Obnova zdravotnětechnických instalací bytových domů

11. června 2015

Obnova bytových domů představuje komplexní rekonstrukci částí stavby – v oblasti zdravotnětechnických instalací jde o rekonstrukci vodovodu, kanalizace a plynovodu, kterou se sleduje to, aby nové systémy a zařízení vyhovovaly současně platným normám.

V poválečném období se v Československu realizovalo v rámci hromadné bytové výstavby kolem 1 200 000 bytů – z toho více než polovina na Slovensku. S unifikací a později prefabrikací se začalo už v roce 1946, kdy se spustila sériová výroba instalačního jádra [17].

Později realizované konstrukční soustavy z oblasti instalací se vyznačovaly kvalitním návrhem – instalace vyhovovaly tehdy platným předpisům a technickým normám po všech stránkách. Z dnešního pohledu vypadá zajímavě ojedinělý problém, který se vyskytl v souvislosti se světlostí splaškového odpadního potrubí při výstavbě sídliště Bratislava-Petržalka, kde poprvé v republice začala výstavba bytových domů se čtrnácti bytovými podlažími. Jelikož tehdejší norma umožňovala připojit na potrubí DN 100 jen 13 záchodových mís, žádali projektanti o výjimku v normě. V tom čase však na Stavební fakultě SVŠT končily práce na nové normě, ve které už byl tento požadavek akceptovaný.

Kvalitu tehdejších typových projektů dokazují také další zkušenosti: světlosti potrubí vyhovují také současným normám, svislá vedení jsou vedena mimo obytný prostor, čímž se snižuje šíření hluku, instalační prostor je dostatečně velký na doplnění tepelné izolace při obnově a úplně přístupný při údržbě a opravách. K obnově zdravotnětechnických instalací tak dochází obvykle až po ukončení jejich životnosti, která však není v právních předpisech stanovená. Například v [9] se uvádí životnost vodovodu 30 až 60 let, kanalizace 80 až 90 let, plynovodu 40 až 50 let. V STN EN pro vodovody a kanalizace v budovách se požaduje navrhnout potrubní materiály tak, aby se zabezpečila životnost 50 let. V této souvislosti je třeba zmínit také ekonomickou životnost, která je určena evropskou normou pro technická zařízení budov v rámci energetického hodnocení budov.

Současný stav

Konstrukční systémy z hlediska výstavby
Konstrukční systémy panelových domů se realizovaly podle typových podkladů, které se týkaly stavební části i TZB. Typové podklady se zpracovávaly celostátně, je však známo mnoho variant, které se upravovaly v krajských projektových organizacích. Zájemcům o zpracování projektu obnovy poslouží zejména publikace [10] a [11].

Vedení svislých a ležatých potrubí
Svislá potrubí se vedou v instalačním prostoru bytu, který je součástí požárního úseku bytu. Všechna potrubí jsou po výšce podlaží přichycena ke stavební konstrukci dvakrát.

Potrubí vodovodu ve spodní části začíná kolenem. S ohledem na prefabrikaci má převážně konstantní světlost. Pomocí T-kusů jsou na něj napojeny jednotlivé byty s bytovým uzávěrem a později doplněným vodoměrem. Potrubí studené vody, teplé vody, jakož i cirkulace TV jsou bez tepelné izolace, mají jen ochranný plstěný obal. Vliv délkové roztažnosti potrubí se řeší jen ve výškové zástavbě nad 10 nadzemních podlaží, a to osovými kompenzátory na stoupacích potrubích.
Splaškové odpadní potrubí je vedeno za záchodovou mísou, ve spodní části končí patkovým kolenem, horní část je vyvedena nad střechu.

Potrubí plynovodu začíná kolenem a v horní části končí připojením nejvyššího bytu. Potrubí vodovodu a plynovodu prochází přes strop s použitím chrániček.
Ležatá potrubí jsou vedena pod stropem nejnižšího podlaží. Některé bytové domy měly nebo mají rozvod studené vody zakopaný pod podlahou nejnižšího podlaží. Toto, už tehdy nedovolené řešení však vedlo k haváriím, které byly o to horší, že docházelo k velkým nekontrolovaným únikům vody, které musely uživatelé bytů dodavateli vody zaplatit (až do zjištění poruchy a realizace opravy). Vodovodní potrubí jsou celkem dobře tepelně izolovaná, cirkulace teplé vody je bez regulačních armatur (dokonce HBV se u nás ani nevyráběly).

