VNITŘNÍ VODOVOD ROZVODY, MATERIÁLY, VÝPOČET

VNITŘNÍ VODOVOD ROZVODY, MATERIÁLY, VÝPOČET Ing. Stanislav Frolík, Ph.D. - katedra technických zařízení budov -

TECHNICKÁ ZAŘÍZENÍ BUDOV 1

1

Vnitřní vodovod • •

systém, zajišťující dopravu pitné vody k jednotlivým výtokům nebo zařízením začíná HUV až po jednotlivé výtokové armatury

•

Systémy rozvodu dle způsobu dopravy : - jednotný systém – pitná voda se rozvádí i pro účely užitkové a provozní - oddílný systém – samostatně pro jednotlivé druhy vod Systémy rozvodu dle tvaru : - větvené – nejčastěji, z hlediska ekonomiky nejméně náročný, tento sytém je však náročný na tlak a může vytvořit úseky s min. odběrem a tím může dojít k zhoršení kvality odebírané vody, - okruhové – tam, kde nutnost plynulé dodávky ( nemocnice, hotely, laboratoře,….) - smíšené – kombinace okruhového a větveného systému, - horní či dolní rozvod - s požárním vodovodem zavodněným ( pod stálým tlakem ) nebo nezavodněným

•

Tam, kde nestačí tlakové poměry ( výškové budovy ) je nutno navrhnout zesilovací stanici s rozdělením na tlaková pásma.


2

1

Systémy rozvodu dle tvaru : VĚTEVNÝ SYSTÉM SPODNÍ ROZVOD

terén

OKRUHOVÝ SYSTÉM

terén

VĚTEVNÝ SYSTÉM HORNÍ ROZVOD

terén

KOMBINOVANÝ SYSTÉM

terén


3

Vnitřní rozvody - dostatečné množství vody - dostatečný přetlak - hygienická nezávadnost - těsnost potrubí a armatur - ochrana proti mrazu a vysokým teplotám - životnost - fce p,t (50 let) , jednoduchá montáž , min. hlučnost Části rozvodu : • ležaté potrubí – vedené ve sklonu do 45o od vodorovné roviny • stoupací potrubí – vedené svisle nebo do sklonu 45o včetně od svislé roviny • připojovací potrubí – potrubí od stoupacího nebo ležatého potrubí k výtokům • cirkulační potrubí – potrubí v okruhu teplé vody pro cirkulaci mezi zdrojem a výtokem Rozvody vody musí být, pokud možno přímé, krátké a přístupné při montáži, izolování a výměně. V neprůlezných kanálech se rozvod pitné vody nesmí vést společně s potrubím ústředního vytápění. Potrubí může být pod podlahou jen tehdy, pokud je vedeno v ochranné konstrukci s možností kontroly ( v chráničce, instalačním kanále, apod. ) TECHNICKÁ ZAŘÍZENÍ BUDOV 1

4

2

Schéma vnitřního vodovodu : PŘIPOJOVACÍ POTRUBÍ

HYDRANT

H STOUPACÍ POTRUBÍ

STOUPACÍ POTRUBÍ

uzávěr vodoměr

H

H uzávěr vody zemní souprava

TERÉN vodoměrná sestava

VODOVODNÍ PŘÍPOJKA

LEŽATÉ POTRUBÍ POŽÁRNÍ VODOVOD ZAVODNĚNÝ

POŽÁRNÍ VODOVOD NEZAVODNĚNÝ

PRO ZÁSAH MOBILNÍ TECHNIKY terén

PŘÍVODNÍ POTRUBÍ (VNITŘNÍ VODOVOD) TECHNICKÁ ZAŘÍZENÍ BUDOV 1

5


6

3

Části vnitřního vodovodu Připojovací potrubí • napojení mezi výtokovou armaturou a stoupacím potrubím (stoupačkou) • vedení většinou v drážce ve zdi, v instalačních příčkách nebo v podlaze • při vedení v drážce ve zdi se nesmí napevno zazdít – z důvodu poškození délkovou roztažností. Jako ochrana proti poškození u kratších rozvodů většinou postačí izolace potrubí (zejména kolen a odboček). Stoupací potrubí • svislá část potrubí propojující jednotlivá podlaží • vedení v instalační šachtě, instalační příčce nebo v drážce ve zdi • připojení na ležatý rozvod musí vyloučit přenos hmotnosti stoupačky na ležatý rozvod a možnost dilatace jak stoupacího potrubí • stoupací potrubí se upevňuje (zpravidla objímkami) většinou podle technických předpisů výrobce tak, aby byla umožněna dilatace potrubí (pevné a kluzné objímky, kompenzace) TECHNICKÁ ZAŘÍZENÍ BUDOV 1

