Zdravotní inženýrství

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ
FAKULTA STAVEBNÍ
VODOHOSPODÁŘSKÉ STAVBY
MODUL 02
ZDRAVOTNĚ TECHNICKÉ STAVBY


STUDIJNÍ OPORY
PRO STUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA

- 2 (2) -


































© …
Úvod
- 3 (3) -
OBSAH
1 Úvod 7
1.1 Cíle........................................................................................................7
1.2 Požadované znalosti..............................................................................7
1.3 Doba potřebná ke studiu.......................................................................7
1.4 Klíčová slova.........................................................................................7
1.5 Použitá terminologie.............................................................................7
2 Zdravotně technické stavby.........................................................................8
2.1 Vodní zdroje – jímání vody..................................................................8
2.1.1 Druhy vod...............................................................................8
2.1.1.1 Podle zdroje vody můžeme dělit vody na:..............................8
2.1.1.2 Dle normy dělíme vody na:.....................................................8
2.1.2 Objekty k jímání podzemních vod můžeme dělit na:.............9
2.1.2.1 Vertikální jímací objekty........................................................9
2.1.2.2 Horizontální jímací objekty....................................................9
2.1.2.3 Plošné jímací objekty..............................................................9
2.1.3 Jímání povrchové vody...........................................................9
2.1.3.1 Objekty k jímání povrchové vody z nádrží a jezových zdrží10
2.1.4 Jímání vody v tekoucích vodách...........................................10
2.1.5 Ochranná pásma vodních zdrojů...........................................11
2.1.6 Umělé jímání vody................................................................11
2.2 Koncepce řešení zásobování vodou - doprava vody...........................12
2.2.1 Faktory ovlivňující koncepční řešení dopravy vody:............12
2.2.2 Vodárenské soustavy sestávají ze dvou úrovní:....................12
2.2.3 Návrh celkové koncepce zásobování vodou obsahuje:.........12
2.2.4 Výpočet potřeby vody:..........................................................14
2.2.4.1 Výpočet potřeby vody dle směrnice č.9................................14
2.2.4.2 Metodického pokyn Mze ČR................................................17
2.2.5 Vodojemy..............................................................................17
2.2.5.1 využitelný objem vodojemu:.................................................17
2.2.5.2 Stavební řešení......................................................................17
2.2.6 Vodovodní síť .......................................................................18
2.2.6.1 Návrh zásobního a distribučních řadů...................................18
2.2.6.2 Stanovení průměru potrubí:..................................................18
2.2.7 Trubní materiály....................................................................18
2.2.8 Objekty a armatury na vodovodní síti...................................18
2.2.8.1 Uzávěry: šoupátka vřetenová, třmenová...............................18
2.2.8.2 Armaturní šachty...................................................................19
2.2.8.3 Vzdušníky Obr. 2.8. ...............................................................19
2.2.8.4 Kalníky (kalosvody)..............................................................19
2.2.8.5 Hydrant.................................................................................19
2.2.8.6 Opěrné bloky - proti posunu nebo vychýlení ze směru........19

