Otopné období kalendářního roku 2011 v Praze

Vyhodnocení otopného období kalendářního roku 2011 slouží pro potřeby výrobců a odběratelů tepla, kteří pracují v ročním režimu leden – prosinec. Poskytuje také podklady pro práci energetických expertů při provozním vyhodnocování spotřeby energie budov. Dále poskytuje číselné údaje pro oblast kontroly kotlů podle vyhlášky o kontrole účinnosti kotlů. Vyhodnocení je provedeno podle předpisu o pravidlech vytápění. Použitá metodika je blízká výpočtové pomůcce „Denostupně“ portálu TZB-info. V ní lze ale navíc sledovat průběh potřeby vytápění v otopném období a další údaje. Její datová základna od roku 1991 pak umožňuje porovnávat jednotlivá období mezi sebou. Článek v závěru informuje o ukončení vydávání přehledů pozorování ze stanice Praha-Karlov.

Vyhodnocení otopného období znamená stanovení jeho základních charakteristik, které umožní dlouhodobé přepočty spotřeby paliva a vyhodnocení hospodárnosti vytápění. Poskytuje základní charakteristiky otopného období za kalendářní rok 2011 podle měření meteorologických údajů v Praze. Vyhodnocení je vázáno na aplikaci legislativních ustanovení. Po dobu sledovaného období ke změnám v zákonných ustanoveních, které by metodiku vyhodnocení otopného období ovlivnily, nedošlo.

Pro stanovení základních charakteristik otopného období použil autor vlastní výpočetní postup. Ten vychází z platné legislativy a ze zásad, na nichž byla sestavena výpočetní pomůcka Denostupně v oddílu Výpočty. Pomocí výpočetního postupu byly zpracovány soubory dat z měsíčních přehledů meteorologických pozorování stanice ČHMU Praha-Karlov [L5].

Vyhláška – pravidla vytápění

Pravidla vytápění jsou stanovena vyhláškou 194/2007 Sb., kterou se stanoví pravidla pro vytápění a dodávku teplé užitkové vody, měrné ukazatele spotřeby tepla pro vytápění a přípravu teplé užitkové vody a požadavky na vybavení vnitřních tepelných zařízení budov přístroji regulujícími dodávku tepelné energie konečným spotřebitelům [L3]. Vyhláška má účinnost od 1. září 2007. Řídícím předpisem této vyhlášky je zákon 406/2000 Sb. o hospodaření energií v platném znění. Vyhláška stanovuje začátek a konec otopného období a podmínky pro případné přerušení vytápění v průběhu otopného období. Otopné období je čas, kdy jsou zdroje tepla uvedeny do stavu pohotovosti k dodávce tepla spotřebitelům. Začíná 1. září a končí 31. května. Dodávka tepla se zahájí v otopném období, když průměrná denní teplota venkovního vzduchu v místě poklesne pod +13 °C ve dvou dnech po sobě následujících a podle vývoje počasí nelze očekávat zvýšení této teploty nad +13 °C pro následující den. Průměrnou denní teplotou venkovního vzduchu je čtvrtina součtu venkovních teplot v 7, 14 a ve 21 hodin, přičemž teplota měřená ve 21 hodin se počítá dvakrát. Vytápění se omezí nebo přeruší v otopném období tehdy, jestliže průměrná denní teplota venkovního vzduchu v příslušném místě nebo lokalitě vystoupí nad +13 °C ve dvou dnech po sobě následujících a podle vývoje počasí nelze očekávat pokles této teploty pro následující den. Při následném poklesu průměrné denní teploty venkovního vzduchu pod +13 °C se vytápění obnoví. Omezení vytápění se provádí tak, aby byly při zavedení teplotního útlumu dodrženy požadavky zajišťující tepelnou stabilitu místnosti. Příjemným zjištěním je, že vyhláška se již delší dobu nemění.

Vyhláška – kontrola kotlů

Vyhláška 276/2007 Sb. o kontrole účinnosti kotlů [L4] je právním předpisem, který používá výstupy z vyhodnocení charakteristických údajů otopného období k hodnocení efektivnosti provozu kotlových jednotek. Řídícím předpisem této vyhlášky je zákon 406/2000 Sb. o hospodaření energií v platném znění § 6, odst. 2, 3, 4 a 6. Ustanovuje povinnost provádění pravidelné účinnosti kontroly kotlů, které dodávají teplo pro vytápění a přípravu teplé pitné vody. Na stanovení charakteristik otopného období se váže „metoda hodnocení dimenzování kotle v poměru k požadavku na vytápění budovy“ podle přílohy 1 této vyhlášky. Jedním ze vstupů metodiky je časová charakteristika otopného období. V následujícím textu je označena jako „počet hodin vytápění za rok“.

Otopné období kalendářního roku 2011

Otopné období za kalendářní rok je rozděleno na dvě období „první pololetí“ a „druhé pololetí“, oddělené letní přestávkou. Začátkem prvního období je 1. leden, koncem prvního období je 31. květen, pokud však není vzestupem venkovních teplot ukončeno vytápění dříve. Začátkem druhého období je 1. září s tím, že zahájení vytápění je vázáno na pokles venkovních teplot pod limitní hodnotu 13 °C podle pravidel vytápění [L3]. Ukončení druhého období je 31. prosince.

