Pitná voda v budovách – jak udržet její kvalitu?

Když mluvíme o zdraví a výživě, obvykle se zajímáme o cenné vitamíny a minerální látky nebo naopak o škodlivé tuky a sacharidy. Nejdůležitější potravinou – potravinou číslo jedna – však vždy byla a je pitná voda. V našich zeměpisných šířkách máme to štěstí, že s množstvím a kvalitou pitné vody dosud nejsou závažné problémy, ovšem důraz je třeba dát právě na slovo dosud.

Konečně se zvyšuje už i obecné povědomí lidí a zájem o udržitelné hospodaření s pitnou vodou, a to nejen s ohledem na její rostoucí cenu. Je zde snaha využívat „užitkovou“ srážkovou nebo šedou vodu v budovách na provozní účely, čímž se stává reálnou i více než 50% úspora pitné vody.

Nestačí však jen přivést kvalitní pitnou vodu k odběrateli do budovy. Na co stále zapomínáme, je výběr vhodných, hygienicky bezchybných materiálů na „dopravu“ potraviny č. 1 a hlavně důsledná údržba vodovodu v budově na udržení kvalitní a bezpečné pitné vody.

Základní požadavky v oblasti zásobování budov vodou, jakož i v oblasti navrhování, montáže, provozu a údržby vodovodů uvnitř budov definuje soubor pěti částí evropské normy ČSN EN 806 [1].

Co je pitná voda?

V evropské legislativě týkající se zásobování budov vodou se často používá termín podle směrnice EU 98/83 – / – ES [2], který je ekvivalentem pitné vody. Jde o termín „voda určená k lidské spotřebě“, který je definován jako:
a) voda v původním stavu nebo po zpracování určená k pití, vaření, přípravě potravin nebo na jiné domácí účely, bez ohledu na původ a na to, zda byla dodána z distribuční sítě, cisterny nebo v lahvích či nádobách;
b) voda používaná v potravinářských podnicích při výrobě, zpracování, konzervaci nebo uvádění výrobků nebo látek určených k lidské spotřebě.

Podle ČSN EN 806-1 je pitná voda (potable water) definována jako „voda, která musí být vhodná k lidské spotřebě a musí splňovat odpovídající předpisy podle směrnic EHS; voda se může také používat pro vaření, mytí a hygienické účely (při teplotě nejvýše 95 °C po dobu poruchy provozu)“. Užitková voda (non-potable water) je souhrnný název pro všechny jiné druhy vody, než je pitná voda.

Vliv materiálů na kvalitu vody

Voda prostřednictvím kontaktu s materiály v instalacích rozpouští různá množství látek, které mohou ovlivnit její kvalitu. Proto je nezbytné znát kvalitu dodávané pitné vody do budovy již ve stádiu návrhu distribučního systému. Při výběru vhodných materiálů vodovodu mají prvořadý význam hygienické aspekty.

U kovových materiálů se musí dodržovat požadavky ČSN EN 12502-1 až ČSN EN 12502-4 [3]. S cílem analyzovat vliv kovových materiálů na postupnou degradaci kvality vody by se měly odebírat vzorky na zjištění zvýšených koncentrací olova, mědi a niklu (podle národních požadavků).

Při výběru kovových i nekovových materiálů se doporučuje:

• dodržovat požadavky týkající se plastového materiálu v kontaktu s pitnou vodou,
• předložit certifikát o vhodnosti použití potrubí na pitnou vodu,
• zvolit u vodovodů v budovách v souladu s normou ČSN EN 12502-1 až 4 takové materiály, aby nebyla nutná antikorozní opatření na úpravu vody.

V souladu s kvalitou vody, použitými materiály a specifikovanými provozními podmínkami se vyberou vhodná opatření k zabránění, případně snížení tvorby usazenin.

Při zásobování budov pitnou vodou by měly být při kontrole kvality pitné vody splněny požadované mezní hodnoty látek. Hodnoty ukazatelů kvality vody podle vyhlášky MZ SR č. 247/2017 Sb. [4] jsou v souladu se směrnicí EU 98/83 / ES.

Vybrané limitní hodnoty některých důležitých parametrů jsou uvedeny v tab. 1. Mezi základní materiály a jejich vlivy na pitnou vodu lze počítat zejména měď, nikl, olovo, železo / ocel / zinek a plastové materiály.