- 4 (4) -
2.2.8.7 Chráničky.............................................................................20
2.2.8.8 Umístění potrubí v min. sklonu a nezámrzné hloubce.........20
2.2.9 Koroze potrubí......................................................................20
2.2.9.1 Vnitřní koroze (působením plynů).......................................20
2.2.9.2 Vnější koroze (elektrochemické reakce potrubí s půdou)....20
2.3 Úprava vody.......................................................................................20
2.3.1 Výběr zdroje vody a kategorizace surových vod;................20
2.3.1.1 Kategorie A..........................................................................20
2.3.1.2 Kategorie B..........................................................................21
2.3.1.3 Kategorie C..........................................................................21
2.3.1.4 Kategorie D..........................................................................21
2.3.2 Základní procesy úpravy vody:............................................21
2.3.2.1 Fyzikálně-chemická preoxidace vzdušným kyslíkem..........21
2.3.2.2 Chemická preoxidace...........................................................21
2.3.3 Typické procesy pro úpravu vod jsou:.................................22
2.3.3.1 Mechanické předčištění surové vody...................................22
2.3.3.2 Usazování.............................................................................23
2.3.3.3 Čiření vody...........................................................................23
2.3.3.4 Filtrace..................................................................................25
2.3.3.5 Hygienické zabezpečení vody..............................................26
2.3.3.6 Odkyselování........................................................................27
2.3.3.7 Odželezování a odmanganování...........................................27
2.3.4 Kalové hospodářství.............................................................27
2.4 Stokování............................................................................................28
2.4.1 Základní pojmy:...................................................................28
2.4.2 Druhy odpadních vod:..........................................................29
2.4.3 Odpadních vody, které se nesmějí vypouštět do Stokových
sítí:........................................................................................29
2.4.4 Stokové soustavy dle uspořádání: (většinou kombinace).....29
2.4.5 Stokové soustavy:.................................................................30
2.4.5.1 Gravitační kanalizace...........................................................30
2.4.5.2 Zvláštní způsoby odkanalizování.........................................31
2.4.6 Stanovení návrhového průtoku odpadních vod:...................31
2.4.6.1 Množství splaškových odpadních vod.................................31
2.4.6.2 Výpočet dešťových odpadních vod......................................31
2.4.7 Mezní sklony a rychlosti ve stokových sítích:.....................33
2.4.7.1 Minimální sklon:..................................................................33
2.4.7.2 Maximální sklon a maximální rychlost:...............................33
2.4.8 Trubní materiály na stokových sítích:..................................33
2.4.9 Objekty na stokových sítích:................................................34
2.4.9.1 Šachty (vstupní)....................................................................34
2.4.9.2 Spojné objekty......................................................................35
2.4.9.3 Spadiště ................................................................................35
2.4.9.4 Skluzy...................................................................................35
Vodní zdroje – jímání vody
- 5 (5) -
2.4.9.5 Proplachovací objekty...........................................................35
2.4.9.6 Vpusti:...................................................................................35
2.4.9.7 Lapáky splavenin:.................................................................35
2.4.9.8 Kanalizační podchody pod komunikacemi:..........................35
2.4.9.9 Shybky (sifóny):....................................................................36
2.4.9.10 Kanalizační přípojky:............................................................36
2.4.10 Odlehčovací komory (OK) = dešťový oddělovač (DO):......36
2.4.10.1 Dělení odlehčovacích komor:...............................................36
2.4.10.2 Základní dělení OK:..............................................................36
2.4.10.3 Přepady v OK (vychází z topologie sítě):.............................36
2.4.10.4 Další typy odlehčovacích komor:.........................................36
2.4.11 Dešťové nádrže DN:.............................................................37
2.4.11.1 Důvody navrhování Dešťových nádrží:................................37
2.4.11.2 Základní rozdělení dešťových nádrží:..................................37
2.4.11.3 Dimenzování dešťových nádrží............................................37
2.4.11.4 Konstrukce dešťových nádrží...............................................37
2.4.11.5 Zapojení dešťových nádrží do stokových sítí:......................38
2.4.12 Vodotěsnost a zkoušení vodotěsnosti nových stokových sítí:38
2.4.12.1 Zkouška vodotěsnosti se musí povinně vykonat:..................38
2.4.13 Obsluha a údržba stokových sítí (ON 73 67 15)...................38
2.4.13.1 Obsluha.................................................................................38
2.4.13.2 Údržba...................................................................................38
2.4.13.3 Provozní řád (ON 73 67 10 – oborová norma).....................39
2.4.13.4 Kanalizační řád.....................................................................39
2.4.13.5 Manipulační řády:.................................................................39
2.4.13.6 Revize stok:...........................................................................39
2.4.13.7 Čištění stok:..........................................................................39
2.4.14 Netradiční způsoby stokování:..............................................39
2.4.14.1 Podtlaková kanalizace (Vakuová): ČSN EN 16 71..............39
2.4.14.2 Tlaková kanalizace: ČSN EN 10 91.....................................40
2.4.14.3 Maloprofilová kanalizace......................................................40
2.5 Čištění odpadních vod.........................................................................41
2.5.1 Charakter znečišťujících látek a procesy používané k jejich
odstraňování..........................................................................41
2.5.2 Stanovení organických látek v odpadních vodách................42
2.5.3 Technologická linka středních a velkých čistíren.................42
2.5.4 Mechanické čištění odpadních vod.......................................42
2.5.4.1 Hrubé předčištění..................................................................43
2.5.4.2 Lapáky písku.........................................................................43
2.5.4.3 Usazovací a zahušťovací nádrže...........................................43
2.5.5 Biologické čistírenské procesy.............................................44
2.5.5.1 Biologické aerobní čištění.....................................................44
2.5.5.2 Anaerobní čistírenské procesy..............................................47
2.5.6 Odstraňování dusíku a fosforu (živin) z odpadních vod.......48

