1
1. ВЪВЕДЕНИЕ Световно значение на проблема за рационалното използване на водните ресурси, които са неравномерно разпределени и не са неизчерпаеми. Икономично използване на водата за питейно-битови нужди. Новите материали и санитарно-технически прибори и арматури водят до динамични промени в консумацията на вода на различните потребители. Периодична актуализация на водоснабдителните норми и методиките за определяне на оразмерителните водни количества. 2
2. ЦЕЛИ Обективна информация за процеса на водопотребление и неговия режим, за да се постигне рационално проектиране, строителство и експлоатация на водоснабдителните и канализационните системи. Изследване консумацията на вода в представителни административни (офисни) сгради за оценка на водопотреблението и загубите на вода в тях. Определяне 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
3. ТЕОРЕТИЧНИ ОСНОВИ И АНАЛИЗ НА ДАННИ Със съдействие на Софийска вода АД, част от VEOLIA са извършени измервания в представителни административни (офисни) сгради с постоянно регистрираща апаратура (Data Logger) на консумираната вода и налягането във водопроводните инсталации. При обработката на събраните данни е използван системен статистически подход: теоретичен модел на водопотреблението, който се състои от два процеса, които не са свързани корелационно помежду си: хармоничен (усреднения разход на вода през работоните дни от седмицата) и стохастичен (отклонението на водопотреблението от хармоничния процес)[6]. При определяне на консумацията на вода за всяка представителна сграда, процесът на водопотребление е разгледан като сума от два компонента [1]: действителна консумация и загуби на вода. 4
3. ТЕОРЕТИЧНИ ОСНОВИ И АНАЛИЗ НА ДАННИ Общата консумация усреднена за период от време 1 час е представена чрез формула 1 [1, 7]: h h h Q Q q ) i( t) r( t) i( t,dm 3 /h, (1),където: Q h i (t) е общият разход на вода за интервал от време 1 час в ден i; Q h r (t) - реалната консумация на вода за интервал от време един час от ден i; q h i (t) реалните загуби за интервал от време един час от ден i. За определяне на загубите на вода е използван математическия модел, представен с формула 2 [1, 2]:, dm 3 /h (2), където: b i е параметър, който е дефиниран за всеки i ден за времето, когато няма консумация; P ef е средното (ефективно) налягане в сградната водопроводна инсталация. 5
3.1. Изходни данни Табица 1: Информация за изследваните Административни (офисни) сгради 6
Данни от записите на Data Logger-ите за водопотреблението и средното налягане в изследваните офисни сгради 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 7
Данни от записите на Data Logger-ите за водопотреблението и средното налягане в изследваните офисни сгради Фиг. 4 Изменениe на налягане (P ef ) и консумация на вода (Q) в офисна сграда 4 Фиг. 5 - Изменениe на налягане (P ef ) и консумация на вода (Q) в офисна сграда 5 Фиг. 6 Изменениe на налягане (P ef ) и консумация на вода (Q) в офисна сграда 6 8
3.2. Загуби на вода Фиг. 7 Загуби на вода (q los ) в офисна сграда 1 Фиг. 8 Загуби на вода (q los ) в офисна сграда 2 Фиг. 9 Загуби на вода (q los ) в офисна сграда 3 9
3.2. Загуби на вода Фиг. 10 Загуби на вода (q los ) в офисна сграда 4 Фиг. 11 Загуби на вода (q los ) в офисна сграда 5 Фиг. 12 Загуби на вода (q los ) в офисна сграда 6 10
3.3. Водопотребление без загуби на вода Фиг. 13 Действително водопотребление без загуби на вода (Q neto ) в офисна сграда 1 Фиг. 14 Действително водопотребление без загуби на вода (Q neto ) в офисна сграда 2 Фиг. 15 Действително водопотребление без загуби на вода (Q neto ) в офисна сграда 3 11
3.3. Водопотребление без загуби на вода Фиг. 16 Действително водопотребление без загуби на вода (Q neto ) в офисна сграда 4 Фиг. 17 Действително водопотребление без загуби на вода (Q neto ) в офисна сграда 5 Фиг. 18 Действително водопотребление без загуби на вода (Q neto ) в офисна сграда 6 12
3.4. Часови графици на водопотреблението през работните дни Средният часов график отразява хармоничния компонент на водопотреблението и е основа за създаването на стандартизиран часов профил [1, 2, 3, 4]. Фиг. 19 Средно-часово водопотребление (Q average ) в офисна сграда 1 Фиг. 20 Средно-часово водопотребление (Q average ) в офисна сграда 2 Фиг. 21 Средно-часово водопотребление (Q average ) в офисна сграда 3 13
3.4. Часови графици на водопотреблението през работните дни Фиг. 22 Средно-часово водопотребление (Q average ) в офисна сграда 4 Фиг. 23 Средно-часово водопотребление (Q average ) в офисна сграда 5 Фиг. 24 Средно-часово водопотребление (Q average ) в офисна сграда 6 14
3.5. Случаен (стохастичен) компонент на водопотреблението Фиг. 25 Стохастичен компонент на водопотреблението в работни дни (Q hw ) в офисна сграда 1 Фиг. 26 Стохастичен компонент на водопотреблението в работни дни (Q hw ) в офисна сграда 2 Фиг. 27 Стохастичен компонент на водопотреблението в работни дни (Q hw ) в офисна сграда 3 15
3.5. Случаен (стохастичен) компонент на водопотреблението Фиг. 28 Стохастичен компонент на водопотреблението в работни дни (Q hw ) в офисна сграда 4 Фиг. 29 Стохастичен компонент на водопотреблението в работни дни (Q hw ) в офисна сграда 5 Фиг. 30 Стохастичен компонент на водопотреблението в работни дни (Q hw ) в офисна сграда 6 16
4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Извършени са изследвания на разхода на вода в представителни офисни сгради в гр. София, като е използван системен статистически анализ; 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; Въз основа на направените измервания може да се получи стандартизиран часов график за административни (офисни) сгради в България, който може да се използва при оразмеряване на елементите от водопроводните им инсталции; Получените резултати ще се използват за определяне на цялостен математически модел на водопотреблението в административни (офисни) сгради и актуализация на водоснабдителните норми и оразмерителните разходи в офисни сгради в България. 17
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. 18
ЛИТЕРАТУРА 1. Аличков, Д., Определяне на параметрите на статистически модел на водопотреблението, Годишник на ВИАС, т. XXХVII, София, 1994. 2. Иванова, П., 2005, Изследване на водопотреблението в обществени сгради, Международна конференция: Булаква, София, България. 3. Оперативна програма Околна среда 2014-2020г., одобрена с решение на ЕК от 15.06.2015г. 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 19
БЛАГОДАРЯ ВИ ЗА ВНИМАНИЕТО! 20