Badania jednostkowego zużycia wody w budynku wielorodzinnym dla pomiarów dobowych
Wstęp
W poprzednim artykule [7] opisano możliwości, jakie daje analiza danych uzyskanych z wodomierzy odczytywanych radiowo w cyklach miesięcznych (tzw. systemem inkasenckim), wskazując na informacje dotyczące analizy zużycia jednostkowego, trendów zmian czy proporcji zużycia wody ciepłej i zimnej.
Rozwinięciem systemu inkasenckiego jest system odczytu stacjonarnego, wykorzystujący koncentratory danych do rejestracji dobowej lub godzinowej odczytów z zainstalowanych wodomierzy. System stacjonarny wydatnie podwyższa liczbę uzyskanych informacji, m.in. pozwalając na analizę trendów dobowych, a w wypadku dodatkowej rejestracji zużycia według wskazań wodomierza głównego daje możliwość sprawdzania na bieżąco wartości rozbieżności bilansu wody w budynku.
Przykład takiej analizy został opisany w dalszej części artykułu.
Opis analizowanych pomiarów
Analizę przeprowadzono dzięki udostępnieniu przez spółdzielnię mieszkaniową bazy danych odczytów dobowych z okresu 6 tygodni (42 dni pomiarów) dla budynku wielorodzinnego. Analiza została przeprowadzona w ramach sprawdzenia przyczyn rozbieżności wskazań wodomierza głównego i mieszkaniowych w ww. budynku.
Budynek wysoki (11 kondygnacji), zlokalizowany w centralnej Polsce, wyposażony jest w system stacjonarnego odczytu wodomierzy (koncentratory), który pozwala na codzienny odczyt stanów wszystkich wodomierzy o godzinie 23:59.
Baza pomiarów zawierała informacje o:
–– stanach wodomierzy od dnia 20 kwietnia do 31 maja; wodomierze odczytywane były z dokładnością 0,001 m3,
–– rodzaju odczytywanego wodomierza (woda zimna/woda ciepła),
–– rodzaju odbiorcy (mieszkanie/lokal użytkowy).
Brak informacji o lokalizacji wodomierza (kuchnia/łazienka) uniemożliwił wykonanie analizy zużycia wody w ww. pomieszczeniach. Dla potrzeb opracowania założono, że wyższe zużycie wskazywane na wodomierzach wody zimnej i ciepłej wystąpi w łazience.
Przed przystąpieniem do analizy danych konieczna była wstępna weryfikacja ich prawidłowości i kompletności – szczególnie problematyczne okazały się braki odczytów z wodomierzy, wahające się w zakresie od 2,0% do 6,6% liczby odczytywanych urządzeń. Braki odczytu bezpośrednio wpływają na bilans wody w budynku i wartość rozbieżności względem wskazań wodomierza głównego, co zostało opisane w dalszej części artykułu.
Po weryfikacji danych analizie poddano informacje z 391 wodomierzy (196 sztuk dla wody zimnej i 195 sztuk dla wody ciepłej) umiejscowionych w 100 lokalizacjach (98 mieszkań i 2 lokale użytkowe); jedno mieszkanie (nr 91) nie posiadało wodomierzy odczytywanych zdalnie, a spółdzielnia nie podała przyczyny braku opomiarowania ww. mieszkania.
Mieszkania/lokale były wyposażone następująco:
–– po 2 wodomierze w dwóch lokalach użytkowych,
–– po 4 wodomierze w 98 mieszkaniach; jeden z wodomierzy wody ciepłej (mieszkanie nr 73) nie posiadał żadnego odczytu dla całego okresu pomiarów. Dzięki ww. informacjom możliwe było przeprowadzenie analiz m.in.:
–– zużycia średniego dobowego wody dla okresu 6 tygodni dla każdego odbiorcy i każdego pojedynczego wodomierza,
–– wartości, struktury i trendów zużycia jednostkowego dobowego,
–– struktury zużycia z podziałem na wodę zimną i ciepłą.
Dodatkowo, dzięki przeprowadzeniu pomiarów chwilowego zużycia wody przez rejestrację stanów wodomierza i przepływomierza elektromagnetycznego (zamontowanych szeregowo względem wodomierza głównego w budynku), możliwe było przeprowadzenie analizy rozbieżności bilansu wody dla badanego budynku w okresie od 20 kwietnia do 4 maja.