- 6 (6) -
2.5.6.1 Dusík....................................................................................49
2.5.6.2 Fosfor...................................................................................50
2.5.7 Kalové hospodářství.............................................................50
2.5.7.1 Stabilizace kalu....................................................................51
2.5.7.2 Zahušťování kalu..................................................................51
2.6 Inženýrské sítě...................................................................................52
2.6.1 Význam a historie inženýrských sítí....................................52
2.6.2 Rozdělení inženýrských sítí.................................................52
2.6.3 Prostorová koordinace inženýrských sítí..............................52
2.6.3.1 Krytí inženýrských sítí.........................................................53
2.6.4 Trubní sítě............................................................................53
2.6.4.1 Tepelné sítě..........................................................................53
2.6.4.2 Plynovody.............................................................................54
2.6.5 Vodičové sítě........................................................................55
2.6.5.1 Silové rozvody elektrické energie........................................55
2.6.5.2 Materiál a provedení sítí.......................................................56
2.6.5.3 Zabezpečenost dodávky, topologie silových rozvodů..........56
2.6.5.4 Telekomunikační sítě...........................................................56
2.6.5.5 Materiál a konstrukce...........................................................56
2.6.6 Kolektory..............................................................................57
2.6.6.1 Vystrojení inženýrskými sítěmi...........................................57
2.6.6.2 Stavební část kolektoru........................................................57
2.6.6.3 Funkční vybavení.................................................................57
2.7 Balneotechnika...................................................................................58
2.7.1 Plovárenská zařízení.............................................................58
2.7.2 Vybavenost plovárenských zařízení:....................................58
2.7.3 Hygienické požadavky.........................................................59
2.7.4 Vodní hospodářství..............................................................59
2.7.4.1 Recirkulační systém:............................................................60
2.7.5 Dezinfekce............................................................................60
2.7.5.1 Dezinfekční prostředky........................................................61
2.7.5.2 Chlor - patří k oxydantům....................................................61
2.7.5.3 Ozón.....................................................................................61
2.7.5.4 Bróm, Jód.............................................................................61
2.7.5.5 UV záření. Jedná se o jednu z variant dezinfekce................62
2.8 Autotest...............................................................................................62
3 Závěr...........................................................................................................62
3.1 Shrnutí................................................................................................63
4 Studijní prameny.......................................................................................63
4.1 Seznam použité literatury...................................................................63
4.2 Odkazy na další studijní zdroje a prameny.........................................64
5 Klíč 64
Úvod
- 7 (7) -
1 Úvod
1.1 Cíle
Cílem modulu je seznámit studenty a čtenáře s problematikou zdravotně –
technických staveb takovou formou, aby byl modul výchozím podkladem pro
studium, samostudium i pro orientaci v dané oblasti s možostí dle záměrů
studijního programu využit pro další etapy studia. Důraz klademe na tvůrčí
přístup, který by mělo studium modulu podpořit. Problematika zdravotního
inženýrství se dostává zejména v souvislosti se vstupem ČR do EU, stále více
do popředí zájmu v oblasti vodního hospodářství jako celku. Cílem je proto
upozornit na bázové oblasti této z ekologického hlediska mimořádně důležité
oblasti v jejich parciálních částech: vodní zdroje - jímání vody, doprava vody,
úprava vody, stokování, čištění odpadních vod, inženýrské sítě, balneotechnika
a odpadové hospodářství.
1.2 Požadované znalosti
Požadované znalosti budou kvalitním podkladem pro další etapy studia a
orientace v problematice daného modulu nutně vyžaduje základní znalosti
z předmětů
• matematika, fyzika, chemie
1.3 Doba potřebná ke studiu
Pro nastudování základního modulu textu jako podkladu pro další studium a
samostudiu je nutná doba 20 hodin, pro rozšíření znalostí, příklady v rámci
doporučených metod jednotlivých parciálních metod dalších 30 hodin.
1.4 Klíčová slova
Jímání, vodní zdroje, úprava vody, doprava vody, stokování, městské
odvodnění, čištění odpadních vod, inženýrské sítě, odpadové hospodářství,
generely a pasporty, expertní systémy.
1.5 Použitá terminologie
V textu je aplikována terminologie vycházející z normativních a legislativních
materiálů, z v praxi zobecněných výrazů a z terminologie přejímané
v souvislosti se sjednocením v rámci EU.


