|
Vandforbrug og forbrugsvariationer Sammenfatning og konklusioner
0.1 Baggrund og formålI rapporten præsenteres resultaterne fra et projekt, der reelt omfatter to projekter: 1. "Vandforbrug og forbrugsvariationer" 2. "Drikkevands opholdstid i etageejendomme" De to projekter er rapporteret separat i rapportens to hovedafsnit, og omtales også separat i dette afsnit. Vandforbrug og forbrugsvariationer IDAs (Ingeniørforeningen i Danmark) norm for "Almene vandforsyningsanlæg", DS 442 fra 1988, angiver et grundlag for dimensionering af forsyningsledninger til drikkevand. Der er siden 1988 sket en markant reduktion af vandforbruget inden for alle kategorier af forbrugere. Samtidig inddrager den nuværende norm forskelle i tidslig variation mellem forskellige kategoriers vandforbrug alene ved angivelse af årlige forbrugsperioder for de forskellige forbrugskategorier, dvs. antal forbrugsdøgn pr. år. I det fremtidige dimensioneringsarbejde skal der kunne tages højde for, at variationen af forbruget for forskellige forbrugskategorier adskiller sig fra hinanden. Brug af normen i dag til dimensionering af vandledninger vil derfor medføre risiko for at overdimensionere ledningerne, hvilket samtidig kan skabe grundlag for en ringere vandkvalitet ved at forlænge drikkevandets opholdstid i ledningsnettet. Miljøstyrelsen har derfor fundet tiden moden til at revidere det nævnte dimensioneringsgrundlag fra 1988. Formålet med projektet er primært at tilvejebringe forudsætningerne for en revision af de dimensionsgivende vandstrømme til dimensionering af vandforsyningsledninger. Tillige skal der foretages en vurdering af, om den nuværende norms henvisning til at bruge anvisningerne om dimensionering i normen for vandinstallationer, DS 439, når antallet af boligenheder er mindre end 200, fortsat er berettiget. Drikkevands opholdstid i etageejendomme Bekendtgørelse om vandkvalitet og tilsyn med vandforsyningsanlæg – nr. 871 af 21. september 2001 – angiver flere steder under kvalitetskrav til uorganiske sporstoffer i prøver, der er udtaget ved forbrugers taphane, at "Gennemsnitsværdien bestemmes efter en af Miljøstyrelsen anvist metode". Det gælder for flere metaller. Hvis drikkevandet har en lang opholdstid i installationerne, er det påvist, at nogle metaller, herunder kobber og nikkel, kan afgives til vandet i koncentrationer over ønskede grænseværdier. Særlig i etageejendomme med lange installationsledninger vil der under uheldige omstændigheder kunne opstå problemer med vandkvaliteten. Miljøstyrelsen ønsker derfor at tilvejebringe oplysninger om kritiske opholdstider i etageejendommes vandinstallationer til koldt brugsvand. Formålet med projektet er primært at opstille en model til vurdering af det kolde brugsvands kritiske opholdstider i typiske etageejendommes vandinstallationer. Tillige ønskes beregnet gennemsnitlige kritiske opholdstider ved brug af modellen. 0.2 Vandforbrug og forbrugsvariationer0.2.1 UndersøgelsenMed udgangspunkt i de forbrugskategorier og underkategorier af forbrugere, der vurderes at blive brugt i dag, er der sket en prioritering. Prioriteringen peger på de forbrugskategorier, det er fundet vigtigste at fokusere på i dataindsamlingen og -behandlingen, jf. efterfølgende Tabel 0.1.
Tabel 0.1 Forbrugskategorier der er tilstræbt behandlet i projektet. Kategorier markeret med "fed" er prioriterede Dataindsamlingen har været omfattende og er blevet indhentet fra hele landet, jf. efterfølgende Figur 0.1 og Tabel 0.2.