7

Části vnitřního vodovodu Ležatý rozvod • vedení pod stropem přízemí nebo suterénu (spodní rozvod), v technickém podlaží nebo v posledním podlaží (např. půdě) – horní rozvod • při vedení v nevytápěných místnostech (sklepy, půda) pozor na pokles teploty v zimě z důvodu zamrznutí – teplota nesmí klesnout pod 5°C • ležaté potrubí se zpravidla zavěšuje pod strop a upevňuje se (zpravidla objímkami) většinou podle technických předpisů výrobce tak, aby byla umožněna dilatace potrubí (pevné a kluzné objímky, kompenzace) • potrubí spádováno k místu vypuštění (obvykle VS) ve sklonu 3 promile • umístění uzávěrů a vypouštění tak, aby byla každá stoupačka samostatně uzaviratelná a vypustitelná


8

4

Společné vedení studené a teplé vody je třeba navrhnout podle těchto zásad : - připojovací potrubí teplé vody se umisťuje nad přip. potrubím studené vody, - při pohledu na armaturu je přívod SV vpravo, - cirkulační potrubí ve stoupacích vedeních se instaluje mezi potrubí studené a teplé vody, - potrubí vedené v drážkách musí zůstat po zakrytí volné ( odnímatelné kryty ), Pro sklon potrubí platí tyto zásady : - mezi místem odvzdušnění a odvodnění je nejmenší sklon potrubí tři promile, - ležaté potrubí SV je třeba spádovat k vodoměrné sestavě nebo domácí vodárně, kde by měla být vypouštěcí armatura, - rozvody teplé vody se spádují k místu zdroje ohřevu ( pokud nejsou vedené společně s potrubím SV ), - úseky, které nelze odvzdušnit do stoupacího potrubí, je třeba odvzdušnit samostatným odvzdušňovacím ventilem, - úseky, které není možné odvodnit funkčními výtoky, musí být odvodňovací armatury.


9

Uzávěry na potrubí • • • • • • • • •

hlavní domovní uzávěr objektu – součástí vodoměrné sestavy (pokud je v objektu), pokud je VS v šachtě, potom se umisťuje za obvodovou zdí před každým stoupacím potrubím (delším než 2 podlaží) se umístí uzavírací armatura (kohout) s vypouštěním na připojovací potrubí zásobující samostatnou účelovou nebo bytovou jednotku (spolu s poměrovým vodoměrem) rozsáhlé vnitřní vodovody se dělí uzávěry na menší úseky před související skupiny zařizovacích předmětů (např. pánské WC, dámské WC…) před jednotlivým zař. předmětem připojeným pevně na vodovod (splachovač, stojánková baterie – roháčky) před každým technickým či technologickým zařízením (ohřívač TUV) používají se uzavírací ventily, v současné době ve velké míře též kulové kohouty části vodovodů pro letní provoz, vedené mimo stavební objekt (např. na zalévání) – pokud nejsou chráněny proti zamrznutí – uzavírací armatura s možností vypouštění Uzavírací armatury mají stejnou jmenovitou světlost jako potrubí, na kterém jsou osazeny. Rozměry pojistných zařízení na ohřev vody se určují podle příslušných norem. TECHNICKÁ ZAŘÍZENÍ BUDOV 1

10

5

Ochrana proti hluku: - volba vhodného dispozičního řešení (oddělit hlučný provoz od chráněných zón) - výběr vhodných materiálů, izolací, armatur - pružné kotvení, gumové podložky - dodržování optimálních rychlostí ( max. 2,0 m/s ) - osazení hlučných prvků ( čerpadla, kompresory…) mimo klidovou zónu, izolační stěny - nepropojovat dva byty nebo provozní jednotky


