Jak zmienia się zużycie wody w Polsce?
Zużycie wody pitnej w Polsce stale się zmienia. Do 1990 roku znacznie rosło, głównie ze względu na polepszanie standardów mieszkaniowych, by później zacząć stopniowo spadać. Przyjrzyjmy się, jakie zmiany zaszły w ilościach zużywanej przez Polaków wody na przestrzeni lat i co z tego wynika.
Spadek zużycia wody użytkowej w latach 1990-2017
Po gwałtownym wzroście, nieznaczny spadek zużycia wody użytkowej utrzymywał się od 1990 do 2017, kiedy to Główny Urząd Statystyczny podkreślił systematyczny spadek zużycia wody przez gospodarstwa domowe. Od roku 2004 do 2013 zużycie wody na mieszkańca rocznie spadło z 32,2 tys. m3 do 30,9 tys. m3. Od 1990 do 2013 roku natomiast zużycie wody w Polsce spadło aż o 38%. Było to spowodowane takimi czynnikami, jak:
- postęp technologiczny – nowocześniejsza armatura sanitarna i sprzęty gospodarstwa domowego (mniej nieszczelności, bardziej wydajne instalacje wodociągowe i kanalizacyjne, bardziej oszczędne urządzenia, instalowanie perlatorów i nowoczesnych baterii),
- modernizacja rurociągów,
- nowoczesne technologie oszczędzania wody przemysłowej, np. obiegi zamknięte,
- wzrost cen wody i montowanie indywidualnych wodomierzy, dzięki którym możliwe było powiązanie zużycia wody z konkretnymi kosztami dla poszczególnych odbiorców,
- wzrost cen energii elektrycznej, a więc i podgrzewania wody,
- oszczędzanie wody i racjonalizacja jej zużycia ze względu na wzrost świadomości odbiorców,
- transformacja przemysłu, do jakiej doszło w latach 90,
- zahamowanie wzrostu liczby ludności.
Poziom zużycia wody zależy od wielu czynników, m.in. statusu socjoekonomicznego obywateli, ich świadomości ekologicznej, cen wody, liczby ludności oraz nowych technologii.
Odwrócenie trendu zużycia wody
Przez ostatnie kilka lat, od 2017 roku, obserwuje się ponowny wzrost zużycia wody przez mieszkańców naszego kraju. W 2017 średnie roczne zużycie wody na mieszkańca wynosiło 31,8 tys. m3, rok później – już 33,3 tys. m3, natomiast w 2023 roku osiągnęło 34,4 tys. m3. Taki trend jest spowodowany w dużej mierze rosnącym standardem życia społeczeństwa, a także rozwojem przemysłu i sieci usług takich, jak handel, gastronomia czy służba zdrowia.
Normy zużycia wody w Polsce
Informacje dotyczące przeciętnych norm zużycia wody w Polsce zawarte są w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z 14 stycznia 2002 roku. Normę zużycia wody na jednego mieszkańca w gospodarstwie domowym określa się na 2,4-3 m3 miesięcznie w przypadku korzystania z lokalnego źródła ciepłej wody użytkowej (podgrzewanie zimnej wody za pomocą piecyka węglowego, gazowego, elektrycznego, bojlera) lub na 4,2-5,4 m3 w przypadku gospodarstw, w których realizowana jest dostawa ciepła do ogrzania wody.
Rozporządzenie określa także normy dla lokali usługowych, w tym związanych z ochroną zdrowia, oświatą, kulturą, sportem, handlem i gastronomią, a także dla podmiotów związanych z rolnictwem, budownictwem czy przemysłem.
Konsekwencje zmian w zużyciu wody dla instalacji
Co wynika z powyższych rozważań? Istotne jest przede wszystkim to, że obecne całkowite zużycie wody przez mieszkańców starych budynków nie odpowiada zużyciu zakładanemu w momencie tworzenia instalacji w budynku.
Przewody były projektowane tak, by system był wydajny, a ponadto brano pod uwagę oszczędności w zużyciu energii elektrycznej. Średnica przewodów była dobierana tak, aby zakładana prędkość przepływu wody użytkowej w przewodach wynosiła mniej niż 0,5 m/s, co pozwalało na oszczędność energii przy zachowanym komforcie korzystania z instalacji. Problem pojawił się wtedy, gdy zużycie wody spadło. Prędkość wody w przewodach znacznie spadła, powodując zbyt długi czas przebywania wody w systemie, co niesie za sobą zagrożenie zanieczyszczeniami.
