Ochrona przed wtórnym zanieczyszczeniem wody w instalacjach

Zanieczyszczenie wtórne wody wodociągowej może wystąpić w wyniku wymywania ze ścianek przewodów substancji wchodzących w ich skład, namnażania mikroorganizmów lub przepływu zwrotnego – zawracania do instalacji wodociągowej płynu niespełniającego wymagań dla wody pitnej. Przepływy zwrotne powodowane są lokalnymi spadkami ciśnienia w sytuacjach awaryjnych, takich jak uszkodzenie instalacji (np. pęknięcie przewodu), gwałtowne zwiększenie wzrostu poboru wody (np. na cele przeciwpożarowe) czy okresowe wzrosty ciśnienia.

Ochrona przed przepływem zwrotnym zgodna z prawem

Przepływ zwrotny może spowodować przenikanie skażonej wody zarówno do instalacji, jak i sieci wodociągowej – negatywny zasięg awarii wykracza znacznie poza miejsce jej wystąpienia w danym budynku. Dlatego zabezpieczenie techniczne instalacji wodociągowej przed wtórnym zanieczyszczeniem wymagane jest przez Warunki Techniczne [1]: § 113.7. Instalacja wodociągowa powinna mieć zabezpieczenia uniemożliwiające wtórne zanieczyszczenie wody, zgodnie z wymaganiami dla przepływów zwrotnych, określonymi w Polskiej Normie dotyczącej zabezpieczenia przed przepływem zwrotnym.

Norma wskazana w tym paragrafie to PN-EN 1717:2003 Ochrona przed wtórnym zanieczyszczeniem wody w instalacjach wodociągowych i ogólne wymagania dotyczące urządzeń zapobiegających zanieczyszczaniu przez przepływ zwrotny [2].

Czytaj: Narastający problem zanieczyszczonego powietrza - wyzwanie XXI wieku? >>

Zabezpieczenia muszą być zastosowane:

• w punkcie początkowym wewnętrznej sieci wodociągowej – za zestawem wodomierza głównego od strony instalacji;
• w każdym punkcie czerpalnym (przybory sanitarne oraz urządzenia AGD). Większość takich urządzeń wyposażona jest w indywidualne systemy zabezpieczające;
• na odgałęzieniach zasilających wyposażenie specjalne i dodatkowe: basen, instalacja hydrantowa, instalacja zraszania ogrodowego, instalacja tryskaczowa/zraszaczowa, zespół kotłowy, przyłącze węża do spłukiwania posadzki itd.;
• na odgałęzieniach zasilających część produkcyjną lub usługową;
• w innych urządzeniach technologicznych, które najczęściej występują w lokalach użytkowych na parterze budynku.

Zastosowane rozwiązania techniczne muszą być adekwatne do rodzaju płynu, który w wyniku przepływu zwrotnego może mieć kontakt z wodą pitną, oraz spełniać wymagania normy [2].

Jakie zastosowanie, takie zabezpieczenie

Norma PN-EN 1717:2003 [2] określa pięć kategorii płynów, które mogą mieć kontakt z wodą pitną, oraz 23 rodzaje zespołów zabezpieczających. Urządzenia zabezpieczające należą do ośmiu rodzin (A, B, C, D, E, G, H i L), z których każda ma typy (warianty) – również o literowych oznaczeniach. Dla każdego rodzaju zabezpieczenia określone zostały minimalna i maksymalna kategoria płynów, wobec których dane rozwiązanie stanowi skuteczne zabezpieczenie, oraz warunki ochrony instalacji.

Najczęściej stosowanymi rodzinami zabezpieczeń są:

• BA (izolatory przepływów zwrotnych ze strefą obniżonego ciśnienia z możliwością nadzoru), stosowane do płynów kategorii 4, np. podziemnych systemów zraszania czy basenów z systemem dezynfekcji, a także do zabezpieczenia przyłącza wody w budynkach mieszkalnych wielorodzinnych z lokalami użytkowymi lub usługowymi;
• CA (izolatory przepływów zwrotnych bez możliwości nadzoru), stosowane do płynów kategorii 3, np. do nadziemnych systemów zraszania, do uzupełnienia ubytków wody w instalacjach grzewczych lub klimatyzacyjnych bez dodatków do wody, a także do zabezpieczenia przyłącza wody w budynkach mieszkalnych wielorodzinnych;
• EA (zawory zwrotne antyskażeniowe z możliwością nadzoru), stosowane jako zabezpieczenie na przyłączu głównym domu jednorodzinnego czy dla instalacji ppoż.