Figur 0.1 Geografisk spredning af måledata i projektet
Tabel 0.2 Antal forbrugsdata og – serier fordelt på forbrugskategorier og på typen af forbrugsmåling 1) Uden specifikation af type. Databehandlingen er sket ved brug af forskellige statistiske metoder:
I bearbejdningen af forbrugsdata er der blevet fokuseret på følgende:
Resultaterne er i videst muligt omfang præsenteret grafisk, og er derfor i langt de fleste tilfælde selvforklarende. Resultaterne er tillige sammenlignet med den gældende norms angivelser, hvor en sammenligning har været mulig. 0.2.2 Hovedkonklusioner og projektresultaterVurdering af relevante forbrugskategorier Det anbefales på grundlag af undersøgelserne at opdele husholdningsforbrug i 2 selvstændige forbrugskategorier:
Anbefalingen baseres bl.a. på, at de to efterfølgende kurver for enhedsforbrugene, bestemt for 50 % -fraktiler af forbrugsdata, er markant forskellige, jf. Figur 0.2 og Figur 0.3.
Figur 0.2 Årsforbruget for lejligheder som funktion af antal personer – 50 % fraktil
Figur 0.3 Årsforbruget for parcel-rækkehuse som funktion af antal personer – 50 % fraktil Ligeledes anbefales det i dimensioneringsmæssig sammenhæng at bruge separate forbrugskategorier for vuggestuer og børnehaver. Det anbefales at oprette en ny forbrugskategori for butikscentre, der ud over den gældende norms supermarkeder omfatter storcentre og butikscentre. Ellers svarer de anbefalede forbrugskategorier til den gældende norms angivelser. Det skal bemærkes, at datagrundlaget ikke har gjort det muligt at give anbefalinger om integrerede institutioner og fritidshjem. Vurdering af relevante normeringsenheder For en del af de anbefalede forbrugskategorier giver datagrundlaget mulighed for at sammenligne brug af forskellige normeringsenheder. Dette gælder for kategorierne:
Analyserne er sket ved at sammenligne korrelationen mellem årsforbrug og normeringsenhed. For vuggestuer ses resultatet af efterfølgende Figur 0.4 og Figur 0.5.
Figur 0.4 Årsforbruget for vuggestuer som funktion af antal børn
Figur 0.5 Årsforbruget for vuggestuer som funktion af arealet Det ses, at korrelationen er bedre ved at bruge børn end areal som normeringsenhed, selv om korrelationen med børn ikke er god. For de undersøgte forbrugskategorier er anbefalet følgende normeringsenheder:
Sammenlignet med den gældende norm, er der kun forskel på den anbefalede normeringsenhed for fritidshuse, nemlig at bruge enheden fritidshus frem for person. Bestemmelse af enhedsforbrug Enhedsforbrugene præsenteres i grafisk form – hvor datagrundlaget tillader det – så årsforbruget vises som funktion af antallet af forbrugsenheder. Desuden angives simple middelværdier. Det skal bemærkes, at der ikke er grundlag for at ekstrapolere resultaterne ud over de intervaller, som måledata dækker. Dette kan være en begrænsning i forhold til et senere normarbejde. For både lejligheder og parcel- og rækkehuse præsenteres desuden grafer for 3 fraktiler: 25 %, 50 % og 75 %-fraktilerne. 50 %-fraktilkurverne fremgår af tidligere viste Figur 0.2 og Figur 0.3. For vuggestuer henvises der til Figur 0.4 og Figur 0.5. Enhedsforbruget for butikscentre fremgår af efterfølgende Figur 0.6.
Figur 0.6 Årsforbruget for butikscentre som funktion af arealet, baseret på 12 butikscentre. De simple middelværdier for de undersøgte forbrugskategorier er i efterfølgende Tabel 0.3 sammenlignet med de tilsvarende enhedsforbrug fra den gældende norm.