Niestety, podobnie jak w opisanych wcześniej badaniach [7], brak informacji socjologicznych (liczba mieszkańców, struktura wiekowa) czy technicznych (np. rodzaju wyposażenia mieszkań) nie pozwolił na dodatkowe uszczegółowienie analiz.
Wyniki szczegółowe przedstawiono w dalszej części artykułu.
Wyniki analiz zużycia jednostkowego
Pierwszą wykonaną analizą było sprawdzenie wielkości i struktury rozbiorów średnich dobowych z okresu pomiarów dla każdego z badanych odbiorców. Wyniki pokazuje rys. 1.
Otrzymane wyniki wskazują na bardzo duże różnice w zużyciu wody – pomijając mieszkanie niezamieszkane (nr 50) – zużycia średnie dobowe zawierały się w zakresie od 0,013 do 0,500 m3/d. Rozkład statystyczny zużycia dobowego przedstawia rys. 2. Otrzymane wyniki wskazały, że 70% odbiorców zużywa od 0,10 do 0,40 m3/d/mieszkanie wody przy średniej 0,203 m3/d/mieszkanie.
Na podstawie uzyskanych wyników przeprowadzono analizę zmian zużycia dobowego wody oraz dodatkowo analizę z podziałem na poszczególne wodomierze dla mieszkania o największym zużyciu średnim dobowym (0,50 m3/d) i dla wybranego mieszkania o zużyciu 0,05 m3/d. Wyniki pokazują rys. 3 i rys. 5.
Wyniki pomiarów dla mieszkania o zużyciu maksymalnym wskazują na wysoką dynamikę zmian zużycia (dla dni z odczytem wszystkich wodomierzy) – od 0,171 do 0,922 m3/d. Co interesujące, dynamika zmian dotyczyła przede wszystkim zużycia wskazywanego przez wodomierz wody zimnej (prawdopodobnie w łazience). Dodatkowo wielokrotnie spadek zużycia dla łazienki powodował wzrost zużycia wody w kuchni.
Dodatkowo wartość zużycia w okresie od 4 do 10 maja jest zaniżona – przez tydzień dla jednego z wodomierzy wody zimnej nie zarejestrowano żadnego odczytu.
W wypadku mieszkania o zużyciu średnim 0,05 m3/d wartość ta wynikała z braku zużycia wody przez większość dni roboczych – woda wykorzystywana była przede wszystkim w dni wolne. Centralne zaopatrzenie w ciepłą wodę w badanym budynku umożliwiło wykonanie analizy zużycia wody ciepłej do zużycia wody zimnej dla poszczególnych mieszkań. Wyniki przedstawiają wykresy z rys. 6 i rys. 7.
Otrzymane wyniki (podobnie jak dla poprzedniej analizy [7]) wskazały na brak zależności dla proporcji zużycia wody zimnej i ciepłej – dla 31 mieszkań zużycie wody ciepłej było większe niż wody zimnej. Natomiast największą dysproporcję wody zimnej do ciepłej można zaobserwować dla mieszkań o najniższym zużyciu wody.
Wyznaczono histogram struktury zużycia z podziałem na wodę zimną i ciepłą – rys. 8.
Struktura rozkładu zużycia wody zimnej i ciepłej potwierdza wyższe zużycie wody zimnej – dla średnich wartości dobowych to 54% zużycia wody w badanym budynku.