Použitý materiál
Stoupací vodovodní potrubí je realizováno z běžných ocelových pozinkovaných trubek (podle nového označení v normách EN je to středně těžká řada). V prvních desetiletích HBV bylo možné na rozvod studené vody použít také ocelové trubky s vnitřním asfaltovaným povrchem. Při jejich použití však často docházelo k záměně materiálu na potrubí teplé vody, což mělo také negativní následky. Jako uzavírací armatury se použily ventily, které mají po případné výměně vršků téměř neomezenou životnost.

Splaškové odpadní potrubí se s ohledem na dobu výstavby realizovalo nejprve z azbestocementových hrdlových trubek, potom se používaly hrdlové trubky z PVC. Výjimečně se použily litinové hrdlové trubky a tvarovky.

Plynovodní potrubí se instalovalo z ocelových černých trubek.

Ležatá potrubí vodovodu jsou sestavena z ocelových pozinkovaných trubek. Na uzavření stoupacích potrubí a na příslušných místech ležatých potrubí se používaly klasické ventily, v případě teplé vody převážně šikmé. Ležatá potrubí kanalizace zavěšená pod stropem se realizovala z litinových trubek, později z PVC a tlustostěnných trubek z PVC. Na zakopané úseky se používala kamenina a tlustostěnné trubky z PVC. Ležatý plynovod je ze stejného materiálu jako stoupací potrubí.

Dostupné podklady a obhlídka stavby před obnovou ZTI

Základním podkladem na zahájení prací na obnově ZTI je původní projektová dokumentace. Pokud není k dispozici, musí projektant uskutečnit důkladnou obhlídku stavby. Celkový návrh obnovy se musí vykonat tak, aby se dodržely v současnosti platné normy a zabezpečila se životnost nových potrubních systémů nejméně na 50 let. Speciální pozornost je třeba věnovat vztahu vodovodu na pitnou vodu a vodovodu na rozvod vody na hašení požárů.

Kromě představ uživatelů bytů o obnově by měl projektant využít dosud publikované studie a praktické poznatky z realizací. Přehled o konstrukčních systémech použitých během HBV lze získat z [10] a [11]. Návrh změny lehkého bytového jádra na zděné a koncepční návrh změny instalačního prostoru z roku 1999 je znázorněn v publikaci [9]. V žádném případě by se nemělo přistoupit k nedovolenému spojování prostoru koupelny a WC.

Navrhování obnovy ZTI

Návrh obnovy se dělá v rámci celkové obnovy domu (se zateplením atd.), nebo jako samostatná činnost. Také v rámci obnovy ZTI se může z rozličných důvodů oddělit obnova svislých a ležatých potrubí. Po ukončení instalačních prací je třeba prostupy stropy zabezpečit proti požáru, a to podle STN EN 1366-3.

Obnova vodovodu
Podle STN EN 1717 je nutné pitnou vodu chránit před znečištěním a zpětným prouděním. Tato potřeba však naráží na technická řešení původních vodovodních rozvodů, v nichž se pitná voda i voda na hašení rozvádí společným potrubím. Tento problém vystupuje v rámci obnovy zejména proto, že na rozvod vody se používají převážně hořlavé potrubní materiály. Projektant by měl rozvody na pitnou vodu a hašení oddělit hned za vstupem vodovodního potrubí do domu. Jak řešit rozvod vody na hašení (zda ho ponechat, nebo navrhnout nové technické řešení), ukazuje STN 73 0834. Požadavky této normy se diferencují na základě toho, zda jde o objekty postavené do roku 1977, od roku 1977 do roku 2000 nebo objekty postavené po roce 2000. Na zabezpečení ochrany pitné vody se na Slovensku běžně používají zabezpečovací zařízení typu EA, tedy zpětné klapky. Toto řešení je však v rozporu s STN EN 1717, která na oddělení pitné vody a vody na hašení požárů požaduje například zabezpečovací zařízení typu BA. V této souvislosti je potřebné upozornit na skutečnost, že zařízení má ztrátu tlaku asi 1 bar, což přináší problémy s instalací ve vyšší zástavbě. Zařízení musí mít zabezpečený odtok, protože během poruchy dochází ke zpětnému výtoku s objemem až 35 m³/h.