Warto nadmienić, że choć zużycie wody w Polsce znów rośnie, problem może nadal istnieć w przypadku osób zamieszkujących budynki z lat 90, a także w małych, często jednoosobowych gospodarstwach domowych. Podczas gdy w latach 90 średnia liczba mieszkańców w jednym gospodarstwie wynosiła 3,3 osób, obecnie jest to 2-2,5 osób, a więc instalacje poszczególnych mieszkań są mniej intensywnie eksploatowane.
Gospodartwa domowe, w których zachodzi podgrzewanie wody w piecykach lub bojerach, zużywają mniej wody z CWU. Zimna woda z instalacji jest na bieżąco podgrzewana za pomocą energii pozyskiwanej z takiego urządzenia.
Niskie zużycie wody a CWU - do czego może prowadzić?
Jak już wspomniano, niskie zużycie wody użytkowej może prowadzić do zbyt niskiej prędkości przepływu wody w instalacji. Taka sytuacja sprzyja korozji, a także tworzeniu się na metalowych i plastikowych elementach instalacji osadów organicznych i nieorganicznych oraz powstawaniu biofilmu, w którym mogą rozwijać się różnego rodzaju patogeny, jak bakterie Legionella.
W przypadku zimnej wody ryzyko zanieczyszczeń nie jest tak duże, jednak znacznie wzrasta wraz ze wzrostem temperatury wody w instalacji. W przypadku bakterii Legionella istotne jest, by temperatura wody w systemie była nie niższa, niż 50°C – zwykle przyjmuje się temperaturę pomiędzy 55 a 60°C, z możliwością jej krótkotrwałego podgrzania do nawet 70°C w celu przeprowadzenia dezynfekcji termicznej.
Dowiedz się więcej: Temperatura wody a Legionella
Kiedy ciśnienie wody w instalacji zostanie gwałtownie zmienione, na przykład nastąpi strata ciśnienia na skutek przerw w dostawie wody czy awarii podziemnej instalacji wody pitnej, wspomniane osady, produkty korozji i patogeny mogą dostać się do wody, która dociera do naszego domu. W takiej sytuacji woda z kranu może nie nadawać się do spożycia, nawet jeśli woda pobrana z ujęcia spełnia normy jakości.
Pogorszenie jakości wody może być widoczne gołym okiem, na przykład poprzez żółty czy brązowy kolor, mętność i zwiększoną gęstość wody. Czasem jednak trudno zidentyfikować zanieczyszczenia, które mogą manifestować się np. poprzez zwiększoną twardość wody na skutek uwalniania osadów wapnia lub nawet niewidoczne i niewyczuwalne skażenia, np. na skutek uwolnienia do układu bakterii Legionella. Wykrycie bakterii jest możliwe poprzez specjalistyczne badania wody, nad którymi warto zastanowić się szczególnie wtedy, gdy w naszej wodzie obecne są uwalniane z przewodów osady wapnia czy żelaza.
Warto nadmienić, że zanieczyszczenie wody związkami wapnia, magnezu, produktami korozji i metalami ciężkimi może prowadzić nie tylko do zmniejszenia komfortu korzystania z wody, ale także do uszkodzenia systemów grzewczych i zmniejszenia ich efektywności energetycznej.
By zminimalizować ryzyko skażenia instalacji, należy dbać o regularne czyszczenie przewodów i końcówek, by zapobiegać korozji i powstawaniu biofilmu.
Konsekwencje zbyt dużego zużycia wody użytkowej
Do zwiększonego uwalniania zanieczyszczeń dochodzi nie tylko w przypadku awarii, ale także podczas szczytów odbioru ciepłej wody użytkowej. Woda, przepływając szybciej przez rury, może powodować unoszenie się z ich wewnętrznych powierzchni osadów, produktów korozji i bakterii, które następnie trafiają do naszych kranów.
Nadmierne zużycie wody, zwłaszcza w krótkich okresach, może prowadzić do spadku ciśnienia w systemie, co może wpłynąć na nierównomierne dostarczanie ciepłej wody do różnych punktów poboru. W takich sytuacjach użytkownicy mogą doświadczać problemów z dostępnością ciepłej wody o odpowiedniej temperaturze, co niekorzystnie wpływa na komfort użytkowania oraz na jakość wody.
Im wyższe zużycie wody, tym trudniej też utrzymać stałą temperaturę w systemie, szczególnie w godzinach szczytowego poboru. W sytuacjach, gdy zapotrzebowanie na wodę przekracza wydolność instalacji, może dochodzić do obniżenia temperatury wody wypływającej z kranu. W skrajnych przypadkach, zwłaszcza w starszych instalacjach, może to prowadzić do chwilowego pojawienia się wody o temperaturze poniżej bezpiecznych wartości, co zwiększa ryzyko skażenia mikrobiologicznego.