Tabel 0.3 Sammenligning af simple middelværdier for enhedsforbrugene mellem det aktuelle projekt og den gældende norm 1) Ikke det midlede enhedsforbrug, men 50 %-fraktil, med 3 personer per lejlighed 2) Bruge enhedsforbruget for lejlighed eller parcel-rækkehus, afhængig af de aktuelle boliger. Dog bør enhedsforbruget for parcel- og rækkehuse bruges, når det gennemsnitlige antal personer per bolig i den aktuelle bebyggelse med ældreboliger er under 2 personer. For de fleste enhedsforbrug er der en markant forskel mellem det aktuelle projekts resultater og den gældende norms værdier, som er væsentlig højere. Forskellen i simple middelværdier indikerer også, at brug af graferne i en dimensioneringsmæssig sammenhæng vil resultere i væsentlig lavere enhedsforbrug. Forbrugsvariationer Der er for de undersøgte forbrugskategorier - hvis datagrundlaget har været til stede - udarbejdet grafisk præsentation af forbrugets:
Desuden er der ud fra tidsserier af 30 døgn beregnet middelværdier for maksdøgnfaktorer. Som eksempel er vist graferne for kategorien lejligheder, jf. efterfølgende Figur 0.7-0.11. Sættet af grafer viser den typiske præsentation af resultater for de undersøgte forbrugskategorier.
Figur 0.7 Månedsvariation for forbruget i lejligheder
Figur 0.8 Døgnvariation for forbruget i lejligheder på hverdage og ferie-fridage, herunder middelværdi og fraktilvisninger
Figur 0.9 Timevariation for forbruget i lejligheder. Middelværdier for hverdage og ferie-fridage
Figur 0.10 Timevariation for forbruget i lejligheder på hverdage. Middel- og fraktilværdier.
Figur 0.11 Timevariation for forbruget i lejligheder på ferie-fridage. Middel- og fraktilværdier. Interessant er det bl.a. at sammenligne timevariationen for lejligheder (Figur 0.9) med den tilsvarende for parcel- og rækkehuse, jf. efterfølgende Figur 0.12.
Figur 0.12 Timevariation for forbruget i parcel- og rækkehuse. Middelværdier for hverdage og ferie-fridage. Ved sammenligning springer følgende i øjnene:
De grafiske præsentationer af forbrugsvariationer kan ikke sammenlignes med den gældende norm. I denne inddrages forskelle i tidslige variationer mellem forskellige kategoriers forbrug alene ved at angive forskellige årlige forbrugsperioder, dvs. antal forbrugsdøgn pr. år. Med de præsenterede tidslige variationer er der for de undersøgte forbrugskategorier tilvejebragt et grundlag, så der i det fremtidige dimensioneringsarbejde kan tages højde for tidslige forskelle i forbruget, når forskellige forbrugskategorier er til stede i et forsyningsområde. I efterfølgende Tabel 0.4 er vist de beregnede middelværdier af maksdøgnfaktorer, beregnet for måleserier af 30 døgn. Det vurderes at være tvivlsomt at foretage den viste sammenligning med de få værdier fra normen, bl.a. da disse refererer til forskellige kategorier af forsyningsområder.
Tabel 0.4 Sammenligning af projektets beregnede middelværdier for maksdøgnfaktorer fra måleserier af 30 døgn og den gældende norms angivelser 1) Gældende for 3 kategorier af bebyggelser, fra a) "spredte eller samlede bebyggelser med overvejende landbrugserhverv" (2-3), over b) "mindre samlede bebyggelser med overvejende byerhverv" (1,5-2) til c) "større samlede bebyggelser med differentieret byerhverv" (1,3-1,5) 2) Gældende for kategorien "fritidsområder (campingpladser, sommerhuse og lignende)" Dimensionsgivende vandforbrug – et eksempel Der er givet et eksempel på muligt brug af projektets resultater til at fastlægge et dimensionsgivende vandforbrug for et forsyningsområde. Der sammenlignes med brug af den gældende norm. Eksemplet omfatter et planlagt nyt byggeområde, inklusive parcel- og rækkehuse, en vuggestue, en børnehave samt et område med fritidshuse. Det dimensionsgivende vandforbrug til dimensionering af en eventuel fødeledning til det samlede forsyningsområde findes til ca. 9 m3/time. Ved brug af den gældende norm vil det dimensionsgivende timeforbrug ligge i intervallet 14,5 – 64 m3/time. Det store spænd ved brug af normen skyldes først og fremmest normens angivelser for fritidsforbruget. For et årsforbrug svarende til det, der fastlægges ved brug af projektets resultater, vil brug af den gældende norm resultere i et dimensionsgivende vandforbrug på 11 - 24 m3/time. Det svarer til, at normen bliver brugt på et vandforbrug, hvor der er taget højde for de sidste 15-20 års reduktion i vandforbruget. Alligevel vil det dimensionsgivende vandforbrug fundet ved brug af det aktuelle projekts resultater ligge under den nedre interval-værdi for forbruget fundet ved den gældende norm – for det vurderede eksempel. Resultaterne er vist i efterfølgende Tabel 0.5.