Optimalizace potrubních materiálů na obnovu ZTI
Při obnově stoupacích potrubí ZTI je třeba navrhnout také jejich připojení k nosné konstrukci. Někteří dodavatelé využívají původní ocelové nosné konstrukce, lepší je však navrhnout nové, spojené se stavbou na každém podlaží na dvou místech.

Potrubí na rozvod pitné vody
Při návrhu potrubí vodovodu na rozvod pitné vody je vyloučeno použití ocelových pozinkovaných trubek (výjimečně pouze na rozvod studené vody, vznikají zde však komplikace při snížení počtu technologických postupů). Problematika nevhodnosti, dokonce škodlivosti použití ocelových pozinkovaných trubek je analyzována v řadě publikací, například v [16]. Při použití nových potrubních materiálů je nutné si vybrat komplexní systémy, které obsahují tvarovky, fixační prvky apod. Kombinace výrobků od různých výrobců může způsobit technické problémy, problémy při přebírání stavby a další nepříjemnosti.

Při návrhu materiálu na vodovodní potrubí je potřebné vycházet z konkrétní výrobní řady světlostí, protože některé systémy mají k dispozici jen světlosti například do DN 50. Při vyšší zástavbě to nevyhovuje a kombinování materiálů není vhodné. Druhým aspektem při výběru vodovodního potrubí je výška zástavby. Projektant by se měl snažit vyhnout se používání kompenzátorů délkové roztažnosti na svislém potrubí (v plastovém potrubí nemají význam, protože osová síla působící na činnost kompenzátoru je malá a potrubí dříve vybočí). V žádném případě by se neměl používat polypropylen. Na Slovensku se v současnosti ještě používá, ale ani tlaková řada PN 20 nevyhovuje stanovené životnosti 50 let [15]. U nižší zástavby vyhovuje potrubí PE-X, přičemž univerzální materiály představují vícevrstvé trubky, měděné trubky a trubky z nerezavějící oceli. Na propojení svislých a bytových rozvodů lze použít tzv. vlnovcové potrubí z nerezavějící oceli (použití pružných hadic je zakázáno). Příklad použití těchto trubek je na obr. 1. Za uzavírací armatury je nejvýhodnější použít výrobky z červeného bronzu, a to i tam, kde se u lisovacích spojů nabízejí armatury z nerezavějící oceli.

Bez ohledu na materiál musí být stoupací i ležaté potrubí tepelně izolované podle vyhlášky MH SR č. 282/2012 Z. z. Údaje o tloušťkách tepelných izolací potrubí jsou v tab. 1 a tab. 2. Při přechodech vodovodního potrubí přes stropy se doporučuje použít protipožární manžety (u nás nejsou normativně předepsány). Od počátku roka 2015 byla vyhláška 282/2012 Sb. zrušena a doposud nebyla nahrazena.

Splašková kanalizace
Jako nové potrubní materiály se používají trubky z polypropylenu (HTPP) a z polyetylenu. Nejvhodnější na splaškové odpadové potrubí jsou trubky, které jsou už z výroby odhlučněné. Spodní ukončení odpadního potrubí se vykonává pomocí dvou 45stupňových kolen, horní ukončení se realizuje větrací hlavicí se stejnou světlostí jako odpadové potrubí. Svodová potrubí pod stropem se realizují z tlustostěnných PVC trubek nebo polypropylenového potrubí. Protipožární opatření při přechodech potrubí stropem nejsou u nás povinná, často jsou však žádaná (obr. 2). Výrobci trubek a tvarovek dodávají (nebo jsou v krátkém čase schopní vyrobit) také speciální tvarovky vyráběné během HBV. Příklad jejich použití je na obr. 3.

