Novinky v zdravotnotechnických inštaláciách

Úvod

Koncom septembra minulého roku sme sa ako prví účastníci zo Slovenska aktívne zapojili do jednaní medzinárodnej skupiny pod názvom "Zásobovanie vodou a kanalizácie pre budovy". Na tomto podujatí prezentovalo 70 účastníkov zo 17 krajín spolu 42 článkov. Príspevky boli rozdelené do 6 sekcií. Týmto príspevom sa vám pokúsime priblížiť najzaujímavejšie príspevky z jednotlivých okruhov.

1. Sekcia: Systémy zásobovania vodou - merania in situ

Tejto problematike sa venovali prednášatelia z Japonska, Estónska a Číny. Japonské príspevky boli zamerané na štúdium spotreby vody a energie v opatrovateľských domoch pre starších, ktoré v súčasnosti zažívajú nielen v tejto oblasti sveta stavebný boom. Skúmali v nich použitie teplej vody v kúpeľniach tak, že merali množstvá vody na výtokoch pri každom kúpeli a sledovali správanie sa užívateľov. Z ich záverov: ženy spotrebúvajú pri kúpaní viac vody, ľahšie chorí majú spotrebu vyššiu ako tí, ktorí potrebujú pri kúpaní asistenciu, v lete sa kúpu viackrát, v zime dlhšie.

Ďalšie dva príspevky japonských autorov boli zamerané na spotrebu teplej vody pri zásobníkovom systéme jej prípravy. V Japonsku je teraz podobne ako u nás veľmi populárne pripravovať teplú vodu tepelným čerpadlom. Aby sa systém správne navrhol, je potrebné poznať charakteristiky použitia teplej vody. Vykonali preto merania v 14 rodinných domoch v rôznych regiónoch Japonska a využili metódu dotazníkov na to, či domácnosti majú umývačku riadu, ako napĺňajú vaňu vodou, kedy a ako sa kúpu, a pod. Z ich výsledkov: stále pretrváva zvyk, aby sa všetci členovia rodiny kúpali vo vani v tej istej vode, začínajúc hlavou rodiny, pričom sa využíva opätovné zohriatie vody, čo má ale vyššie nároky na energiu. Objem vody na kúpanie je nižší v letných mesiacoch, kedy užívatelia dávajú prednosť sprchovaniu. Najvyššiu spotrebu vody zaznamenali v januári a februári. Málopočetné rodiny mali vyššiu spotrebu vody na osobu a deň.

Estónci sa venovali spotrebe vody v domácnostiach a jej nerovnomernosti. Snažili sa dokázať, že bilancia potreby vody narátaná z doby bývalého ZSSR je premrštená (napr. 120 litrov na osobu a deň pri bytoch bez sprchy a vane, napojených na vodovod a kanalizáciu s lokálnym vykurovaním; 300 l pri bytoch s vaňou, do 12 podlaží, 400 l nad 12 podlaží). Z meraní i dlhodobého sledovania spotreby v Talline (106-108 l/d.o) im samozrejme vyšlo, že je potrebné revidovať národné predpisy pre množstvo potreby vody. Druhý príspevok bol zameraný na spotrebu teplej vody, kde sa tiež konštatovalo, že v estónskych bytoch klesla spotreba teplej vody viac ako 3-krát. Dôvody - meranie v bytoch a platba za skutočnú spotrebu, vysoká cena vody a tepla a zvyšujúci sa trend renovácie teplovodných systémov.

2. Sekcia: Systémy zásobovania vodou - výpočtové metódy, modelovanie

Táto sekcia bola najmenej obsadená, venovali sa jej účastníci z Japonska, Česka a Brazílie. Prvý príspevok sa venoval výpočtu požiadaviek na studenú a teplú vodu v hosťovských izbách mestského hotela na základe výstupov z meraní troch izieb v intervale 1 minúta po dobu 1 roka. Zaujali nás uvádzané priemerné teploty vody teplej (51,6 ∼ 51,7 °C) a studenej (17,9 ∼ 21,4 °C). Použitú simulačnú metódu overili a zistili, že návrhové požiadavky boli premrštené a podľa tejto techniky je možné v budúcnosti usporiť na teple i teplej vode.

