Mgr. MIROSLAV ADÁMEK – Ing. ALEŠ JUREČKA
INSTALACE VODY A KANALIZACE III pro obor vzdělávání Instalatér Druhé, aktualizované vydání
PRAHA 2012
OBSAH
Úvodem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
Voda – složení a vlastnosti, druhy vod, jejich jímání a úprava . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
1.1 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.3 1.3.1 1.3.2 1.3.3
Složení vody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fyzikální vlastnosti vody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chemické vlastnosti vody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Biologické vlastnosti vody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Druhy vod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Rozdělení podle původu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Rozdělení podle použití . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Rozdělení podle teploty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Jímání a úprava vody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Jímání podzemní vody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Jímání povrchové vody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Úprava pitné vody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11 11 12 14 15 15 16 16 17 17 19 20
2
Doprava vody ke spotřebiteli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22
2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.5 2.1.6 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3
Rozdělení vodovodů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vodovody podle územní působnosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vodovody podle výškového uspořádání . . . . . . . . . . . . . . . Vodovodní řady podle délky vedení . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vodovody podle místa vedení . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vodovody podle plošného uspořádání . . . . . . . . . . . . . . . . . Objekty na vodovodní síti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Akumulace vody ve vodojemech . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Rozdělení vodojemů podle účelu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Rozdělení vodojemů podle umístění . . . . . . . . . . . . . . . . . . Rozdělení vodojemů podle konstrukce a umístění nádrže . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Městské (veřejné) vodovody – místní rozvodné vodovodní sítě . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Materiály potrubí rozvodných vodovodních sítí . . . . . . . . .
22 23 24 25 26 26 27 27 28 29
1
2.3 2.3.1
30 31 32 5
2.3.2 2.3.3
Druhy armatur na rozvodu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Montáž a opravy veřejných vodovodů . . . . . . . . . . . . . . . . .
36 46
3
Vodovodní přípojka a vodoměrná sestava (souprava) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
52
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.5.1 3.5.2
Základní parametry vodovodních přípojek . . . . . . . . . . . . . Způsoby napojení přípojky na vodovodní řad . . . . . . . . . . . Materiály potrubí přípojek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Postup zřizování vodovodní přípojky . . . . . . . . . . . . . . . . . Vodoměrná sestava (souprava) – měření spotřeby vody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Druhy vodoměrů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Umístění vodoměrů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
56 56 60
4
Domovní vodovod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
62
4.1 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3
62 63 64 65 67 67 71
4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.4 4.5 4.5.1 4.5.2 4.6 4.6.1 4.6.2 4.7 4.8 4.9
Rozvod vnitřního vodovodu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Části vnitřního vodovodu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Uspořádání vnitřního vodovodu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vedení potrubí vnitřního vodovodu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Trubní materiál a tvarovky, zásady pro montáž . . . . . . . . . . Materiály pro rozvod vody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zásady pro montáž . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ochrana vnitřního vodovodu před závadnou vodou . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Armatury v rozvodech . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Výtokové armatury . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Uzavírací armatury . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Speciální armatury . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zkouška vnitřního vodovodu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Provoz, údržba, opravy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Provoz a údržba vodovodu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Opravy vodovodu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Čerpadla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ruční čerpadla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Strojní čerpadla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Domovní vodárny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tlakové stanice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Požární vodovod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
71 73 74 80 83 89 90 90 92 92 93 95 96 98 99
5
Teplá voda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
103
5.1 5.1.1 5.1.2
Potřeba, teplota a vlastnosti teplé vody . . . . . . . . . . . . . . . . Potřeba teplé vody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Teplota a vlastnosti teplé vody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
103 103 104
6
52 53 54 55
5.2 5.3 5.3.1 5.3.2 5.3.3