Obr. 2 Pohled na přechod kanalizačního potrubí přes strop s protipožární manžetou

Obr. 3 Příklad použití repliky „panelákové trojodbočky“ z HTPP

Domový plynovod
Ocelová potrubí domového plynovodu jsou celkem v dobrém stavu, ke korozi dochází nejvíce při přechodech přes stropní konstrukce (vlivem vlhkosti a vody na podlahových předělech po vodovodních haváriích v bytech). Ocelová potrubí plynovodu z černých trubek se nejčastěji zaměňují za měděná potrubí s lisovacími spoji. Za novinku lze považovat použití vlnovcových systémů z nerezavějící oceli na rozvod plynu, jsou popsány v [2]. Při návrhu obnovy domového plynovodu se lze někdy setkat také s nedovoleným vstupem plynového potrubí do domu – zpod podlahy nejnižšího podlaží, což si vyžaduje také nový projekt plynovodní přípojky (obr. 4).

Obr. 4 Příklad nedovoleného vstupu plynovodního potrubí do budovy

Posouzení původních světlostí potrubí vzhledem na nové normy
I když v současnosti platí při návrhu světlostí potrubí nové normy, lze konstatovat, že světlosti navržené v typových podkladech jsou správné. Je však potřebné přehodnotit unifikované světlosti vyžádané při původní výrobě. Není přitom vhodné akceptovat „rady“ některých dealerů o možnosti extrémně zmenšit světlost jejich dodávaného trubkového materiálu, protože se tím zvyšuje rychlost proudění s následnou hlučností.

Vyregulovaní cirkulace teplé vody
Vlastník velké budovy, jejíž celková podlahová plocha je větší než 1 000 m2, nebo správce velké budovy je podle § 6 zákona č. 476/2008 Sb. povinen zabezpečit a udržovat hydraulicky vyregulované rozvody teplé vody s centrální přípravou teplé vody.

Úkolem hydraulického vyregulování je zabezpečit na každém odběrném místě přibližně stejnou výstupní teplotu teplé vody, která se vlivem tepelných ztrát v potrubích ochlazuje. Podle vyhlášky č. 364/2012 Z. z. je nutné distribuční soustavu nové budovy nebo významně obnovené existující budovy při výměně systému přípravy teplé vody navrhnout tak, aby výpočtová teplota teplé vody s možností termické dezinfekce byla 60 °C, výpočtová teplota teplé vody bez možnosti termické dezinfekce byla 70 °C, maximální rozdíl teploty teplé vody mezi výstupným a vratným otvorem zásobníku byl nejvíc 5 K, z výtoku od otevření teplé vody vytékala do 30 sekund voda s výpočtovou teplotou 50 °C a tepelná ztráta potrubí nepřekročila hodnotu 10 W/(m . K).
Hydraulické vyregulování cirkulace může být statické, dynamické nebo staticko-dynamické.

Způsob kombinovaného vyregulování je z pohledu funkčnosti nejvhodnější, ale také cenově nejnáročnější. Kompenzuje nevýhody statického a dynamického vyregulování.

Při statickém způsobu vyregulování je specifické použití vyvažovacích ventilů u určitých částí rozvodu teplé vody – modulů, přičemž modulem může být svislá větev i ležatý okruh. Je vhodné použít statické vyvažovací ventily s měrnými vsuvkami, které slouží na diagnostiku soustavy, jakož i na deklarování požadovaného průtoku a vystavění protokolu o hydraulickém vyregulovaní.

Při statickém vyregulování se do okruhu osazuje termostatický ventil, který uzavírá při dosažení požadované teploty daný okruh, čímž umožňuje dosáhnout teplotu také v ostatních nepříznivějších okruzích. Nevýhoda termostatických ventilů spočívá v tom, že soustava se během náběhu chová jako nevyregulovaná, protože všechny ventily jsou naplno otevřené a nejvíce vody zatéká právě do hydraulicky nejpříznivějšího okruhu.

Výpočet s podporou programu výpočetní techniky [3]
Tento výpočet je exaktní, a protože se upřesňuje řadou iterací, je nejpřesnější. Na základě zadání rozvodu TV a cirkulačního potrubí vypočítá program potřebné množství cirkulační vody tak, aby se dodržela požadovaná hodnota přípustného poklesu TV při kritickém výtoku. Program umožňuje převést návrh potřebné tloušťky izolace na dosažení požadované hodnoty součinitele prostupu tepla. Umožňuje navrhnout rozvodné potrubí, cirkulační potrubí, čerpadlo, regulační armatury a jejich nastavení. Může se použít bez omezení velikosti distribuční soustavy TV.