Zawór odpowiedniej jakości

Najprostszy pod względem konstrukcji zawór antyskażeniowy EA (tak jak np. w przypadku urządzenia F.408 firmy Zetkama czy 1630 firmy Gebo) jest urządzeniem mechanicznym, w którym zamknięcie umożliwia przepływ wody tylko w jednym kierunku. Otwiera się automatycznie przy ciśnieniu od strony sieci większym niż od strony instalacji, natomiast w innym przypadku sprężyna automatycznie zamyka zawór. Rozwiązaniem poprawiającym użyteczność jest niewznoszący trzpień – pokrętło znajduje się na jednym poziomie, niezależnie od stopnia otwarcia/zamknięcia.

Zawór taki pozornie różni się od zaworu zwrotnego tylko dwoma otworami w korpusie zapewniającymi możliwość nadzoru, czyli inspekcji prawidłowego działania zaworu podczas eksploatacji (bez konieczności demontażu czy postoju instalacji). Jest to jednak pogląd mylny, ponieważ zawory antyskażeniowe muszą spełniać wymagania techniczne i jakościowe określone normą, wśród nich następujące wymagania eksploatacyjne:

• wytrzymałość określona jako minimalna liczba cykli pracy (np. 80 tys. cykli otwórz-zamknij po 15 s);
• odpowiednie wykonanie materiałowe – np. zawory typu EA (stożkowo-membranowe) z oferty EWE mają korpus z mosiądzu MS 58 lub żeliwa z powłoką proszkowo-epoksydową, stożek ze stali nierdzewnej 1.4401 z dźwigarem ze stali szlachetnej oraz membranę z EPDM dostosowaną do ciśnienia wody PN 10;
• korpus wyposażony w otwory (z zaślepkami) do bieżącej kontroli;zapewnienie pełnej (100%) szczelności przy ciśnieniu wstecznym 30 mm słupa wody.

Zgodność z wymogami musi być potwierdzona badaniami zakończonymi wydaniem odpowiednich certyfikatów. Konieczne jest też dopuszczenie do kontaktu z wodą pitną, czyli atest higieniczny wydany przez Państwowy Zakład Higieny.Urządzenia zabezpieczające wymagają także odpowiedniego montażu i warunków pracy w instalacji. Podstawowe wymagania w tym zakresie to:

• łatwy dostęp do urządzenia (kontrola, przeglądy, wymiany);
• zapewnienie odpływu do kanalizacji w przypadku urządzeń posiadających zawór upustowy – dotyczy to głównie rodzin CA i BA;
• urządzenie nie może być instalowane w miejscu narażonym na zalewanie;
• praca w środowisku powietrznym niezanieczyszczonym;
• spełnione warunki techniczne – montaż w odpowiednim położeniu, np. w pozycji poziomej dla CA i BA, i zachowanie odpowiednich odcinków prostych;
• wyposażenie hydrauliczne – montaż urządzenia odcinającego przed i za zaworem (EA, BA) oraz filtra z osadnikiem (BA i CA).

Wyposażenie hydrauliczne bywa jednym z najczęściej zaniedbywanych aspektów doboru i montażu urządzenia zabezpieczającego. To poważny błąd – zgodnie z normą [2] urządzenie zabezpieczające nie powinno funkcjonować samodzielnie. Musi stanowić element tzw. zespołu zabezpieczającego, definiowanego jako urządzenie hydrauliczne lub kombinacja urządzenia z innymi elementami wyposażenia hydraulicznego niezbędnymi do jego prawidłowego działania i obsługi, stanowiące zabezpieczenie przed przepływem zwrotnym. Ma to znaczenie dla prawidłowej pracy urządzeń, a wiąże się z precyzją ich konstrukcji.

Izolatory sieciowe z możliwością nadzoru (zawory antyskażeniowe BA) – takie jak np. BA4760 z oferty firmy Socla oraz F.405 i F.406 firmy Zetkama – charakteryzują się ciekawą konstrukcją. Składają się z dwóch zaworów zwrotnych i komory pośredniej. Jeśli wystąpi przepływ zwrotny, komora pośrednia jest opróżniana, co powoduje powstanie tzw. pozornej przerwy powietrznej. Dzięki temu strefy zasilania i odpływu są oddzielane. Zastosowanie tłokowego zaworu spustowego komory pośredniej przyczynia się do niezawodności urządzenia. Precyzyjna konstrukcja jest wrażliwa na zanieczyszczenia mechaniczne wody (np. piasek, rdza). Dlatego norma [2] jednoznacznie mówi, że w zespole zabezpieczającym klasy BA musi znaleźć się filtr siatkowy (oprócz niego wymagane są dwa zawory odcinające). Filtr siatkowy może, zależnie od konstrukcji, zatrzymać do 80–90% cząstek stałych, jeśli został prawidłowo dobrany do rodzaju instalacji, jakości wody i warunków pracy. F.821 produkcji firmy Zetkama może być stosowany jako zabezpieczenie dla zaworów antyskażeniowych różnych producentów. 