Měď

Má dobrou tepelnou odolnost a antibakteriální účinek. Většina pitné vodě pochází z měděných trubek a komponentů, jako jsou například fitinky, armatury apod. Množství mědi, které se rozpouští z materiálu potrubí, určují chemické vlastnosti vody. Měděné trubky jsou tedy vhodné pouze pro určité typy pitné vody.

U některých typů pitné vody, většinou mluvíme o kyselých vodách, lze pozorovat zvýšenou rozpustnost mědi, což může při současném odstavení (stagnaci) vést k významným koncentracím mědi ve vodě (více než 2,0 mg/l) [11].

Zvýšenou koncentraci mědi lze obecně pozorovat v nových distribučních systémech pitné vody, kde v závislosti na kvalitě vody může trvat několik týdnů nebo měsíců od uvedení do provozu.

Vystavení koncentraci mědi vyšší než 2 mg/l během několika týdnů nebo měsíců však může představovat zdravotní riziko pro kojence a batolata. Zdravé děti a dospělí nejsou ohroženi, ale mnohým pitná voda s koncentrací vyšší než 3 mg/l mědi nebude chutnat. Kromě toho lze očekávat dočasné žaludeční nebo střevní potíže.

Nikl

Nedostatek niklu způsobuje nadměrné pocení, poruchy trávení, chudokrevnost a poruchy funkce jater a ledvin, kde narušuje vstřebávání železa. Nadbytek niklu v organismu zase poškozuje sliznice, způsobuje alergické reakce, chromozomální změny, změny v kostní dřeni a může se podílet na rozvoji nádorových buněk.

Nadbytek niklu rovněž snižuje hladinu hořčíku a zinku v parenchymatických orgánech. Nikl může mít nepříznivé účinky na srdce, krev a ledviny. Pokud se vdechuje do plic (atmosférické znečištění, cigaretový kouř), je karcinogenní, může způsobit rakovinu plic a nosní dutiny.

WHO stanovila pro nikl hodnotu TDI (přijatelný denní příjem) na úrovni 5 µg na kilogram tělesné hmotnosti [5]. Překročení této hodnoty (tab. 1) lze očekávat v instalacích s poniklovanými komponenty nebo chromovanými koncovými armaturami, v nichž některé niklové prvky nejsou pokryty chromovým povlakem.

Alergické osoby citlivé na účinky niklu (přibližně jedna ze šesti osob) však mohou být zranitelnější [6]. Koncentrace niklu ve vodě na stejném odběrném místě může přitom v závislosti na stagnaci vody a dalších faktorech dosahovat i řádově vyšší hodnoty (až do 500 µg/l) [7, 8]. Kritéria výběru materiálu ve vztahu k vlastnostem vody jsou uvedena v tab. 2.

Olovo

Olovo se hromadí v těle a může ovlivnit především vývoj nervového systému dětí. Z tohoto důvodu jsou těhotné ženy, nenarozené děti, kojenci a batolata vystaveny zvláštnímu riziku a musí být chráněny před příjmem olova.

I jiné instalační materiály (jako např. pozinkovaná ocel nebo slitiny mědi) však mohou do pitné vody uvolnit olovo. K vysokému obsahu olova ve vodě mohou přispět i malé části olověných trubek v kombinaci s jinými kovovými materiály.

Zinková vrstva pozinkovaných ocelových trubek je v horkém ponoru kontaminovaná olovem z výrobního procesu, což může kontaminovat pitnou vodu, i když samotná instalace pitné vody v budově neobsahuje olověné trubky.

Železo / ocel / zinek

V pozinkovaných ocelových trubkách se barva vody hlavně při stagnaci mění v důsledku koroze potrubí v hnědou / rezavou. Rozpustné železo dodává vodě kromě zabarvení i specifickou chuť a může být živnou půdou pro mikroorganismy.

I když při tom nehrozí bezprostřední zdravotní riziko, zakalení nebo změna zbarvení diskvalifikují vodu z pitné kategorie. Koroze zase zvyšuje pravděpodobnost tvorby biofilmu.

Pozinkované ocelové trubky nejsou vhodné pro teplou vodu právě z důvodu koroze, u tenkých vrstev pozinkování hrozí vyplavení této ochranné vrstvy. V několika členských státech EU jsou pozinkované ocelové trubky pro pitnou vodu zakázány. Potrubí z nerezavějící oceli je vhodné při každé kvalitě vody.

