Това, което сте ми изпратили не можах да го прочета, тъй като ми блокира пощата, когато отворих писмото Ви

Препис

1 ОЦЕНКА НА РАЗХОДА НА ВОДА В АДМИНИСТРАТИВНИ СГРАДИ ASSESMENT OF THE WATER CONSUMTION IN ADMINISTRATIVE BUILDINGS Петя Иванова Петрова, докторант, инж., УАСГ-катедра ВКПВ Димитър Аличков, доц. д-р УАСГ-катедра ВКПВ Petya Ivanova Petrova, PhD stydent, Civ.Eng, Dimiter Alitchkov, Assoc. Prof. PhD, Civ. University of Architecture, Civil Engineering and Geodesy-Department of Water Supply, Sewerage, Water and Wastewater Treatment РЕЗЮМЕ Оборудването на сградите със съвременни арматури, както и промяната на други технически, социално-икономически и демографски фактори, налагат периодична актуализация на нормативната уредба по отношение, както на водоснабдителните норми, така и методиките за определяне на оразмерителните водни количества. Предмет на настоящия доклад е изследване на разхода на вода в представителни административни (офисни) сгради с цел определяне на актуални параметри за оценка на водопотреблението и загубите на вода в тях. За целта са извършени измервания с постоянно регистрираща апаратура (Data Logger) на консумираната вода и налягането във водопроводните инсталации. Събраните данни са обработени чрез прилагането на статистически методи. Получените резултати позволяват да се определят параметрите на математически модел на водопотреблението, който да послужи за актуализация на водоснабдителните норми и оразмерителните разходи в офисни сгради в България. Ключови думи Водопотребление, консумация на вода, загуби на вода, водоснабдителни норми, моделиране на водопотреблението. ABSTARCT Equipment of buildings with contemporary sanitary fixtures, as well as the change of other technical, socioeconomic and demographic factors require periodic update of the legislation in terms of water supply norms and methods for estimation of the sizing peak flows. The subject of the present paper is investigation of water consumption in representative administrative (office) buildings with a purpose to determine current parameters for assessment of water demand and water losses. For the purpose, the measurements with permanently recording equipment (Data Logger) of water consumption and pressure in water supply networks are carried out. The collected data is processed applying statistical methods. The obtained results allow determination of the parameters of water demand mathematical model, which to be used for updating of the water supply norms and sizing peak flows in office buildings in Bulgaria. Keywords Water demand, water consumption, water losses, water supply norms, modeling of water demand.

2 1. ВЪВЕДЕНИЕ В последния публикуван Доклад на Европейската комисия (COM (2014) 363 final) относно качеството на питейната вода в ЕС за периода г. съгласно Директива 98/83/ЕО и техническите доклади към него, касаещи Република България, се посочва, че водоснабдителните услуги като цяло отговарят на европейските стандарти, но загубите на вода са много високи (60%) и поддръжката на водоснабдителните системи и съоръжения е недостатъчна [3]. Проблемът за рационалното използване на водните ресурси, които са неравномерно разпределени и не са неизчерпаеми, е със световно значение. Това важи в голяма степен и за нашата страна, където у хората няма развито схващане за икономия и съхранение на водата. През последните години при строителството на сградни водоснабдителни и канализационни инсталации в България навлязоха много нови материали и санитарно-технически прибори и арматури, които доведоха до динамични промени в консумацията на вода на различните потребители. Всичко това, както и промяната на други технически, социално-икономически и демографски фактори, налагат периодична актуализация на нормативната уредба по отношение, както на водоснабдителните норми, така и на методиките за определяне на оразмерителните водни количества. Периодичното изследване на водопотреблението, загубите на вода, както в сградите, така и в селищните водоснабдителни системи е обективна необходимост с оглед постигане на европейските и световни стандарти в икономичното използване на водата за питейно-битови нужди. 2. ЦЕЛИ През последните години в България не са правени изследвания на разхода на вода в обществени сгради. Предмет на настоящия доклад е изследване на консумацията на вода в представителни административни (офисни) сгради с цел определяне на актуални параметри за оценка на водопотреблението и загубите на вода в тях. Със активното съдействие на Софийска вода АД, част от VEOLIA са събрани данни и са извършени измервания с постоянно регистрираща апаратура (Data Logger) на консумираната вода и налягането във водопроводните инсталации, които са обработени чрез прилагането на статистически методи. Получените резултати позволяват да се определят параметрите на математически модел на водопотреблението, който да послужи за актуализация, както на водоснабдителните норми, така и на оразмерителните водни количества в офисни сгради в България. 3. ТЕОРЕТИЧНИ ОСНОВИ И АНАЛИЗ НА ДАННИ При обработката на събраните през последните две години данни е използван системен статистически подход за анализ на водопотреблението и загубите на вода. В основата на този подход стои теоретичен модел на водопотреблението, който се състои от два процеса, които не са свързани корелационно помежду си: хармоничен и стохастичен [6]. Хармоничният компонент се определя от жизнения цикъл на обитателите, като в случая на разгледаните офисни сгради е свързан с усреднения разход на вода през работоните дни от седмицата. Стохастичният компонент показва отклонението на водопотреблението от хармоничния процес. Тези два процеса са разграничени, техните параметри са определени и анализирани по-долу.