11

Izolace potrubí zákon č. 177/2006 - vyhláška MPO č. 193/2007 Sb. (2007) • ochrana potrubí • tepelné ztráty • kondenzace

Materiál izolace • • • •

polyetylen polyuretan kaučuk minerání vlákna


12

6

Materiály vnitřního vodovodu charakteristika fyzikálních veličin Materiál

Měrná hmotnost ρ / kg m-3 /

Ocel pozink. Měď

Součinitel drsnosti k

Součinitel tepelné roztažnosti α / mm.m-1.K-1

7865

1,5 – 2,0

0,011

58

8930

0,01 – 0,03

0,017

372

lPE

920

„

0,2

0,41

rPE

910

„

0,26

0,41

PP

900

„

0,15

0,24

PVC

1400

„

0,08

0,13

PB

910

„

0,13

0,12

VPE

940

„

0,18

0,3


Součinitel tepelné vodivosti λ /W.m-1.K-1/

13

Spojování potrubí • lisování • letování • svařování • šroubové spoje • lepení • přírubové spoje • hrdlové spoje TECHNICKÁ ZAŘÍZENÍ BUDOV 1

14

7

Kovy ⊕ vynikající mechanické vlastnosti, odolnost proti změnám teploty ( malá roztažnost ) ⊗ náročnost výroby, opracování, vyšší hmotnost, koroze Ocel – trubky bezešvé ( válcování, tažení ) – závitové nebo hladké svařované – závitové nebo hladké Spoje : svařované, závitové (fitinky), přírubový spoj - z důvodu koroze, > drsnosti a tím malé životnosti, nevhodný materiál pro rozvod vody ⇒ výměna Nerezová ocel – podstatně odolnější než ocel. potrubí ⊕ odolnost proti vlhkosti a působení chemikálií ⇒ odpadá nutnost povrchových úprav ( zinkování, asfaltování ) ⊗ vyšší cena Spoje : svařování, lisované spojky TECHNICKÁ ZAŘÍZENÍ BUDOV 1

15

Kovy Litina – pro rozvody vody se dnes používá výjimečně, zejména pro venkovní rozvody, dříve i na vodovodní přípojky Měď – kvalitní materiál ⊕ dlouhá životnost, dobré mechanické vlastnosti umožňující užití tenkostěnných trubek a tvarovek s dobrými hydraulickými vlastnostmi ⇒ malé profily potrubí ⊗ pro rozvody pitné vody – přísná kritéria na kvalitu měděného potrubí ⇒ atest Spoje : pájení – naměkko ( do 450 0C ) - natvrdo (nad 450 0C ) Olovo – historický materiál, pouze opravy stávajících rozvodů


16

8

Plasty – dnes nejpoužívanější materiál, uměle vyráběné materiály, mají celou řadu výhod , ale i nevýhod ! ⊕ ⊕ ⊕ ⊕ ⊕

malá hmotnost snadná opracovatelnost výborné hydraulické vlastnosti ⇒ nemění se během životnosti nepodléhá korozi, přijatelná cena velká životnost – dodržení montážních předpisů !!!

⊗ velká délková roztažnost ⇒ pečlivé uchycení potrubí, kompenzace na potrubí ⊗ mechanické vlastnosti ⊗ malá požární odolnost – při hoření uvolnění škodlivých látek


17

Plasty – použití a spojování Název

Značení

Spojování

Použití

Polyetylen rozvětvený

rPE LDPE

svařování, spojky

SV – přípojky , řady

Polyetylen středněhustotní

MDPE


SV – řady

Polyetylen lineární

lPE HDPE


SV – řady

Polyetylen síťovaný

VPE PEX

Spojky

SV, TV

Polypropylen Typ 1

PP - 1 PPH

svařování,spojky

SV

Polypropylen Typ 2

PP – 2 PPB


SV

Polypropylen Typ 3

PP – 3 PPR


SV, TV

Polyvinylchlorid

PVC

lepení, spojky

SV

Polyvinylchlorid chlorovaný

CPVC

lepení, spojky

SV, TV

Polybuten

PB

svařování, spojky SV, TV TECHNICKÁ ZAŘÍZENÍ BUDOV 1

18

9

Kompozitní potrubí - sendvičové, vrstvené • • • • • •

PEX + AL = PEX + lepidlo + Al + lepidlo + PEX PE + Al PPR + Al PB + Al PEX + AVOH ( etylen-vinyl alcohol ) PE- RT + AVOH + PE- RT ( polyetylen s vyšší tepelnou odolností )