Druhý príspevok bol z Čiech (Ing. Bárta, VUT Brno, spoluorganizátor tohto vydareného podujatia) a zaoberal sa simulačnou metódou pre určenie otimálnej veľkosti teplovodného zásobníka pre bytové domy, pričom uvažoval dva možné prípady - nepretržitú dodávku tepla do nádrže počas celej doby a nepretržitú dodávku tepla s prerušením kvôli obmedzenému prevádzkovému času pre zdroj tepla. Sledoval a) spotrebu vody v časových krokoch kratších ako 1 hodina, b) výstup z tepelného zdroja, c) ovládací systém, d) tepelné straty v systéme. Simuláciou našiel závislosť medzi výstupom zo zdroja a veľkosťou nádrže teplej vody. Výsledky ukázali, že závislosť nie je lineárna, hlavne pri malých objemoch zásobníka, kde požiadavky na výstupy zo zdroja rapídne rastú.

Posledným bol článok zaoberajúci sa simuláciou výpočtového prietoku použitím teórie pravdepodobnosti a empirických metód pre systém podružných meračov v rôznej konfigurácii v bytových domoch v Brazílii. Výsledky získané metódou pravdepodobnosti ukázali, že návrhový prietok v sekcii, ktorá napája 48 bytov je asi o 10% nižší ako prietok vypočítaný podľa brazílskych noriem. Vo vetve, ktorá zásobuje 4 vodomery je tento rozdiel 51% a v hlavnom rozvode až 59%.

3. Sekcia: Systémy zásobovania vodou - bezpečná prevádzka

Tejto oblasti bolo venovaných 5 príspevkov, z Portugalska, USA, Číny, Slovinska a náš. Portugalský príspevok bol venovaný bezpečnému zásobovaniu vodou na základe tzv. water safety plan (plán bezpečnej vody). Problematika mikrobiologickej kontaminácie je stále častejšia v krajinách stredozemia kvôli globálnemu otepľovaniu a klimatickým zmenám. Základom je identifikácia rizika, prevencia biofilmu, náležitá údržba. Článok sa venoval aplikácii protiopatrení pri výskyte legionelly v konkrétnych portugalských kúpeľoch. Procedúry dezinfekcie systému trvali dva roky a zahŕňali chemickú a termickú dezinfekciu, výmenu potrubí, konštrukčné zmeny, monitorovanie. Preto je výhodnejšie robiť mikrobiologické monitorovanie kvality vody, ktoré zistí problém v predstihu, aby nebolo nutné zariadenie s veľkými stratami uzavrieť.

Zaujímavý v tejto skupine bol príspevok konzultanta amerického národného inštitútu noriem a technológie pre zdravotnú techniku, zameraný na ohrievače vody a možnosť vypláchnutia nebezpečných látok. Medzi tieto látky patria kontaminanty z biofilmu, ale i jedy pochádzajúce od teroristov alebo prírodných katastrof. V Amerike majú vyvinutý i špeciálny ohrievač na teplú vodu s dvoma ohrievacími článkami (obr. 1).

Obrázok 1: Špeciálny ohrievač teplej vody

Náš príspevok bol zameraný na monitorovanie výskytu baktérií Legionella pneumophila v rozvodoch teplej vody v bytových domoch, športových stavbách, školách a zdravotníckych zariadeniach v oblasti Košíc. Zamerali sme sa na elimináciu tejto baktérie z rozvodov pitnej vody využitím termálnej dezinfekcie a systému prevádzkových, technických a stavebných opatrení.

Obrázok 2: Schéma aplikácie termickej dezinfekcie

Ďalší príspevok sa zaoberal kontamináciou baktériami vo vysokej administratívnej budove v Hong Kongu. Autori porovnávali úroveň baktérií medzi obdobiami vysokej a nízkej spotreby, počas normálneho pracovného dňa po predošlom pracovnom dni a po predĺženom víkende. Kontaminácia sa pohybovala v rozsahu 80 až 1000 KTJ/l. Po období nízkej spotreby vody bola jej úroveň značne vyššia. Vzorky odobraté skoro ráno boli od 65 po 100% vyššie ako denný priemer v dôsledku nízkeho prietoku a dlhého času zdržania v akumulačnej nádrži.