Jak więc widzimy, nie tylko zbyt niska, ale też zbyt intensywna eksploatacja wody może nieść za sobą negatywne konsekwencje dla instalacji CWU. Niezwykle istotne jest właściwe zaprojektowanie instalacji wodnej w budynku tak, by wziąć pod uwagę przewidywane zużycie wody przez jego mieszkańców, zapobiegając zbyt wolnemu lub zbyt szybkiemu przepływowi wody w instalacji oraz nagłym zmianom ciśnienia.
Właściwe zaprojektowanie instalacji kluczem do zapobiegania problemom
W kontekście projektowania instalacji wodnych ważne znaczenie mają takie wskaźniki, jak maksymalny przepływ godzinny czy średni maksymalny przepływ. Dzięki odpowiednim wzorom możliwe jest oszacowanie przepływu wody w czasie szczytu odbioru ciepłej wody użytkowej. Takie szczyty mają miejsce zazwyczaj rano i wieczorem, podczas gdy w nocy odbiór wody jest niski. Oszacowanie maksymalnego przepływu w instalacji pozwala na lepsze jej zaprojektowanie.
By minimalizować negatywny wpływ poziomu zużycia wody na instalację, należy upewnić się, że jest ona prawidłowo zaprojektowana.
Wskaźniki HPC i AMF
Do określenia intensywności poboru wody stosuje się współczynnik HPC (ang. hourly peak coefficient) – współczynnik szczytu godzinowego, zwany także wskaźnikiem szczytowego zapotrzebowania lub wskaźnikiem nierównomierności zużycia wody. By uzyskać szacowany przepływ wody w godzinach najwyższego zapotrzebowania, należy pomnożyć wartość wskaźnika przez przewidywane dobowe zużycie wody.
Kolejnym istotnym wskaźnikiem jest AMF (ang. average maximum flow) – średni maksymalny przepływ i MMF (ang. median maximum flow) – mediana maksymalnego przepływu. Podobnie jak w przypadku HPC, możliwe jest ich określenie za pomocą specjalnego wzoru uwzględniającego średnie zużycia dzienne wody (DWC, ang. daily water consumption).
Od czego zależy wartość HPC?
Wskaźnik HPC różni się w zależności od rodzaju budynku i jego przeznaczenia, ilości mieszkańców, pory dnia lub nocy, klimatu i pogody. Jest tym wyższy, im do danej instalacji jest mniej podłączonych mieszkań, ponieważ zapotrzebowanie na wodę jest rozkładane na większą liczbę mieszkańców.
Wartości HPC, które inżynierowie biorą pod uwagę przy projektowaniu instalacji, określane są zazwyczaj empirycznie. Przeprowadzono szereg badań w różnych krajach, np. we Włoszech, Polsce czy Meksyku, w których określono maksymalne HPC na poziomie od 1,64 do 5,0.
Wiele krajów wprowadza regulacje prawne określające HPC, jakie należy brać pod uwagę przy projektowaniu instalacji – zazwyczaj są to wartości sporo wyższe, niż te określone empirycznie. W Polsce w przeszłości rekomendowano różne wartości HPC dla różnych budynków, np. 3,5 w domach jednorodzinnych o niekompletnym zapleczu sanitarnym, 2,5 dla budynków wielorodzinnych w miastach do 10 tys. mieszkańców i 1,8 – w miastach powyżej 500 tys. mieszkańców.
Odpowiednia temperatura panująca w instalacji wodnej jest jednym z czynników, które wpływają na bezpieczeństwo wody użytkowej. W kontekście bakterii Legionella odpowiednia temperatura to 55-60°C.
Co to w praktyce oznacza dla projektantów instalacji?
Określenie takich parametrów, jak średnie zużycie wody w ciągu doby, średnie zużycie w skali miesiąca oraz maksymalny przepływ godzinowy pozwalają na takie zaprojektowanie systemu, by funkcjonował on poprawnie pod względem technicznym, a jednocześnie zapewniał komfort użytkowania instalacji.