Systémy ohřevu vody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Druhy ohřívačů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Místní ohřev teplé vody elektřinou . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Místní ohřev teplé vody plynem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Místní ohřev teplé vody netradičními zdroji energií . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Místní ohřev teplé vody tuhými palivy . . . . . . . . . . . . . . . . Napojení ohřívačů na potrubí studené vody . . . . . . . . . . . . Napojení tlakových ohřívačů vody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Napojení beztlakových ohřívačů vody . . . . . . . . . . . . . . . . . Rozvod teplé užitkové vody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Materiál rozvodů teplé vody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Uspořádání rozvodu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vedení potrubí a zásady pro montáž . . . . . . . . . . . . . . . . . . Armatury pro rozvod teplé vody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Výtokové a průchozí uzavírací armatury . . . . . . . . . . . . . . . Speciální armatury . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Měření spotřeby teplé vody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Provoz a údržba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bezpečnost při práci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
119 124 125 125 126 127 127 128 129 131 131 132 132 133 134
6
Přehled instalačních systémů pro vodovodní rozvody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
136
6.1 6.2
Systémy pro veřejné rozvody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Systémy pro vnitřní rozvody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
136 139
Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
143
5.3.4 5.4 5.4.1 5.4.2 5.5 5.5.1 5.5.2 5.5.3 5.6 5.6.1 5.6.2 5.7 5.8 5.9
106 112 112 115
7
Obr. 3. Vrtaná studna
2 000
2 000
500
šachta z betonových skruží
kalník
400 1 600
hladina vody
cementace
jílové těsnění
zárubnice PVC plná perforovaná plná obsyp kamenivo písek
betonová deska
100
kryt zárubnice
500
vyspádovaná dlažba
2 000
krycí deska šachty
2%
vegetační kryt
obsypání štěrkem drenážní trubka jílové těsnění betonová deska vyrovnávací beton obložení kamenem písek kameninová trubka
350 380 180
~ 2 250
1 500
hlinitý zásyp
betonová zídka 300
Obr. 4. Jímací zářez
18
1 100
průměr než skruže, aby bylo možné okolo nich provést zásyp štěrkem a jílem, který tvoří v horní části studny ucpávku (obr. 2). Ta je nutná z důvodu zamezení prosakování povrchové vody přímo do studny. V nesoudržných (písčitých) zeminách lze použít technologii spouštěných studen, kdy se první skruž s břitem podhrabává a vlastní vahou se zabořuje do zeminy. Na ni se postupně ukládají další skruže až do doby, než se zaboří první skruž do zavodněného pásma. Při kopání je nutné z výkopu odčerpávat vodu a ve větších hloubkách zajistit i přívod vzduchu. Vrtané (trubkové) studny mají menší průměr – od 150 mm (domovní studny) do 1 m (vodárenské studny). Mohou se použít pro velké hloubky od 15 do 200 m. Zhotovují se pomocí vrtné soupravy. Vrt se vyztužuje trubkami většího průměru – pažnicemi. Nejdelší trubka, která sahá až do zavodněné vrstvy – zárubnice, má na konci filtr, který zabraňuje zanášení studny pískem (obr. 3). Zhotovení vrtané studny je rychlejší a někdy i méně finančně náročné než zhotovení kopané studny. Nevýhodou je však vytvoření menší zásoby vody oproti šachtové studni. Jímací zářezy jsou horizontálně situované jímací objekty používané pro jímání podzemní vody v malých hloubkách, nejčastěji v okolí vodních toků (poříční voda). Zářezy jsou zaústěny do pramenní jímky odkud se voda odebírá (obr. 4).
1.3.2
Jímání povrchové vody
K tomuto účelu se nejčastěji používají vodárenské přehradní nádrže. Z nich se voda odebírá ze střední úrovně hladiny tak, aby znečištění bylo co nejmenší a teplota vody stálá odběrná (obr. 5). Pokud se voda odevěž odběrné místo hladina vody bírá přímo z řeky, je na břepřehradní hu možné vybudovat jímací hráz štoly, případně použít břehovou infiltraci, která zajišťuje odběr částečně filtrované vody (obr. 6). Obr. 5. Odběr vody z vodárenské nádrže
břehová infiltrace
Obr. 6. Jímaní vody z řeky
jímací štola
1.3.3
Úprava pitné vody
Surovou vodu, která se odebírá z vodních toků, je nutné upravovat tak, aby se zajistila její kvalita stanovená normami a zároveň, aby se ochránil vodovodní systém (protikorozní opatření a ochrana proti zanášení). To se provádí ve vodárenském komplexu, který zabezpečuje jednak čerpání a jednak čištění vody. Čištění probíhá v několika fázích: 1. Mechanické předčištění – provádí se pomocí lapačů písku, mikrosít a sedimentace v usazovacích nádržích. 2. Čiření vody – přidáním určité chemikálie se ve vodě vytvoří sraženina, která na sebe naváže nesedimentující částice, a dojde tak k odstranění zákalu. Sraženina se pak odstraní filtrací. 3. Filtrace – nejčastěji se používají rychlofiltry, v nichž je voda protlačována přes různě zrnité vrstvy písku nebo jiných drcených materiálů. V nich se zachytávají nečistoty, které je nutné z vody odstranit. Filtry se musí vždy v určitých intervalech čistit, to se provádí propíráním náplně vodou a vzduchem. 4. Chemická úprava – spočívá v odželezování nebo odmanganování, případně v úpravě tvrdosti vody nebo pH. 5. Magnetická úprava vody – při ní neprobíhají chemické reakce, obsah solí Ca a Mg se nemění, ale mění se jejich charakter. Tato úprava má smysl u ocelového a litinového potrubí, protože působí na sloučeniny železa. 6. Dezinfekce vody – může se provádět různými postupy, a to:
• Chlorováním – do vody se přidává určité množství plynného chloru, ten
• •
se ve vodě rozpustí a hubí případné choroboplodné zárodky. Nevýhodou tohoto způsobu úpravy je to, že voda pak má chlorovou příchuť a mohou vznikat chlorované organické látky s nepříznivými účinky na lidský organismus. Ozařováním vody ultrafialovými paprsky – k ozařování se používají speciální lampy s velkým výkonem. Kvalita vody není touto úpravou ovlivněna. Ozonizací – do vody se přidává ozon (O3), který má silné dezinfekční účinky.