Tabel 0.5 Eksempel på vurdering af dimensionsgivende vandforbrug ved brug af det aktuelle projekts resultater og den gældende norm. 1) I parentes er angivet værdier svarende til, at der ved brug af gældende norm er taget højde for de sidste 15-20 års reduktion i vandforbruget (svarende til årsforbruget vurderet ved brug af det aktuelle projekts resultater) Med projektets resultater kan der i dimensioneringsmæssig sammenhæng tages højde for, at forskellige forbrugskategorier har de største vandforbrug på forskellige tider af året, ugen eller døgnet. Dette vil – alt andet lige – resultere i fastlæggelse af lavere dimensionsgivende vandforbrug end ved brug af den gældende norm. Den nuværende norm summerer alle forbrugskategoriers maksimale forbrug til det dimensionsgivende forbrug, hvilket svarer til, at de forskellige kategoriers maksimale forbrug foregår samtidigt. Normens gyldighed i forhold til antallet af parcel- og rækkehuse Som en del af projektet er det undersøgt, om normens henvisning til at bruge anvisningerne om dimensionering i normen for vandinstallationer, DS 439, når antallet af nedstrøms boligenheder er mindre end 200. Datagrundlaget har alene gjort det muligt at vurdere berettigelsen for parcel- og rækkehuse. Det er vurderet, hvornår makstimefaktoren som funktion af antallet af nedstrøms parcel- og rækkehuse bliver tilnærmelsesvis konstant. Resultatet af den statiske databehandling fremgår af Figur 0.13, der viser resultaterne beregnet for hverdage ved fraktilerne 25 %, 50 %, 75 %, og 95 %. Resultaterne for ferie-fridage viser samme mønster.
Figur 0.13 Makstimefaktorens afhængighed af antallet af nedstrøm parcel- og rækkehuse, vist for hverdage og ved 4 forskellige fraktiler. Resultatet indikerer, at normens henvisning til brug af DS 439, kan ændres fra at gælde for et antal boligenheder mindre end 200 til - i alle tilfælde - et antal boligenheder mindre end 100. Resultatet gælder af ovennævnte grunde kun for parcel- og rækkehuse. 0.3 Drikkevands opholdstid i etageejendommeI projektet er udarbejdet en model til vurdering af det kolde brugsvands kritiske opholdstider i typiske etageejendommes vandinstallationer. Modellen er opstillet ud fra et empirisk grundlag i 6 hovedtyper. 0.3.1 UndersøgelsenModellens hovedtyper af etageejendomme Alle 6 hovedtyper af etageejendomme har 5 etager, udover stueetagen. De 6 hovedtyper fordeler sig ligeligt i 2 hovedgrupper A og B, der omfatter etageejendomme, som er bygget efter hhv. før 1990. Året 1990 svarer til tidspunktet for brug af IDAs norm for vandinstallationer, DS 439, der i sin 2. version trådte i kraft i 1989. Den fik væsentlig indflydelse på den efterfølgende dimensionering af vandinstallationer. De 6 hovedtyper af etageejendomme er følgende: A1 Nye lejligheder med penthouse. Oftest lejligheder, der indeholder 2 badeværelser og moderne køkken med opvaskemaskine. A2 Nye lejligheder fra ca. 1990-1997; moderne lejligheder, men ofte kun med et badeværelse. Der er opvaskemaskine og vaskemaskine i lejlighederne. A3 Renoverede lejligheder fra 1990 og frem; ejendommens lejligheder (badeværelser og køkken) er renoveret. Der er nu brusebad i alle lejligheder, men ikke installation til vaskemaskine og opvaskemaskine. B1 Nye ejendomme fra før 1990; lejlighedsbyggerier opført i 1970'erne og 1980'erne, ofte med et badeværelse, hvor