Pro rozvody teplé vody, vytápění, kanalizace ( zlepšení hlukových parametrů) - vlastnostmi se blíží kovovým materiálům - vrstvením dochází k vyšší tepelné odolnosti a nižší tepelné roztažnosti


19

Vedení potrubí – kotvení, dilatace ∆l = α . L . ∆t ∆ldélková změna ( prodloužení nebo zkrácení ) α - součinitel tepelné roztažnosti L - délka úseku ∆t - rozdíl teploty prostředí při montáži a teploty media


[ mm ] [ mm ] [ mm . m-1 . K -1 ] [m] [ 0C ]

20

10

Vedení potrubí – kotvení, dilatace


21

Příprava teplé vody • • •

zdravotně nezávadná ohřátá pitná voda určena k mytí, koupání osob, mytí nádobí a zařízení, praní prádla, úklidu prostorů není určena k pití nebo vaření

studená voda teplá voda směšovaná voda


22

11

Příprava teplé vody studená voda zima 3 - 10 °C, pro výpočet t=10°C léto 10 – 15 °C teplá voda termická desinfekce na teplotu > 60°C korozívní účinky < 60°C ochrana proti legionnelle > 70°C (krátkodobá desinfekce) (rozšíření v Americe - 80. léta) centrální ohřev 55°C (ČSN 06 0320) lokální ohřev až 85°C (mytí nádobí, sterilizace) směšovaná voda - smísení vody pro konkrétní účely obvykle pro mytí, sprchování 35-40°C (ochrana proti opaření) TECHNICKÁ ZAŘÍZENÍ BUDOV 1

23

Termostatické baterie


24

12

Příprava teplé vody ohřev TV se provádí předáním energie v zařízení, nebo předáním tepla z teplonosné látky návrh zařízení pro ohřev TV se provádí podle ČSN 06 0320, vychází se z rozboru provozu objektu Příprava TV dle způsobu předání tepla : přímé – směšování s horkou vodou, teplou vodou nebo párou nepřímé – předání energie pro ohřev dělící stěnou (teplosměná plocha ohřívače)


25

Příprava teplé vody - lokální

podle místa ohřevu : lokální

- ohřev TV probíhá v místě (co nejblíže) spotřeby TV - pro menší počet odběrných míst (byt, malé hyg. zařízení)

+ krátké rozvody připojovacího potrubí + individuální měření spotřeby tepla na výrobu TV + malé energetické ztráty - prostor pro zařízení na ohřev TV - přívod energie pro zařízení na ohřev TV


26

13


27

Lokální příprava TV ZÁSOBNÍK TUV

ZDROJ TEPLA

K

ZÁSOBNÍK TUV

STOUPACÍ POTRUBÍ

uzávěr+vodoměr

vodoměrná sestava

K

K

LEŽATÉ POTRUBÍ

terén


28

14

Příprava teplé vody - centrální centrální - příprava TV pro větší počet odběrných míst (objekt) - dálková příprava - soubor objektů, sídliště (topné kanály, kolektory) + jediný zdroj tepla (ekologie ?) + velké množství vody ihned k dipozici - dlouhé rozvody (nutná cirkulace média) - energetické ztráty - poruchovost potrubí - měření spotřeby tepla u objektů i spotřebitelů


29

Centrální příprava TV PŘIPOJOVACÍ POTRUBÍ

STOUPACÍ POTRUBÍ

STOUPACÍ POTRUBÍ

uzávěr+vodoměr

vodoměrná sestava

LEŽATÉ POTRUBÍ ZÁSOBNÍK TUV

CIRKULAČNÍ ČERPADLO ZDROJ TEPLA


30

15


31

Příprava teplé vody

podle konstrukce zařízení : zásobníkové (akumulační) průtočné smíšené podle použitých energií : jednoduché kombinované

