácie mikroorganizmami.

Skúsenosti ukazujú, že ani pri podomietkových variantoch sprchových armatúr tento spôsob pripojenia neznižuje hygienické riziko, práve naopak, vedením tepla sa môže preniesť aj do studenej pitnej vody. Takisto počas stagnácie odberu v noci sa môže studená voda ohriať na teplotu 33 °C a vyššiu, čo môže podporiť nárast výskytu mikroorganizmov.

Na základe uvedených fyzikálnych súvislostí sa preto pre studenú vodu odporúča bez obmedzenia používať pri nástenných a podomietkových armatúrach radové (sériové) aj okruhové pripojenia s dvojitými nástenkami (obr. 6b, 6c). Pre teplú vodu sa však toto pripojenie neodporúča, vhodnejšie je pripojenie pomocou jednoduchej nástenky – jednoduché pripojenie s tzv. ochladzovacím úsekom (odbočkou) s dĺžkou 8- až 10-krát DN potrubia (obr. 7a).

V stojančekových armatúrach sa dá minimalizovať hygienické riziko aj v prípade obnovy tak, že sa pripájacie potrubie teplej vody vedie v tvare U pred stenou smerom nahor (obr. 7b). Optimálne pripojenie studenej a teplej vody vidieť na obr. 8, kde je studená voda pripojená cez dvojitú a teplá cez jednoduchú kotviacu nástenku.

Meracie experimentálne štúdie ukazujú, že chladiace úseky s dĺžkou 8- až 10-krát DN môžu zabrániť kritickému prenosu tepla cez armatúru do studenej pitnej vody, čím sa pri riadnej prevádzke systému zníži alebo do značnej miery odstráni opísané hygienické riziko (obr. 7, 8).

Pri systémovom riešení potrubia vodovodu a kotvenia armatúr do steny alebo predstenovej konštrukcie sú v súčasnosti na trhu k dispozícii aj prefabrikované hygienické boxy na pripojenie studenej a teplej vody v zmysle hygienických požiadaviek (obr. 9, 10). Studená voda sa privádza do dvojitej nástenky sériovým pripojením zdola, teplá voda cirkuluje v hornej časti hygienického boxu, pripojená jednoduchou odbočkou.

Potrubia studenej a cirkulujúcej teplej vody sa vedú podľa možnosti v čo najväčšej vzdialenosti od seba, napríklad studená voda nad podlahou v blízkosti kanalizácie a teplá voda vyššie nad výtokovými armatúrami (obr. 9c). Pri takomto riešení a pravidelnom odbere vody bez stagnácie je zaručené, že studená voda bude studená a teplá zostane teplou.

Problém stagnácie vody v potrubí

V budovách, kde sú miestnosti alebo časti budov, napríklad neobývané byty, hotelové izby a pod., sa voda z týchto odberných miest neodoberá a hrozí hygienické riziko. Aj napriek tomu, že sa dodržia odporúčané hrúbky izolácie potrubia studenej pitnej vody a minimálne vzdialenosti od potrubia TV, cirkulácie a vykurovania, studená voda sa počas stagnácie rýchlo ohrieva.

Podľa obr. 11 sa pri izolácii v pomere 1 : 1 ohreje studená pitná voda so začiatočnou teplotou 10 °C na teplotu 20 °C po 11, resp. 7 h. Normatívne hygienicky kritický limit 25 °C sa dosiahne pri teplote okolia 24 °C po 19 hodinách stagnácie. Pri polovičnej hrúbke izolácie sa časové rozpätie skracuje na 7,5, resp. 12 h (obr. 12).

Väčšia hrúbka izolačnej vrstvy preto prináša len oneskorenie, no problém nerieši [6]. Okrem toho začiatočná teplota studenej vody privedenej do budovy sa často pohybuje už nad hodnotou 15 °C, pričom teplota vzduchu v šachte môže byť vyššia než 30 °C, čas zohrievania studenej vody sa tak ešte skráti. Počas noci sa môže studená voda zohriať v letnom období aj na viac ako 30 °C už za 2 h, čo môže podporiť nárast výskytu mikroorganizmov.

Oddelené šachty – studená a teplá

Jedným z účinných spôsobov tzv. pasívneho riešenia, ktorého cieľom je eliminovať nežiaduci prenos tepla do potrubia so studenou vodou, je oddeliť toto potrubie od teplovodných potrubí deliacou stenou podľa obr. 5 alebo navrhovať samostatné oddelené šachty pre teplonosné a chladiace potrubia.

V súčasnosti sa navrhujú spoločné šachty podľa obr. 13. Sú v nich vedené všetky potrubia vodovodu, vykurovania, kanalizácie a aj vetrania spoločne tesne vedľa seba bez rozdielu teploty teplonosnej alebo chladiacej látky. Vhodnejšie by však bolo viesť potrubia samostatne podľa teploty prúdiacich látok a vytvoriť samostatne tzv. „studenú“ (chladiacu) šachtu a samostatne „teplú“ (teplovodnú) šachtu (obr. 14).

Na záver

Hygiena a tým aj zachovanie kvality pitnej vody evidentne ešte nie je na mnohých miestach pod kontrolou. Už niekoľko rokov pribúdajú správy o kritických nálezoch kontaminácie nežiaducimi baktériami (napríklad Legionella pneumophila alebo Pseudomonas aeruginosa) najmä v nemocniciach a opatrovateľských ústavoch, pričom čoraz viac sa to týka potrubných systémov na studenú pitnú vodu. V starších budovách, kde boli potrubia vedené v drážkach a v menej vyhriatych miestnostiach, nie sú problémy s udržaním teploty studenej vody.

Teplota studenej vody v moderných budovách sa však v súčasnosti zvyšuje a v odberných miestach na výtokoch nemá požadovanú teplotu. Možností preventívnych opatrení je viacero, pričom ide o tzv. pasívne alebo aktívne technické riešenia. Pasívne riešenia uvedené v článku sú menej nákladné, pri aktívnych systémoch, k akým patrí napríklad nútená cirkulácia alebo chladenie pitnej vody, sa zvyšujú aj energetické požiadavky. Aktívnym technickým riešeniam chladenia pitnej vody v budovách sa budeme venovať nabudúce.

Článok bol spracovaný v rámci projektu VEGA č.1/0118/23.

TEXT: doc. Ing. Jana Peráčková, PhD., Katedra TZB SvF fakulty STU v Bratislave
FOTO: archív autorky

Článok bol uverejnený v časopise Správa budov 4/2024