3 През периода на изследването са проследени още изменението на броя на обитателите и състоянието на санитарно-техническото оборудване. Същевременно, при определяне на консумацията на вода за всяка представителна сграда, процесът на водопотребление е разгледан като сума от два компонента [1]: действителна консумация; загуби на вода. Под загуби на вода се разбира течове, вследствие на неправилната направа на връзките между тръбните системи в сградите, течове от неизправни водочерпни арматури и загуби на вода, вследствие на изстиване на водата в мрежата за топла вода. Общата консумация усреднена за период от време 1 час е представена чрез формула 1 [1, 4]: h h h Q i( t) Qr ( t) qi( t),където: h Q i t ) h Q r t ) h q i t ), dm 3 /h, (1) ( е общият разход на вода за интервал от време 1 час в ден i; ( - реалната консумация на вода за интервал от време един час от ден i; ( - реалните загуби за интервал от време един час от ден i. Отделянето на загубите на вода от действителното водопотребление е с голямо значение, от гледна точка на получаването на действителни параметри на интегралната функция на разпределение на разходите компоненти [1, 4]: За определяне на загубите на вода е използван математическия модел, представен с формула 2 [1, 2]: q h i( t) b h i 0 P ef ( t) dt, dm 3 /h (2), където: bi е параметър, който е дефиниран за всеки i ден за времето, когато няма консумация; P ef е средното (ефективно) налягане в сградната водопроводна инсталация Изходни данни В таблица 1 по-долу е дадена извадка от информацията за изследваните сгради, в т.ч. местоположение, брой потребители и санитарно-техническо оборудване. Табица 1: Информация за изследваните Административни (офисни) сгради ОБЕКТ Столична община АГЕНЦИЯ МИТНИЦИ - II захранване, Град София София Адрес Тип сграда ул. администр Московска 33 ативна ул. Георги администр Сава ативна Раковски 47, Вид дейност офис офис Големина на сградата (брой етажи) Брой потребители след водомера сутерен, 146 постоянни партер, денонощна етажа охрана сутерен, 400 постоянни, партер, денонощна етажа охрана Тоалетна мивка Кухн. мивка н.р.т.к. Санитарно оборудване в.р.т.к. Писоар Вана Душ Пералня Съдом. машина АГЕНЦИЯ МИТНИЦИ София ул. Веслец администр ативна офис 200 постоянни+ сутерен, 3 3 денонощна етажа, таван охрана Обработените данни от записите на Data Logger-ите за водопотреблението и средното налягане в изследваните офисни сгради са показани на фиг.1, фиг.2 и фиг.3 по-долу.

4 Фиг. 1 Изменениe на налягане (P ef ) и консумация на вода (Q) в офисна сграда 1 Фиг. 2 - Изменениe на налягане (P ef ) и консумация на вода (Q) в офисна сграда 2 Фиг. 3 Изменениe на налягане (P ef ) и консумация на вода (Q) в офисна сграда 3 Диапазонът на изменение на ефективното налягане средно за наблюдаваните сгради е от 202 KPa до 489 KPa. Минималните стойности на ефективното налягане се наблюдават в часовете с максимална консумация на вода сутрин (в началото на работното време), по обяд (по време на обедната почивка) и след обяд (към края на работото време). Максималните стойности на ефективното

5 налягане се наблюдават в часовете без консумация извън работно време и най-вече през малките часове на денонощието. Ефективното налягане и водопотреблението се изменят не само през денонощието, но и през почивните и работните дни. За това, при обработка на данните са разгледани двата случая по отделно: за работни и за почивни дни [5] Загуби на вода Резултатите за загубите на вода в изследваните сгради, получени на база на посочения по-горе математически модел за периода на изследването, са показани на фиг. 4, фиг. 5 и фиг.6 по-долу: Фиг. 4 Загуби на вода (q los ) в офисна сграда 1 Фиг. 5 Загуби на вода (q los ) в офисна сграда 2