- nerovnoměrný odběr vody - rovnoměrný odběr vody - průtočný systém doplněný zás.TV pro krytí špiček - jediný zdroj tepla (el. energie, plyn, pevná paliva) - více zdrojů tepla (el. energie+ solární energie)

podle provozního přetlaku : beztlakové tlakové


32

16

Příprava teplé vody ZÁSOBNÍKOVÝ PŘÍMOTOPNÝ OHŘEV

ZÁSOBNÍKOVÝ NEPŘÍMOTOPNÝ OHŘEV

PRŮTOKOVÝ OHŘEV

ZDROJ TEPLA

ZÁSOBNÍKOVÝ OHŘEV S CIRKULACÍ PŘIPOJOVACÍ ARMATURY T VÝSTUP TEPLÉ VODY

uzavírací ventil vypouštění

čerpadlo

napojení na zdroj tepla

uzavírací ventil

P

zpětná ventil

VSTUP CIRKULAČNÍ VODY uzavírací ventil

pojistný ventil

tlakoměr

uzavírací ventil

zkušební zařízení

zpětná ventil

uzavírací ventil

teploměr

VSTUP STUDENÉ VODY


33

Příprava teplé vody

Potřeba TV pro byt.fond – ČSN 060320 • 77 l/os/den při 60°C (všední den) • 103 l/os/den při 60°C (soboty a neděle) • tj. cca 82 l/os/den

– Rozbor provozu - firemní podklady • 30 - 60 l/os/den při 60°C dle vybavení a komfortu • potřeba vody na jednotlivé činnosti v denním rozložení TECHNICKÁ ZAŘÍZENÍ BUDOV 1

34

17

Příprava teplé vody Činnost

Myti rukou umývátko umývadlo luxusní Sprchování úsporné běžné komfortní Vanová koupel zkrácená vana běžná vana velkoobsahová Bidet standard Mytí nádobí v dřezu

Potřebné množství [l]

Průtok [l/min]

Průměrná doba Požadovaná odběru [min] teplota [°C]

6 10 15

1,5 2 3

4 5 5

35 35 37

30 48 80

6 8 10

5 6 8

40 40 40

105 150 255

7 10 10

15 15 25

37 37 37

24

3

8

40

30

3

10

55


35

Charakteristiky výtoků TV

Odvození průměrné denní potřeby teplé vody na osobu v bytovém domě


36

18

Výpočet přípravy TV – zásobníkový ohřev Potřeba TV za časovou periodu -V2P V2P = Vo + Vj + Vu

[m3/per]

Vo – potřeba vody na mytí osob Vj – potřeba vody pro mytí nádobí Vu– potřeba vody pro úklid a mytí podlahy

[m3/per] [m3/per] [m3/per]

- množství vody vychází z rozboru provozu konkrétního objektu - pro bytové objekty je možno použít hodnotu 82 litrů/osobu,den (ČSN 06 0320) - pro zjednodušení je možno použít např. 200 litrů/byt,den (změřená spotřeba TV v daném objektu)


37

Výpočet přípravy TV – zásobníkový ohřev Potřeba tepla odebraného z ohřívače E2P E2P = E2T + E2Z

[kWh/per]

E2T – teoretické teplo pro ohřátí množství V2P E2T = V2P . c . (t2 – t1) [kWh/per] V2P – potřeba TVza časovou periodu [m3] c – měrná tepelná kapacita vody → 4186 J/kg.K = 1,163 kWh/m3K t2 – teplota ohřáté vody (centrální ohřev 55°C) t1 – teplota studené vody (výpočtová teplota je 10°C) E2Z – teplo ztracené při ohřevu a dopravě TV E2Z = E2T . z [kWh/per] E2T – teoretické teplo pro ohřátí množství V2P [kWh] z – ztráta tepla při ohřevu a dopravě TV (0,5-v objektu 1,0-okrskový ohřev) TECHNICKÁ ZAŘÍZENÍ BUDOV 1