Výpočtová metoda bez použití výpočetní techniky [3]
Jde o metodu na základě zvolené hodnoty lineární hustoty tepelného toku. Tento způsob se používá do délkového rozsahu distribuční soustavy 200 m od ohřívačů teplé vody. Výpočtový průtok v cirkulačním potrubí teplé vody (Qc) v l/s se za předpokladu nulového odběru vody v soustavě stanoví podle tepelných ztrát přívodního potrubí.

Při analýze existující soustavy je trasa rozvodu stanovená, a i když jsou k dispozici údaje o soustavě, je třeba se přesvědčit, zda odpovídají skutečnému stavu. Během výstavby se mohly některé trasy buď celkem změnit, nebo posunout, čímž vznikají další nároky na materiál. Zmapování skutečného stavu znamená zjistit a ověřit skutečné trasy potrubí, polohy odbočení a typy čerpadel.

Před samostatným návrhem a výpočtem rozvodu vody je potřebné měřením nebo výpočtem zjistit tyto parametry soustavy na vstupu do objektu:

objemový průtok (l/h),
dispoziční tlak (Pa),
teplota teplé vody na výstupu ohřívače (°C).

Úpravy ZTI v souvislosti s obnovou bytového větrání
V některých případech se uživatelé bytů rozhodnou pro obnovu bytového větrání. Původní větrací systémy Shunt nebo také jednotrubkové z azbestocementových trubek s centrálním ventilátorem na střeše nebo s bytovými ventilátory se nahrazují svislým pozinkovaným potrubím, které je potřebné ve spodní části doplnit odvodněním kondenzátu. Příklad řešení je na obr. 5.

Stanovení podmínek provozu a údržby

Na dosažení životnosti ZTI nepostačuje jen jejich kvalitní návrh a realizace. Současně se musí zabezpečit také kvalitní provoz a údržba, a to zejména vodovodního systému v budově. Požadavky na provoz a údržbu jsou uvedeny v STN EN 806-5. Závažnost požadavek této normy lze na závěr příspěvku ilustrovat textem z části [12] citované normy: „Při potřebě výměny uzavíracího ventilu za nový se nemůže jako náhrada použít kulový kohout.“