6 Фиг. 6 Загуби на вода (q los ) в офисна сграда Водопотребление без загуби на вода С цел да се анализира действителното водопотребление са отделени загубите на вода от общото измерено водно количество. Резултатите за действително изразходваната вода за изследваните сгради, без загуби на вода, са показани на фиг.7, фиг.8 и фиг.9. Фиг. 7 Действително водопотребление без загуби на вода (Q neto ) в офисна сграда 1 Фиг. 8 Действително водопотребление без загуби на вода (Q neto ) в офисна сграда 2 Фиг. 9 Действително водопотребление без загуби на вода (Q neto ) в офисна сграда 3

7 3.4. Типизирани часови графици на водопотреблението през работните дни Въз основа на направените измервания може да се получат т.н. типизирани часови графици за офисни сгради. Разглеждайки процеса на часово водопотребление (т.е. за интервал от време равен на един час), хармоничният (постоянният) компонент в този случай представлява средния денонощен часов график. Средният часов график отразява хармоничния компонент на водопотреблението и е основа за създаването на стандартизиран часов профил [1, 2, 3, 4]. За оценка на средния часов график за изследваните офисни сгради, са направени статистически анализи на действителното водопотреблението за работните дни. Резултатите са дадени на фиг.10, фиг.11 и фиг.12, където: Q w е средно- часовото водопотребление за работни дни. Фиг. 10 Средно-часово водопотребление (Q average ) в офисна сграда 1 Фиг. 11 Средно-часово водопотребление (Q average ) в офисна сграда 2

8 Фиг. 12 Средно-часово водопотребление (Q average ) в офисна сграда 3 И при трите изследвани сгради се забелязват ясно три периода с повишена консумация. Изхождайки от горепосочените резултати е получен типизиран часов график за офисни сгради, който е показан фиг. 13. Фиг. 13 Tипизиран часов график за офисни сгради 3.5. Случаен (стохастичен) компонент на водопотреблението За оценка на случайния (стохастичен) компонент на водопотреблението, бяха направени статистически анализи на действителното водопотреблението за работни дни. Резултатите за изследваните офисни сгради са показани на фиг. 14, фиг. 15 и фиг.16.

9 Фиг. 14 Стохастичен компонент на водопотреблението в работни дни (Q h w ) в офисна сграда 1 Фиг. 15 Стохастичен компонент на водопотреблението в работни дни (Q h w ) в офисна сграда 2 Фиг. 16 Стохастичен компонент на водопотреблението в работни дни (Q h w ) в офисна сграда 3

10 4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Извършени са изследвания на разхода на вода в представителни офисни сгради в гр. София, като е използван системен статистически анализ; Събраните данни представляват оптимизирана извадка, която позволява да се направи детайлен анализ на водопотреблението; Въз основа на приет математически модел на водопотреблението са определени загубите на вода и действителното водопотребление в изследваните сгради; Получени са параметрите и са определени хармоничния и стохастичния компоненти на водопотреблението; Предложен е стандартизиран часов график за административни (офисни) сгради в България, който може да се използва при оразмеряване на елементите от водопроводните им инсталции; Плучените резултати ще се използват за определяне на цялостен математически модел на водопотреблението в административни (офисни) сгради, който да послужи за актуализация на водоснабдителните норми и оразмерителните разходи в офисни сгради в България. Авторите изказват своята голяма благодарност на Софийска вода АД, част от VEOLIA за оказаното им съдействие във връзка с извършване на измерванията и предоставянето на необходимите за анализа данни. ЛИТЕРАТУРА 1. Аличков, Д., Определяне на параметрите на статистически модел на водопотреблението, Годишник на ВИАС, т. XXХVII, София, Иванова, П., 2005, Изследване на водопотреблението в обществени сгради, Международна конференция: Булаква, София, България. 3. Оперативна програма Околна среда г., одобрена с решение на ЕК от г. 4. Alichkov, D., Ivanova, P., (2003). Systematic Approach for Investigation of Water Demand in Buildings. International Symposium: Water Supply and Drainage for Buildings. Ankara. Turkey. 5. Ivanova, P., Alichkov, D., (2004). Investigation of Water Demand in Commercial Buildings. International Symposium: Water Supply and Drainage for Buildings Paris. France. 6. Verbitsky A. S., Mathematical Models for Calculation of Water Supply Networks based on their Stochastic Characteristics. Integrated Computer Applications in Water Supply. John Willy&Sons Inc. New York