vaskemaskine kan være placeret. B2 Renoverede lejligheder fra før 1990; som model A3, men udført før 1990 B3 Ikke renoverede lejligheder fra før 1990; ældre etageejendomme, hvor vand installationen er ført op i ejendommen som synlig installation i forbindelse med etablering af toiletter i ejendommen. Der kan være varmtvandsbeholder i lejlighederne. For hver af de 6 hovedtyper af etageejendomme er der beregnet opholdstid for en punktbebyggelse, dvs. med kun én opgang, og med en kælderledning fra hovedmåler til stigstrengen på 10 meters længde. Der er desuden beregnet opholdstid for områdebebyggelser, dvs. med flere opgange eller boligblokke, og med en kælderledning fra hovedmåler til sidste stigstreng på 70 meters længde. Ud fra et erfaringsmæssigt grundlag er der fastlagt dimensioner og længder af ledningsføring i den enkelte type af lejligheder. Vandforbrug til vurdering af opholdstider Som forbrugsinput til beregningerne af de kritiske opholdstider bruges en forbrugsvariationskurve, som beskriver den gennemsnitlige forbrugsvariation for en periode med hverdage og 2 ferie/fridage (svarende til en weekend). Kurven baseres på resultaterne fra delprojektet "Vandforbrug og forbrugsvariationer", herunder:
Den tidslige variation igennem døgnet er afgørende for den maksimale opholdstid i installationerne. Databehandling og begrænsninger i metodevalg Alle model- og forbrugsdata er implementeret i AQUIS-ledningsmodeller. Der er opbygget 4 AQUIS-ledningsmodeller, der indeholder den geometriske udformning af koldtvandsinstallationen i de 6 lejlighedstyper. Ved brug af AQUIS-modellerne beregnes middelopholdstiden for vandet, fra det har passeret hovedmåleren til det aftappes ved det fjerneste tapsted i den enkelte lejlighed. I metodevalget ligger nogle klare begrænsninger for, hvordan resultaterne kan fortolkes og bruges til vurdering af afsmitning fra metalholdige installationer og armaturer. Der er taget udgangspunkt i de 6 standardiserede lejlighedstyper, uden at det i dette projekt er undersøgt, hvordan boligmassen er fordelt på de enkelte typer. Brug af en gennemsnitlig forbrugsvariationskurve som grundlag for beregningen af opholdstiderne bevirker, at der selv i nattetimerne er et lille forbrug. I realiteten vil forbruget i mange lejligheder i nattetimerne være et nul-forbrug og dermed give en længere opholdstid end beregnet med den valgte metode. Det vurderes dog, at de fundne opholdstider giver et billede af, om der er et generelt opholdstidsproblem i de undersøgte lejlighedstypers installationer. 0.3.2 Hovedkonklusioner og projektresultaterKritiske opholdstider De beregnede opholdstider præsenteres i form af kurver. Som eksempel er vist kurvesættet for områdebebyggelser af type B, dvs. etageejendomme etableret før 1990, jf. efterfølgende Figur 0.14 - 0.16.
Figur 0.14 Opholdstidens variation for områdebebyggelser, lejlighedstype B1
Figur 0.15 Opholdstidens variation for områdebebyggelser, lejlighedstype B2
Figur 0.16 Opholdstidens variation for områdebebyggelser, lejlighedstype B3 I Figur 0.17 er vist en samlet oversigt over de maksimale og minimale opholdstider.
Figur 0.17 Maksimale og minimale opholdstider for områdebebyggelser, lejlighedstyperne B1-B3 Samlet vurdering Resultatet af de udførte undersøgelser er, at:
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