Inżynierowie biorą pod uwagę także takie czynniki, jak: liczba mieszkańców, wydajność systemu dystrybucji wody, czy dany budynek znajduje się w mieście, czy na wsi, a także czy jest to teren przemysłowy, usługowy, czy może turystyczny. Na podstawie przeprowadzonej analizy możliwe jest zaprojektowanie prawidłowej instalacji, w szczególności:
wybór przewodów o odpowiedniej średnicy,
wybór wodomierza o dostosowanych do zużycia wody parametrach,
liczba i charakterystyka agregatów pompowych,
ewentualna konieczność budowy dodatkowych zbiorników.
Co zrobić w przypadku, gdy instalacja wody jest niedostosowana do jej zużycia?
Prawidłowe zaprojektowanie instalacji lub jej dostosowanie do rzeczywistego zapotrzebowania na wodę wpływa nie tylko na komfort użytkowników, ale przede wszystkim jest kluczowe dla bezpieczeństwa używania wody. Ma to mniejsze znaczenie w instalacjach, w których woda stosowana jest jedynie do spłukiwania toalety czy podlewania ogrodu, jednak jakość wody pitnej i ciepłej wody użytkowej w budynkach mieszkalnych musi spełniać najwyższe kryteria jakości.
Co zrobić, jeśli nasza instalacja nie jest dostosowana do naszego zużycia wody, co powoduje zmniejszony przepływ lub zastoje? Konieczne jest przede wszystkim zbadanie wody pod kątem obecności groźnych dla zdrowia patogenów, takich jak Legionella, oraz wykonania oceny ryzyka instalacji. Może zajść także konieczność:
przebudowy instalacji,
częstszego płukania instalacji,
wykonania dezynfekcji termicznej lub chemicznej,
monitorowania ciśnienia i temperatury wody w instalacji.
Regularna konserwacja i modernizacja instalacji wodnej jest niezmiernie ważna w kontekście dostosowania do zmieniającego się zużycia wody.
Nowoczesne technologie
Z pomocą mogą tu przyjść nowe technologie oferujące takie rozwiązania, jak zasobniki buforowe czy nowoczesne systemy grzewcze wyposażone w zaawansowane termostaty i czujniki, które zapewniają automatyczną regulację temperatury i ciśnienia, co pozwala na dostarczanie CWU o stabilnych parametrach nawet przy dużym zużyciu wody.
Jeśli mimo wszystko obawiamy się o rozwój niekorzystnych patogenów, warto pomyśleć o wdrożeniu rozwiązania polegającego na stałym uwalnianiu do instalacji różnego rodzaju biocydów w niskich stężeniach, np. jonów srebra i miedzi, które zapobiegają tworzeniu się biofilmu i zwalczają obecne w wodzie patogeny.
Prawidłowa eksploatacja instalacji
Kluczowa jest również prawidłowa eksploatacja instalacji. Ważne jest nie tylko zużycie wody na odpowiednim poziomie, ale też regularne korzystanie z każdej części instalacji. Często jest to problemem w dużych budynkach, takich jak hotele czy szpitale, których niektóre części są okresowo mniej intensywnie użytkowane. Jeśli w naszej instalacji znajdują się miejsca, w którym mogą tworzyć się zastoje wody, takie jak nieużywane odcinki czy końcówki instalacji, dobrze jest je usunąć w celu zapobiegania wtórnemu skażeniu wody w pozostałych obszarach systemu.
Sprawdź także nasz poradnik: Co zrobić, aby zabezpieczyć się przed Legionellą w domu?
Poziom zużycia ciepłej wody ma bezpośredni wpływ na jakość CWU, zarówno pod względem mikrobiologicznym, jak i chemicznym. Zarówno zbyt niskie, jak i zbyt wysokie zapotrzebowanie na wodę mogą prowadzić do obniżenia jej temperatury, zwiększenia poziomu zanieczyszczeń oraz problemów z ciśnieniem w instalacji. Ważne jest, aby zarówno instalacje wodociągowe, jak i systemy grzewcze były odpowiednio utrzymywane i konserwowane.
Jednym z kluczowych czynników wpływających na jakość CWU jest również świadomość samych użytkowników. Odpowiednie korzystanie z zasobów wody, unikanie nadmiernego jej zużycia i dbanie o regularną konserwację urządzeń sanitarnych mogą znacząco poprawić jakość ciepłej wody w budynkach mieszkalnych, a przy tym zmniejszyć zużycie energii elektrycznej stosowanej do podgrzania wody.
Autorzy:
Ocena ryzyka dla instalacji wodnych
Ocena ryzyka dla wewnętrznych systemów wodociągowych to audyt wykonywany pod kątem jakości wody w budynku. Pozwala na zidentyfikowanie potencjalnych przyczyn skażenia wody i wskazanie działań mających na celu eliminację zagrożeń.