- 8 (8) -
2 Zdravotně technické stavby
Předmětem předkládaného modulu je seznámit studenty se strukturou
základních předmětů zaměření zdravotně technických staveb v rámci předmětu
vodohospodářské stavby. Jedná se o tyto nosné oblasti: jímání a úprava vody,
zásobování a doprava vody, stokování, čištění odpadních vod, inženýrské sítě a
balneotechnika. Uvedené oblasti jsou součástí jednotlivých kapitol tohoto
modulu opor.
2.1 Vodní zdroje – jímání vody
Pod pojmem vodní zdroje rozumíme zdroje povrchové nebo podzemní vody,
které mohou být nebo jsou využívány k rozličným úkolům a potřebám
společnosti.
Zdroje podzemní vody mohou být využívány díky propustnosti povrchových
vrstev Země, kdy zejména dešťová voda proniká do podzemní zvodnělé vrstvy,
tvořené písky a štěrky. Mocnost zvodnělých vrstev může dosahovat od
několika málo až po desítky metrů. Zvodnělé vrstvy se vyskytují s volnou nebo
napjatou hladinou – vrstva s napjatou hladinou je ohraničena nepropustnou
vrstvou (jíly, hlíny apod.) a je pod tlakem. Příkladem jsou artézské studny, ze
kterých vyvěrá voda bez čerpání. U vrstvy s volnou hladinou chybí horní
nepropustná vrstva. Voda opouští zvodnělou vrstvu s volnou hladinou
přirozenou cestou (v podobě pramenů, vodních toků, vytéká do jezer apod.)
nebo umělou cestou (studnami, zářezy nebo jinými jímacími objekty),
nejčastěji čerpáním nebo pomocí násosky (násoskového řadu), kde vlivem
podtlaku v násoskovém řadu je voda dopravována z jednotlivých studní do
sběrné šachtové studny. Hlavní část vodních zdrojů v ČR představují vody
povrchové.
Povrchové vody mají oproti podzemním vodám obvykle vyšší a proměnlivou
teplotu, větší množství organických látek, vyšší koncentraci kyslíku, nízkou
koncentraci oxidu uhličitého, výrazně vyšší zastoupení mikroorganizmů atd.
Kvalita povrchových vod obecně je ovlivněna řadou vlivů souvisejících
s fyzikálními, chemickými a biologickými procesy v daných hydrologických,
hydraulických, geologických, klimatických a morfologických poměrech.
2.1.1 Druhy vod
2.1.1.1 Podle zdroje vody můžeme dělit vody na:
• Povrchovou; podzemní a dešťovou vodu
V ČR využíváme z 57% povrchové zdroje, většinou z vodárenských nádrží,
méně z toků. Povrchové jímání je jednodušší, složitější je však úprava vody.
Podzemní jímání je složitější, jednodušší je naopak úprava vody.
Vodní zdroje – jímání vody
- 9 (9) -
2.1.1.2 Dle normy dělíme vody na:
• Vodu pitnou
• stolní – ČSN 56 78 59
• kojen