Foto a obrázky: archiv autora

Pozn.: Text vznikl pro časopis TZB Haustechnik, vyd. Jaga Group, Bratislava 2015. Citace z norem a vyhlášek odkazují na slovenskou legislativu (viz. Literatura).
Literatura
1   Hrdina, Ľ. a kol.: Technické zariadenia budov II. Zdravotná technika. Bratislava: Vydavateľstvo SVŠT, 1972.
2   Hrvík, P.: Ohybné vlnovcové zostavy na rozvod plynu. In: TZB Haustechnik, 2011, č. 2.
3   Januška, J.: Porovnanie výpočtových metód vyregulovania cirkulácie teplej vody. In: Zborník prednášok zo 17. Medzinárodnej konferencie Sanhyga v Piešťanoch, 2012.
4   Jánošková, T.: Protipožiarne zabezpečenie inštalácií ZTI v bytových domoch. In: Zborník prednášok z medzinárodnej konferencie Sanhyga v Piešťanoch.
5   Kolektív autorov: Návrh dlhodobého programu obnovy budov. VTP 6-400 Obnova budov s dôrazom na bytový fond. Bratislava: VVÚPS Nova, 1999.
6   Peráčková, J. – Kuniková, Z.: Analýza návrhu hrúbky tepelnej izolácie podľa európskych noriem a predpisov. In: TZB Haustechnik, 2008, č. 4
7   Peráčková,J. – Jeleníková, I.: Ako zabezpečiť kvalitu vody v distribučných systémoch. In: TZB Haustechnik, 2011, č. 2
8   Peráčková, J. – Januška, J.: Čo priniesla pre prax vyhláška o tepelných izoláciach? In: Zborník prednášok z 18. medzinárodnej konferencie Sanhyga v Piešťanoch, 2013.
9   Sternová, Z. a kol.: Obnova obytných budov hromadnej bytovej výstavby. Obnova bytových jadier. MVaVP SR, 1999.
10   Sternová, Z. a kol.: Obnova bytových domov. Hromadná bytová výstavba do r. 1970. Bratislava: JAGA Group, 2001.
11   Sternová, Z. a kol.: Obnova bytových domov. Hromadná bytová výstavba po r. 1970. Bratislava: JAGA Group, 2002.
12   Šmelík, J.: Hydronické vyváženie cirkulačnej sústavy – základná podmienka objektívneho rozúčtovania nákladov za TÚV. In: Zborník prednášok z 9. medzinárodnej konferencie Sanhyga v Piešťanoch, 2004.
13   Valášek, J. a kol.: Ochrana pitnej vody vo vodovodných rozvodoch pred znečistením (ako používať STN EN 1717). Bratislava: Aurius, 2003.
14   Valášek, J.: Na rekonštrukcie ZTI už odborníkov nepotrebujeme? In: Zborník prednášok z 9. medzinárodnej konferencie Sanhyga v Piešťanoch, 2004.
15   Valášek, J. a kol.: Zdravotnotechnické zariadenia budov. Bratislava: JAGA Group, 2005.
16   Valášek, J.: Pozinkované potrubia vodovodov v budovách. In: TZB Haustechnik, 2012, č. 1
17   Valášek, J.: História zdravotnej techniky. In: Plynár, vodár, kúrenár + klimatizácia, 2012, č. 1
18   Vyhláška MH SR č. 282/2012 Z. z., ktorou sa ustanovujú technické požiadavky na tepelnú izoláciu rozvodov tepla a teplej vody.
19   Vyhláška č. 364/2012 k zákonu č. 555/2005 Z. z. o energetickej hospodárnosti budov.
20   Zákon č. 476/2008 Z. z. o efektívnosti pri používaní energie (zákon o energetickej efektívnosti).
21   STN EN 806 Technické podmienky na zhotovovanie vodovodných potrubí na pitnú vodu vnútri budov. Časť 2: Navrhovanie. Časť 3: Dimenzovanie potrubia. Časť 5: Prevádzka a údržba.
22   STN EN 1366-3 Skúšanie požiarnej odolnosti prevádzkových zariadení. Časť 3: Tesnenia prestupov.
23   STN EN 1717 Ochrana proti znečisteniu pitnej vody vo vnútorných vodovodných rozvodoch a všeobecné požiadavky na zariadenia na ochranu proti znečisteniu spätným prúdením.
24   STN EN 1775 Zásobovanie plynom. Plynovody na zásobovanie budov. Maximálny prevádzkový tlak menší alebo rovný 5 bar. Odporúčania na prevádzku.
25   STN EN 10255 + A1 Nelegované oceľové rúry vhodné na zváranie a rezanie závitov. Technické dodacie podmienky.
26   STN EN 12256 Gravitačné kanalizačné systémy vnútri budov.
27   STN EN 12502-3 Ochrana kovových materiálov pred koróziou. Návod na hodnotenie pravdepodobnosti korózie v rozvodoch a zásobníkoch vody. Časť 3: Vplyv faktorov na žiarové pozinkovanie železných materiálov.
28   STN EN 15266 Zostavy ohybných vlnovcových potrubí z nehrdzavejúcej ocele na rozvod plynu v budovách s prevádzkovým tlakom do 0,5 bar.
29   STN EN ISO 12241 Tepelná izolácia technických zariadení budov a priemyselných prevádzok. Výpočtové pravidlá.
30   STN 73 082 Protipožiarna bezpečnosť stavieb. Spoločné ustanovenia.
31   STN 73 0834 Protipožiarna bezpečnosť stavieb. Zmeny stavieb.
32   STN 73 6655 Výpočet vodovodov v budovách.
33   STN 73 6660 Vodovody v budovách.
34   STN 73 6760 Kanalizácia v budovách.
35   STN 92 0400 Protipožiarna bezpečnosť stavieb. Zásobovanie vodou na hasenie požiarov.
36   TPP 704 01 Odberné plynové zariadenia na zemný plyn v budovách