Plastové materiály

Certifikované materiály se zkoušejí dle směrnice na hygienické hodnocení organických materiálů v kontaktu s pitnou vodou [9]. Směrnice obsahuje testovací protokoly a bezpečnostní požadavky na plasty a silikony, které přicházejí do styku s pitnou vodou.

Některé členské země EU spolupracují na testování těchto materiálů – což vedlo ke vzniku tzv. pozitivního seznamu organických látek, který sestává z látek povolených pro výrobu organických materiálů používaných ve výrobcích přicházejících do styku s pitnou vodou.

Kvalita vody a mikrobiologie

Pitná voda není sterilní. Obsahuje organismy, které se mohou rozmnožovat ve vodovodním potrubí a v zařízeních v budovách, i když je obsah živin nízký. Patogeny mohou být přítomné v příslušných koncentracích, pokud se vyskytnou chyby během návrhu, výstavby, spuštění nebo provozu.

Je třeba přitom rozlišovat mezi samotnou vodou a povrchy kolonizovanými mikroorganismy, které jsou v kontaktu s vodou. Nejvyšší koncentrace mikroorganismů se nachází právě na těchto površích ve formě biofilmu.

Biofilmy mohou zároveň podporovat růst patogenů, jako jsou například legionella, atypické mykobakterie, pseudomonády a jiné heterotrofní bakterie. Legionella pneumophila je známým původcem atypické pneumonie nebo pontiacké horečky (legionelózy).

Jediný způsob infekce, který byl dosud známý, je inhalace kontaminovaného aerosolu do plic. V současnosti se také klimatizační a chladicí systémy s odpařováním jako například otevřené chladicí věže, fontány, myčky aut a vířivé vany považují za rizikové, protože se jimi šíří kontaminované aerosoly.

Pseudomonas aeruginosa může být také problémem v oblasti studené pitné vody, způsobuje například infekce ran. Na to, aby se nadměrně množily, musí mít všechny mikroorganismy vhodné životní podmínky. I dlouhá stagnace pitné vody uvnitř zařízení podporuje šíření mikroorganismů.

Během stagnace se studená pitná voda obvykle ohřívá a ohřátá pitná voda se ochlazuje, což umožňuje bakteriím dostat se do svého preferovaného teplotního rozsahu. Legionella patří mezi nejdůležitější zdroje environmentálních infekcí ve všech budovách, zejména v zařízeních s centralizovaným systémem ohřevu vody.

Jejich preferovaný biotop je stojatá voda (např. v potrubích a zásobnících), kde se mohou nejlépe množit při teplotách mezi 25 až 50 °C. Maximální rychlost nárůstu (kolonizace) legionelly v závislosti na teplotě vody představuje červená čára na obr. 1.

Z praktických zkušeností je také známo, že výskyt legionelly je velmi vzácný při teplotách pitné vody pod 20 °C. V rozvodech teplé vody se prokázalo jako obzvlášť účinné trvalé zvýšení teploty teplé vody nad 55 °C v celém systému.

Další faktory ovlivňující kvalitu pitné vody

Stagnace, použití nevhodných materiálů, nevhodná kombinace materiálů a nesprávně navržený provoz vedou k množení mikroorganismů nebo ke zvýšené koncentraci látek rozpuštěných z instalovaných materiálů. Stojící voda vždy podléhá chemickým, fyzikálním a mikrobiologickým změnám.

Vzhledem k tomu, že spotřebitel nemůže tyto změny v individuálním případě vyhodnotit, doporučuje se preventivně zajistit, aby se voda, která v zařízení na dodávku vody stagnovala delší časové období, nikdy nepoužila k přípravě dětské potravy.

Při ohřevu vody se mění i její kvalita. Inkrustace je způsobena zejména přítomností vápenatých a hořečnatých solí, přičemž se zvyšující se teplotou vody rychle narůstá. Nejčastěji jde o inkrustace z uhličitanu vápenatého, které způsobují problémy s výměníkem tepla – snižuje se účinnost a ztěžuje odstraňování bakterií (biofilmu), které se usazují a rostou na površích potrubí a zařízení v kontaktu s vodou.

V důsledku série elektrochemických reakcí mezi vodou, rozpuštěným kyslíkem a kovovými povrchy vzniká koroze. Její proces je způsoben oxidačně-redukčními reakcemi, přičemž vznikají oxidy kovů. Primárním zdravotním problémem je možnost zvýšené hladiny kovových iontů, např. železa, olova nebo mědi v pitné vodě.