38

19

Výpočet přípravy TV – zásobníkový ohřev Velikost zásobníku VZ = ∆Emax / c . (t2 – t1) [m3] ∆Emax – maximální rozdíl mezi křivkou dodávky a odběru (viz graf) [kWh] c – měrná tepelná kapacita vody → 4186 J/kg.K = 1,163 kWh/m3K t2 – teplota ohřáté vody (centrální ohřev 55°C) t1 – teplota studené vody (výpočtová teplota je 10°C) Tepelný výkon ohřívače (výkon topné vložky zásobníku) Q = E2P / τ [kW] E2P - potřeba tepla odebraného z ohřívače [kWh/per] τ - doba ohřevu a odběru TV ( podle typu objektu a způsobu ohřevu ) TECHNICKÁ ZAŘÍZENÍ BUDOV 1

39

Výpočet přípravy TV – zásobníkový ohřev kontinuální dodávka tepla o malém příkonu nárazová dodávka o velkém příkonu


40

20

Výpočet vnitřních vodovodů - zajištění dodávky požadovaného množství QA o požadovaném přetlaku pminFI do každého odběrného místa

Postup výpočtu (ČSN 75 5455): •stanovení výpočtového průtoku •předběžný návrh světlostí •hydraulické posouzení navrženého potrubí

Postup výpočtu (ČSN EN 806-3)- zjednodušená metoda: - pro RD, BD do 5 NP, admin. budovy do 5 NP, prodejny, polyfunkční domy do 5 NP •rozdělení potrubí na úseky •stanovení součtu výtokových jednotek v úsecích •určení průměru potrubí v úseku podel součtu výtokových jednotek podle tabulky podmínky použití : -běžná instalace (standardní jmenovité výtoky, není nepřetržitá odběr) -požadovaný hydrodynamický přetlak na vstupu budovy (nejméně 100 kPa před výtokem -potrubí nesmí být extrémně dlouhé (pro splnění podmínky 100 kPa) TECHNICKÁ ZAŘÍZENÍ BUDOV 1

41

Výpočet vnitřních vodovodů Předběžný návrh světlosti potrubí : •

Stanovení světlosti vychází ze vztahu Qv = S.v, světlost potrubí (vnitřní průměr)

d= •

4Qv π .v

Rychlost proudění vody v potrubí se stanoví s ohledem na největší dovolenou rychlost vody v potrubí a celkovou tlakovou ztrátu ( rozpětí 1,0 až 3,0 m/s podle účelu a materiálu).


42

21

Výpočet vnitřních vodovodů Stanovení výpočtového průtoku QD [l/s] : a) rodinné domy, bytové domy, administrativní budovy, prodejny a jednotlivé koupelny pro jeden hotelový pokoj m QD =

∑Q i =1

2

Ai

⋅ ni

b) ostatní budovy s převážně rovnoměrným odběrem (např. hotely, zdravotnická zařízení a jesle ) m QD = ∑ f i ⋅ QAi ⋅ ni i =1

c) budovy s hromadným a nárazovým odběrem (např. veřejné lázně, hygienická zařízení průmyslových závodů) m

QD = ∑ ϕi ⋅ QAi ⋅ ni i =1


43

Výpočet vnitřních vodovodů ČSN 75 5455 pdis > pminFI + ∆pe + ∆pWM + ∆pAp + ∆pRF kde

pdis - dispoziční přetlak na začátku počítaného rozvodu [kPa] pminFI – minimální požadovaný přetlak u výtoku [kPa] ∆ pe - tlaková ztráta rozdílem výšek [kPa] ∆pe = h . ρ . g / 1000 ∆pWM – tlakové ztráty vodoměrů [ kPa ] ∆pAp - tlakové ztráty zařízení [ kPa ] ∆pRF - tlakové ztráty třením a vlivem místních odporů [ kPa ] přibližně - ∆pRF = a . Σ ( lj . Rj ) přesně - ∆pRF = Σ ( lj . Rj + ∆pF ) ∆pF = Σξ . v2. ρ / 2000


44

22

VNITŘNÍ VODOVOD ROZVODY, MATERIÁLY, VÝPOČET

Recommend Documents