Dezinfekce se může provádět i jinými, řidčeji používanými postupy – například aktivním stříbrem (katadynnem). Postup celé úpravy je patrný na schématu (obr. 7).
20
vodárenská nádrž
čerpací stanice
dávkování síranu hlinitého
pískové rychlofiltry dávkování dalších chemických látek a aktivního uhlí
ozonizace a chlorování
přiváděcí řad regulační vodojem
vodojemy zásobování řady do spotřebiště
Obr. 7. Postup úpravy vody Otázky a úkoly 1. Vyjmenujte základní fyzikální vlastnosti vody. 2. Co je tvrdost vody a jak se hodnotí? 3. Jaké pH má mít pitná voda? 4. Co se hodnotí z hlediska biologických vlastností vody? 5. Vyjmenujte a charakterizujte druhy vod podle původu a použití. 6. Jakým způsobem se jímá podzemní voda? 7. Z jakých kroků se skládá postup při úpravě pitné vody?
21
vy, a tak se ochraňuje všechna voda, která sem vstupuje. V rozvodu je nutné vodu dále chránit před novým znečištěním bakteriemi. Toto opatření zničí pouze bakterie obsažené v protékající vodě, bakterie obsažené dále v systému ničit neumí. Velmi účinnou metodou dezinfekce vody je dávkování chlordioxidu. Tato chemická látka dokáže zničit kromě všech bakterií také viry a plísně obsažené ve vodě. Nevýhodou je nutnost manipulace s chemikáliemi a jejich dávkování do systému. Poslední možností dezinfekce vody je filtrace na filtrech s otvory menšími než 1 µm. Nevýhodou filtrace je to, že voda za filtrem není hygienicky chráněna. Otázky a úkoly 1. Jak zjistíme potřebu teplé vody pro domácnost? 2. S jakými teplotami pracujeme u rozvodu teplé vody? 3. Srovnejte vlastnosti teplé a studené vody. 4. Co je Legionella? 5. Jaké jsou způsoby dezinfekce vody?
5.2
SYSTÉMY OHŘEVU VODY
Způsoby ohřevu vody je možné rozdělit podle různých hledisek. Podle způsobu předávání tepla se dělí na ohřev:
• přímý, • nepřímý. Přímý ohřev se provádí přímým směšováním studené vody s vodní párou nebo s horkou, popř. teplou vodou. Tento způsob se používá u provozních vod, nesmí být použit u ohřevu teplé vody pro zásobování obyvatelstva. Může zde docházet ke snížení kvality vody přimícháním nečistot z teplejšího média. Nepřímý ohřev se provádí prostupem tepla přes teplosměnnou plochu výměníku tepla. Tento způsob se využívá běžně u přípravy teplé vody, protože nemůže dojít ke zhoršení její kvality. Podle místa ohřevu se dělí na ohřev:
• místní, • ústřední, • dálkový. Při místním ohřevu se voda ohřívá přímo v místě použití (obr. 103). Tento způsob se využívá pro malé množství výtoků (např. ohřev v bytě, průtokový ohřívač). 106
4. PN
3. PN
2. PN
1. PN
Obr. 103. Místní ohřev vody Obr. 104. Ústřední ohřev vody PN – podlaží nadzemní X
sklep
Při ústředním ohřevu se voda ohřívá v jednom místě pro všechny výtoky v nemovitosti (obr. 104). Rozvod vody je prováděn tepelně izolovaným potrubím (např. ohřev v rodinném domě se zásobníkovým ohřívačem). Při dálkovém ohřevu se voda ohřívá mimo objekt ve výměníkové stanici (obr. 105). Rozvod vody je většinou velmi rozsáhlý a komplikovaný. Používá se tepelně izolované potrubí (např. ohřev vody pro celé bloky nebo čtvrti). bytový dům
Obr. 105. Dálkový rozvod
teplárna
výměníková stanice
Ve velkých bytových objektech se centrální příprava teplé vody řešila pomocí bojlerových stanic, ve kterých byly umístěny nepřímotopné (připojené na rozvod vytápění) zásobníkové ohřívače s velkým objemem (6 000 l). Nutná je instalace cirkulačního potrubí. V současnosti se používá systém přípravy teplé vody pomocí kompaktních výměníkových stanic umístěných přímo v bytech – odpadají dlouhé a ztrátové rozvody teplé vody. 107