Koncentrace kovů, olova, mědi a niklu ve vzorcích pitné vody odebraných z odběrného místa spotřebitele závisí především na následujících ovlivňujících faktorech, z nichž nejvýznamnější jsou:

• chemické a fyzikální vlastnosti pitné vody,
• materiály vodovodů a zdravotně technických zařízení v budovách,
• návrh trasování a světlosti potrubí vodovodů, systémová řešení vnitřních rozvodů,
• provozní podmínky (časy proudění a stagnace pitné vody, chování spotřebitelů apod.),
• věk instalace potrubí a zařízení pitné vody.

Technická opatření pro udržení kvality vody v budově

Požadavky na zvýšení kvality pitné vody v budovách se neustále zvyšují. Odběratel právem očekává teplotu studené vody (SV) na odběrném místě 10 až 15 °C a teplotu teplé (TV) vody min. 50 °C, a to nejen z hlediska komfortu, ale také z hlediska hygieny a kvality vody.

Z uvedených vlivů na celkovou kvalitu vody můžeme za nejdůležitější považovat materiál potrubí, teplotu vody, kontakt vody s různými materiály, požadovaný průtok v závislosti na dimenzi (průměru potrubí) a pravidelnou výměnu (proplachování) vody v celém distribučním systému (obr. 2).

Z technického hlediska musíme kromě správně navrženého materiálu zajistit, aby:

• voda v potrubí neustále proudila bez delší stagnace – v celém systému se musí voda vyměnit minimálně jednou týdně,
• byla teplota studené vody maximálně 25 °C, teplota teplé vody (TV) minimálně 55 °C,
• byla rychlost proudění u daného materiálu (z hlediska hlučnosti) optimální a aby se zbytečně nezvětšoval průměr potrubí (obr. 3).

Z hlediska hygieny pitné vody by byl ideální nepřetržitý provoz budovy a pravidelný odběr vody ze všech výtokových armatur. Za těchto podmínek voda vždy zůstává v pohybu, takže nehrozí nebezpečí stagnace. Takové ideální podmínky však většinou nenajdeme.

Často se vyskytují fáze několika dní, týdnů, nebo dokonce měsíců, ve kterých se budova nebo její části nepravidelně nebo velmi málo používají (obr. 4). Výsledná hygienická rizika se dají snížit správným technickým řešením, pravidelným provozem, dobrou údržbou, investicemi do technologií, nebo dokonce odstraněním nepotřebných odběrných míst.

To však vyžaduje dobrou koordinaci mezi investorem, vlastníkem, správcem, provozovatelem, projektantem a instalatérem (obr. 5) a je důležité kontrolovat střety zájmů jednotlivých zúčastněných profesí a jejich cíle tak, aby hygiena vody v budově nebyla ohrožena.

V rámci vybraných rozdílných provozních částí v budově podle obr. 4 můžeme navrhnout příslušná opatření. V zelených oblastech, kde jsou uživatelé každý den a pravidelně používají výtokové armatury, je riziko bakteriální kontaminace v pitné vodě nízké.

Může se však zvýšit během několikadenní nepřítomnosti (svátky, dovolené apod.). V tomto případě se doporučuje propláchnutí všech armatur studenou i teplou vodu jednou za týden ručně nebo automaticky [11].

V částech budovy označených žlutou barvou se odběrná místa používají nepravidelně, proto se z důvodu zvýšeného rizika ohrožení zdraví doporučuje:

• propláchnutí všech armatur na studenou i teplou vodu jednou za týden (ručně nebo automaticky),
• uzavření domovního přívodu vody (v 1. PP) a vyprázdnění rozvodů studené i teplé vody.

V oblastech označených červenou barvou není jasné, co se bude používat, kdy a kolik. U těchto odběrných míst pitné vody je velmi vysoké hygienické riziko. Obzvláště kritická je studená voda. Přehřívání vody na 25 až 35 °C v letních měsících je běžné a je třeba se mu vyhnout.

Doporučují se proto tato opatření:

• výtokové ventily a armatury instalovat jen tam, kde je to potřeba, voda se často může odebírat i z přilehlé místnosti,
• pokud to není možné, příslušné rozvody uzavřít a vyprázdnit,
• pokud to není možné, pravidelně je proplachovat, a to ručně nebo automaticky.

Závěr

V důsledku silných tlaků investorů na instalaci levnějších potrubí vodovodu se i v současnosti setkáváme s použitím nevhodných materiálů na rozvody pitné vody v budovách.