Struktura zużycia dobowego wody dla wybranego mieszkania o zużyciu dobowym 0,05 m3/d
Wykres struktury dobowego zużycia wody zimnej (ZW) i wody ciepłej (CW)
Wykres zużycia średniego dobowego dla wszystkich zasilanych lokali
Struktura zużycia jednostkowego dobowego dla wszystkich mieszkań
Porównanie zużycia dobowego dla mieszkania o najwyższej wartości zużycia 0,50 m3/d i wybranego mieszkania o zużyciu 0,05 m3/d
Struktura zużycia dobowego dla mieszkania o najwyższej wartości zużycia dobowego (0,50 m3/d)
Wykres średniego dobowego zużycia wody dla okresu badań dla wody zimnej (ZW) i wody ciepłej (CW)
Struktura zużycia jednostkowego dobowego dla wszystkich mieszkań z podziałem na wodę zimną i ciepłą
Analiza bilansu wody w budynku wielorodzinnym
Zastosowanie systemu stacjonarnego radiowego odczytu wodomierzy pozwala w połączeniu z pomiarem zużycia chwilowego wody przez wodomierz główny na wykonanie bilansu dobowego dla budynku. Ponieważ w ramach badań ww. budynku przeprowadzono pomiary zużycia wody w okresie 20 kwietnia – 6 maja, wykorzystując do tego celu kontrolny wodomierz objętościowy oraz przepływomierz elektromagnetyczny, możliwe było wyznaczenie wielkości rozbieżności bilansu wody dla każdej doby w ww. okresie.
Wyniki pokazuje rys. 9.
Wyniki bilansu wskazały, że rozbieżności między ilością wody zmierzonej przez wodomierz kontrolny (główny) i sumą zużycia zmierzoną przez wodomierze w lokalach zmieniają się w trakcie całego okresu pomiarów, wynosząc od 6,6% do 13% wskazań wodomierza kontrolnego. Jednak bardzo silny wpływ na uzyskane rozbieżności miała liczba wodomierzy, dla których danego dnia nie było odczytu – liczba ta wahała się od 2 do 22 wodomierzy (dla ogólnej liczby 391 odczytywanych wodomierzy).
Z tego powodu przeprowadzono analizę brakujących odczytów, zarówno jako ich liczby, jak też i rozkładu na poszczególne mieszkania. Wyniki pokazują rys. 10 i rys. 11. Otrzymane wyniki wskazały na dwa aspekty braku odczytów:
–– co tydzień dla całej populacji liczba brakujących odczytów jest minimalna,
–– główna liczba nieodczytywanych wodomierzy znajdowała się na najniższych i najwyższych kondygnacjach, wskazując na konieczność zmiany lokalizacji koncentratorów lub dodania kolejnych.
Po przekazaniu zarządcy budynku ww. uwag problemy te zostały skorygowane – sprawdzono wszystkie wodomierze z brakiem przyrostu wskazań, dodano dodatkowe koncentratory i uzupełniono brakujące wodomierze. Efektem końcowym było zmniejszenie rozbieżności bilansu wody w budynku poniżej 1% wody mierzonej przez wodomierz główny, potwierdzając, że możliwe jest osiągnięcie takiego poziomu rozbieżności bilansu wody w budynkach wielorodzinnych.
Bilans wody dla budynku wraz z liczbą braku odczytanych wodomierzy
Liczba brakujących odczytów wodomierzy dla całego okresu badań
Liczba brakujących odczytów wodomierzy dla poszczególnych mieszkań
LITERATURA
[1] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 14 stycznia 2002 r. w sprawie określenia przeciętnych norm zużycia wody. Dz. U. nr 8 poz. 70 z 2002 r.
[2] K Szopińska, R. Pasela: „Struktura zużycia wody w budownictwie wielorodzinnym”. Instal 5/2009
[3] K Szopińska: „Wskaźniki jednostkowego zużycia wody i rozbieżności wskazań dla budownictwa wielorodzinnego na przykładzie wybranych budynków w Bydgoszczy”, Instal 9/2009
[4] W. Koral: „Badania wodomierzy mieszkaniowych z modułem odczytu radiowego”. Instal 11/2010
[5] W. Koral: „Dlaczego zastosowanie odczytu zdalnego wodomierzy nie rozwiązuje problemu rozbieżności bilansu wody w budownictwie wielorodzinnym?”, Instal 6/2011
[6] M. Jaszewska: „Zmiany jednostkowego zużycia wody na cele socjalno–bytowe w ostatnich latach na przykładzie Szczecina”, Instal 11/2015
[7] W. Koral: „Badania jednostkowego zużycia wody w budownictwie wielorodzinnym”, Instal 6/2019
dr inż. Wojciech Koral (https://orcid.org/0000-0002-6316-1261) – Politechnika Śląska w Gliwicach, Instytut Inżynierii Wody
i Ścieków, Gliwice. Adres do korespondencji: wojciech.koral@polsl.pl