4. Sekcia: Trvaloudržateľné konštrukcie

Najpopulárnejšia zo sekcií, článkami prispeli účastníci z Taiwanu, Japonska, Francúzska, Anglicka a Holandska. Kolegovia z tajwanskej univerzity hovorili o hodnotení systému a softvéri na použitie dažďových vôd regionálnym zónovaním podľa typu zrážok. Ich cieľom bolo nájsť praktický hodnotiaci program pre návrh kapacity zásobnej nádrže. Oblasť Tajwanu pritom rozdelili do 15 oblastí. Využili simulačnú metódu dlhodobej prevádzkovej výkonnosti. Spracovali softvér, zatiaľ dostupný iba v čínskej mutácii, no pracuje sa aj na anglickej verzii.

Francúzsky príspevok sa venoval sa možnostiam opätovného použitia sivej vody v budovách. Popisoval experiment in situ, cieľom ktorého bolo získať reálne údaje o kvalite vody, akceptovateľnej zdravotnými úradmi. Skúmanou budovou bol rodinný dom so šiestimi izbami, dvoma kúpeľňami, 2 WC, kuchyňou a práčovňou. Sivá voda sa získavala zo sprchy a umývadiel, po úprave sa používala do práčky, pracej vane a na polievanie záhrady. Použité boli medené rozvody. Na obr. 3 je technológia úpravy vody, ktorá preukázala dostatočné odstránenie prítomných kontaminantov. Systém bol riešený proti spätnému prúdeniu vody. Merala sa aj spotreba vody. Bilancia sivej vody a potreby bola vyrovnaná. Systém ušetrí reálne asi 120 Euro ročne. Podobne zameraný bol holandský príspevok. Priemerné množstvo vody, ktoré spotrebuje 1 osoba v Holandsku je 123,8 l. Voda na sprchovanie, toaletu a pranie tvorí 80%. Priemerná spotreba plynu na prípravu teplej vody na rok činí 390 m³. Táto spotreba mierne stúpa, zatiaľ čo spotreba na vykurovanie klesá. Pri znížovaní spotreby vody prvým krokom je zníženie prietoku na výtokoch, regulácia tlaku na každom podlaží. Ďalšou možnosťou šetrenia je zníženie teploty teplej vody vo verejných sprchách, použitie šetriacich sprchových hlavíc. Zaujal nápad opätovného použitia teplej vody zo spŕch pomocou odkanalizovania medeným potrubím a výmenníkom tepla, ktorý predohrieva vstupujúcu studenú vodu (obr. 4), prípadne špeciálny splachovací záchod.

Obrázok 3: Technológia úpravy sivej vody

Obrázok 4: Tepelný výmenník v sprche

Kolegovia z Japonska uviedli svoju predstavu toalety šetriacej vodu, ktorá používa šesť litrov na jedno spláchnutie, bez potreby prívodu elektriny (obr. 5). Vylepšili misovitý tvar zariadenia, pridali automatický splachovací ventil s výbornými charakteristikami prúdenia, naklonenie kanalizačného potrubia. Porovnávali nasadenie zariadenia v administratívnej budove. Množstvo ušetrenej vody za rok vyčíslili na 163,2 m³.

Obrázok 5: Úsporná toaleta (ilustratívny obrázok)

Inšpirujúci bol aj príspevok kolegov z tokijskej univerzity na tému vodou šetriaceho zariadenia pre environmentálne štítkovanie. O tomto "Eco Mark" programe bude čoraz viac počuť i u nás, keďže je v súlade s ISO 14020 a doteraz ho prijalo už viac ako 30 krajín (Obr. 6). Cieľom je spopularizovať medzi obyvateľstvom tzv. environmentálne vhodné zariadenia takto označené.

Obrázok 6: Označenie environmentálne vhodných
armatúr (ilustratívny obrázok)

5. Sekcia: Skúšobné metódy, prevádzka, normalizácia a priemyselný vývoj

Do sekcie prispeli prednášatelia z Turecka, Talianska, Anglicka, Taiwanu, Japonska, Nemecka a Brazílie. Príspevok z Anglicka sa venoval metóde detekcie vyprázdňovania zápachových uzávierok tak, aby nemohli byť príčinou kontaminácie a šírenia infekcií (SARS). Nemeckí kolegovia skúmali splachovaciu a čistiacu schopnosť vybraných toaletných mís novou metódou skúšania. Je to tzv. test bodkami, pričom ako skúšobná látka sa im osvedčil slivkový lekvár. Ďalej vykonávali skúšanie toaletným papierom, umelými fekáliami a plávajúcimi loptičkami. Ako najúčinnejšie im vyšli toalety od Villeroy&Boch.