Z kolei firma Watts zaleca dla swoich urządzeń BA filtr F21NOR, z korpusem z mosiądzu i wymienną siatką ze stali nierdzewnej. Filtr z gwintem wewnętrznym ½–2” przystosowany jest do pracy z kilkoma średnicami rur, a jego zdolność filtrowania wynosi 500 µm. Brak filtra w zespole zaworu BA może spowodować utratę gwarancji na zawór antyskażeniowy.

Brak wyposażenia hydraulicznego jest ważnym, ale nie jedynym błędem projektowo-montażowym. Podstawowym warunkiem prawidłowego doboru zespołu zabezpieczającego jest uwzględnienie kategorii płynów potencjalnie zagrażających instalacji. Kategoria płynu jest podstawą wyboru zespołu zabezpieczającego, który powinien znaleźć się na początku wewnętrznej instalacji wodociągowej (za wodomierzem) oraz na odgałęzieniach zasilających wyposażenie specjalne i/lub dodatkowe, część usługową i/lub produkcyjną oraz inne urządzenia technologiczne. Zespoły zabezpieczające dla urządzeń pobierających wodę z instalacji są wbudowane w urządzenie.

Zespołów zabezpieczających nie można zastępować podczas montażu innymi urządzeniami na zasadzie 1:1. Wynika to choćby z faktu, że zespoły różnią się stratami ciśnienia. Przykładowo dla samych zaworów EA wynoszą one poniżej 0,1 bara, a dla zaworów BA – od 0,7 do 0,9 bara. Należy do tego dodać straty ciśnienia na wyposażeniu hydraulicznym – dla zaworu EA jest to zawór odcinający, a dla zaworów BA i CA – dwa zawory odcinające i filtr siatkowy. Mimo tych różnic problemem jest czasem stosowanie „tańszych zamienników” przez kreatywnych instalatorów lub inwestorów, np. zastępowanie zaworów BA zaworami EA lub zaworów EA zwykłymi zaworami zwrotnymi (niespełniającymi wymogów normy). Praktyka taka może spowodować, że instalacja nie zostanie odebrana, a koszt jej wykonania będzie wyższy ze względu na konieczność wymiany urządzeń.Nawet jeśli w instalacji znajduje się urządzenie odpowiednie do kategorii płynu i zgodne z normą, zdarza się, że jest ono przewymiarowane. Średnica zaworu może być bowiem mniejsza od średnicy przewodu, powinna więc być dobierana według charakterystyki hydraulicznej.

Istotnym zagadnieniem jest też prawidłowy montaż zaworu. Zaleca się poziomy, ale np. zawór EA może być montowany w pionie lub pod innym kątem, pod warunkiem że słup wody powracającej będzie dociskał grzybek do gniazda zaworu. Miejsce i sposób montażu muszą zapewniać zabezpieczenie przed zalewaniem, odprowadzenie wody do kanalizacji i nadzór – inspekcję, która zgodnie z Prawem budowlanym [3] powinna się odbywać przynajmniej raz do roku. 

Wiele firm ma w ofercie oprócz zaworów gotowe zestawy wodomierzowe z zaworami, np. EWE Armatura proponuje zestawy wodomierzowe przeznaczone do wody pitnej i dostępne w różnych wersjach i wymiarach dla wszystkich powszechnie stosowanych wodomierzy. Są one wyposażone w kulowe zawory odcinające, zawory skośne odcinające, skośne zawory zaporowo-zwrotne antyskażeniowe lub stożkowo-membranowe zwrotne zawory antyskażeniowe. Oferowane są też gotowe zestawy na budowy – w ich skład wchodzi pełna oferta armatury: zawory i zabezpieczenia antyskażeniowe oraz opomiarowanie: wodomierze. Z kolei Ferro oferuje zestawy nawet z wodomierzem, np. zestaw do domu jednorodzinnego zawierający nie tylko zawór antyskażeniowy ZZA0 typu EA (ciśnienie nominalne: 10 barów, temperatura pracy: do 65°C), ale też zawór kulowy KP pełniący funkcję zaworu odcinającego.

Literatura

1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU 2015, poz. 1422, z późn. zm.).
2. PN-EN 1717:2003
3. Ochrona przed wtórnym zanieczyszczeniem wody w instalacjach wodociągowych i ogólne wymagania dotyczące urządzeń zapobiegających zanieczyszczeniu przez przepływ zwrotny.
4. Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane (DzU 2018, poz. 1202, 1276, 1496 i 1669).
5. Materiały firm: Caleffi, EWE, Ferro, Gebo, Socla, Watts, Zetkama.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!