Dalším negativním aspektem je snižování tepelné energie na ohřev vody, často se teplota teplé vody snižuje z požadovaných 60 až 70 °C v zásobníkových ohřívačích na 50 až 45 °C. Studená pitná voda se v důsledku přehřívání stává „vlažnou“, často s teplotou nad 25 °C, což z hygienického hlediska zvyšuje riziko.

Problematické jsou rozvody pitné a ohřáté vody, které jsou nepravidelně proplachovány, resp. stagnují, jako například v budovách škol během prázdnin, v hotelích, penzionech, nemocnicích a v budovách sezónního cestovního ruchu. Pravidelná údržba rozvodů pitné vody však dosud bohužel není ukotvena ve vědomí uživatelů objektů.

I na základní úkony, jako jsou například údržba a pročištění filtru, se běžně zapomíná i desetiletí. Zvyšování povědomí provozovatelů budov a dialog se všemi zúčastněnými stranami i analýza potřeb a chování uživatelů tak představují první kroky k dosažení požadované dobré kvality pitné vody v budově.

Článek byl zpracován v rámci projektu VEGA č. 1/0807/17 a VEGA č.1/0847/18.

Od partnerů ASB

Bilance pilotních projektů FENIX Group je zcela jednoznačná

Technické řešení zaměřené na zvýšení úspor tepla v tepelných napáječích a ve větších dimenzích tepelných sítí

Literatura

1. ČSN EN 806: Vnitřní vodovod pro rozvod vody určené k lidské spotřebě – Část 1 až 5
   Časť 1. Všeobecne, Časť 2. Navrhovanie, Časť 3. Dimenzovanie potrubia – zjednodušená metóda, Časť 4. Montáž, Časť 5. Prevádzka a údržba.
2. Smernica Rady 98/83/ES z 3. novembra 1998 o kvalite vody určenej na ľudskú spotrebu v znení nariadenia Európskeho parlamentu a Rady (ES).
3. ČSN EN 12502: Ochrana kovových materiálů proti korozi – Návod na stanovení pravděpodobnosti koroze v soustavách pro distribuci a skladování vody – Část 1 až 4. Časť 1. Všeobecne,
   Časť 2. Vplyv faktorov na meď a zliatiny medi, Časť 3. Vplyv faktorov na žiarové pozinkovanie železných materiálov, Časť 4. Vplyv faktorov na nehrdzavejúce ocele, Časť 5. Vplyv faktorov na liatinu, nelegované a nízkolegované ocele.
4. Vyhláška MZ SR č. 247/2017 Z. z., ktorou sa ustanovujú podrobnosti o kvalite pitnej vody, kontrole kvality pitnej vody, programe monitorovania a manažmente rizík pri zásobovaní pitnou vodou.
5. Ilavský, J. – Barloková, D. – Molnár, T.: Nikel v pitnej vode a možnosti jeho odstraňovania. In: Voda Zlín 2013, XVII. mezinárodní vodohospodářská konference, Zlín, ČR,14. – 15. 3. 2013, Olomouc: Moravská vodárenská, 2014, s. 107 – 112.
6. Höll, K: Wasser. Walter de Gruyter, Berlin, 2002.
7. Schauer C. et al.: Planung und Betrieb 4.0. Gebäudetechnik als Strukturgeber für Bau- und Betriebsprozesse, Springer Verlag Berlin, 2018, s. 167 – 275.
8. Schulte, W.: Planungspraxis für Trinkwassergüte in Gebäuden. In: C. Kistemann, Schulte W., Rudat K., Hentschel W., Häußermann D. (Hrsg.): Gebäudetechnik für Trinkwasser, Springer Verlag Berlin, 2012, s. 167 – 275.
9. Guideline for Hygienic Assessment of Organic Materials in Contact with Drinking Water (KTW Guideline), marec 2016.
10. Exner, M.: Hygiene in Trinkwasser-Installationen. Erfahrungen aus Deutschland. Legionellen – Fachgespräch, 2009.
11. Leitlinie FWH-001: Planung, Errichtung, Inbetriebnahme und Betrieb von Trinkwasser – Installationen in Gebäuden. FORUM Wasserhygiene. 2018.
12. Kistemann, T. et al.: Gebäudetechnik für Trinkwasser, Springer Verlag Berlin, 2012.

Článek byl uveřejněn v časopisu TZB Haustechnik 1/2020.