Japonský príspevok sa venoval súčasnému stavu a zmenám v počte zariaďovacích predmetov, ktoré vychádzajú z rozboru súčasného stavu. V rámci neho rozdali dotazník 1576 pracujúcim ženám od 20-40 rokov, na čo využívajú WC. Výsledky: 60% na kontrolu výzoru, 47% na make-up, 29% na relaxovanie, 25% na prebratie, 20% na SMS-kovanie a 10% na spanie. V inom výskume, kedy zisťovali kam chodia pracujúci počas obedňajšej prestávky, sa toaleta dostala na tretie miesto. Brazílsky kolega predstavil štúdiu vodovodných a kanalizačných systémov, pričom sa dokázalo, že chýba plánovaná údržba. Dotazníkmi a prieskumami sa zistilo, že za najvážnejšie poruchy sa pokladá zápach, úniky a upchatia. Väčší počet porúch vykazujú vyššie podlažia.

Zaujal i príspevok opäť z Anglicka s témou Aktívne potláčanie tlaku vzduchu v kanalizačných systémoch - z výskumu na trh o špeciálnych vzduchových ventilov (AAVs) spolu s tlmičom tlaku vzduchu (P.A.P.A.), ktoré poskytujú plnú ochranu kanalizačného systému budovy - vysávanie zápachových uzávierok vo vysokých budovách vplyvom tlakov. Norma EN 12056 bola vyvinutá pre budovy do 20 podlaží, avšak tieto problémy nastávajú až pri budovách nad 20, resp. nad 50 podlaží. V článku porovnávali prístupy z rôznych krajín sveta (európsky, austrálsky, americký, spojených arabských emirátov). Ako najprijateľnejší systém ochrany pred chorobami typu SARS sa javí použitie aktívneho ovládania.

6. Sekcia: Systémy kanalizácie - hydraulika

Záverečná sekcia obsadená príspevkami z Anglicka, Japonska a Švajčiarska. Anglický príspevok rozoberal viacnásobnú podtlakovú strešnú kanalizáciu - tzv. paralelné odpadové systémy pre rôzne intenzity zrážok (3 typy odtokového potrubia: 1. pre nízke množstvo zrážok, 2. pre búrku, 3. pre 30-ročné dažde), ktoré môžu riešiť problémy vznikajúce pri klasických podtlakových kanalizáciách v čase prívalového dažďa (napr. s hlučnosťou). Na to nadviazal príspevok o bezchybnom návrhu podtlakových strešných kanalizácií na základe hĺbok žľabov, drsnosti rúr a miestnych tlakových strát.

Japonský príspevok hovoril o skúšobných metódach charakteristík privzdušňovacích ventilov a návrhu vetracích potrubí. Z výsledkov vyplýva, že všetky ventily na trhu v Japonsku splnili požadované parametre, vyvinutá bola rovnica na návrh prietoku vzduchu vetracieho potrubia, zodpovedajúceho výške vetracieho potrubia. Privzdušňovacia hlavica na vrchu vetracieho potrubia je pre vetvový systém veľmi účinná. Ďalší príspevok z tejto krajiny venoval pozornosť štúdiu podtlakových splaškových kanalizácií formou experimentov, kedy porovnávali ich priemery, zápachové uzávierky, redukciu nákladov. Pred uvedením do praxe však ešte musia vyriešiť problémy s hlučnosťou, nízkou hladinou splaškov, vyvinutie špeciálneho príslušenstva a prípravu návrhových, konštrukčných a údržbových noriem.

7. Záver

Myslíme, že na podobných podujatiach je možné nájsť spoločné témy, ako aj inšpiráciu pre ďalšie výskumy. Je možné skonštatovať, že Slovensko či Česko v žiadnom prípade nezaostáva za ostaným svetom. Veríme, že v budúcich ročníkoch kongresu CIB sa zviditeľníme ešte viac. Bude to ale veľmi náročné, pretože nasledovné ročníky sa konajú v Hong Kongu, Austrálii, Portugalsku.

Článok vznikol za podpory projektu NATO ESP.NUKR.CLG 982978 a MVTS NATO/TUKE/08

Literatúra

[1] kol.: Water Supply and Drainage for Buildings, Book of papers, CIB W062 2007, Brno