První období – ukončení vytápění

Začátek vytápění je stanoven kalendářně na 1. ledna a není tedy závislý na venkovní teplotě. Ukončení nebo přerušení vytápění závisí na průběhu venkovních teplot a je charakterizováno následovně:

V měsíci dubnu bylo podle pravidel pro vytápění přerušeno vytápění čtyřikrát. Poprvé po 2. dubnu na dva dny, kdy teplota ve dvou předchozích dnech převýšila 13 °C a dále 7. 4.–8. 4., pak 21. 4. až 24. 4. a ještě 29. 4. až 1. 5., celkem v dubnu na deset dnů.

V měsíci květnu bylo vytápění ukončováno se dvěma přerušeními v celkové délce osm dnů. Otopné období skončilo podle litery pravidel vytápění dne 17. května 2011, což byl poslední den, kdy se topilo.

Druhé období – počátek vytápění

Začátek otopného období podle vyhlášky je 1. září a vlastní zahájení dodávky tepla závisí na poklesu venkovní teploty pod stanovenou hodnotu. Ukončení vytápění je stanoveno kalendářně na 31. prosinec. Zahájení vytápění je charakterizováno následovně:

Měsíc září se vyznačoval teplotami nad stanovenou mezní teplotou 13 °C. Vytápění tedy v tomto měsíci ještě nezačalo.

Začátek vytápění je položen až do měsíce října. Je charakterizován rychlým přechodem mezi teplotami počátku měsíce nad patnáct stupňů a stabilním poklesem pod teplotu 13 °C počátku vytápění. Od té doby trvá potřeba vytápět bez přerušení až do konce roku.

Podnulové teploty

Stanovení dnů s teplotou venkovního vzduchu pod bodem mrazu je potřebné pro hodnocení zdrojů tepla i chování budov. Je zřejmé, že čím více se venkovní teplota přibližuje teplotě výpočtové, sloužící pro dimenzování zařízení, tím lepší obraz o chování systému zdroj-budova získáme. V řadě několika posledních let není mrazivých dnů mnoho.

V prvním období nalézáme nejnižší teploty v měsíci únoru. Nejchladnějším dny jsou 22. a 23. únor s průměrnou denní teplotou venkovního vzduchu −8,2 °C.

Období druhé části roku bylo výrazně teplejší. V měsíci listopadu je pouze jediný den s mírně podnulovou teplotou – 15. listopad s teplotou −1,9 °C.

Praktické použití znalosti dnů s výskytem nejnižších venkovních teplot vede k výběru vhodných dat o spotřebě paliva. Ty je možné získat v ideálním případě z řídicího systému budovy, pokud je zřízen a pokud se do něj údaje o spotřebě paliva ukládají. Pokud má budova průběhové měření dodávky zemního plynu, lze si vyžádat od dodavatele rozpis dodávky po jednotlivých dnech. Když najdeme v kotelně plynoměr a přepočítávač množství, dají se z jeho paměti vyvolat na displej údaje o denní spotřebě v posledních měsících. A pokud není žádná technika, ale pečlivý správce, použijí se data z provozní knihy. Důležité je však znát venkovní teplotu – který den maximální spotřeby hledat. Pro hodnocení budov v roce 2011 je tedy vhodné používat období 19. až 25. února 2011.

Další výstupy při sledování meteorologických veličin

Z dlouhodobě vedené datové základny meteorologických pozorování lze vzhledem ke spotřebě tepla vygenerovat řadu dalších užitečných pomůcek. Na ukázku lze uvést dvě – distribuční křivku teplot a porovnání denních průběhů s dlouhodobým průměrem.

Distribuční křivka teplot pro kalendářní rok 2011 v porovnání s dlouhodobým třicetiletým průměrem. Je zřejmý nadnormální průběh po více jak 330 dnů.

Denní běh průměrných denních teplot T_d v typickém měsíci počátku vytápění – září 2011 se vyznačuje dlouhodobě nadnormálními teplotami.

Počet otopných dnů

Sledované otopné období mělo proti dlouhodobému průměru menší počet dnů vytápění. Období plného vytápění tak trvalo 203 dnů. Doba vytápění byla v otopném období kalendářního roku 2011 ve srovnání s třicetiletým normálem o dvacetjedna dnů kratší.

Kontrola kotlů – vyhodnocení dimenzování kotle

Kontrola kotlů je novým požadavkem legislativy. Vyžaduje vstupní údaje z vyhodnocení otopného období. Proces kontroly účinnosti kotlů je zaveden jako standardní postup. Proto je nejvýše žádoucí standardizovat použité vstupy. Spotřeba paliva je závislá na venkovních teplotách a ty jsou funkcí času. Proto není možné stanovit interval buď podle standardní délky otopného období, nebo podle celých měsíců. Pro další použití proto zavádíme do metodiky vyhodnocení otopného období parametr „délka otopného období“ – v hodinách. Jde o vyjádření počtu dnů s povinností vytápění (podle pravidel vytápění) při časovém obsahu jednoho dne 24 hodin. Pro stanovení průměru se tedy nepočítá s přerušovaným vytápěním, ale pouze s útlumem.

Porovnání proběhu hodin v aktuálním roce proti letům předchozím. Počet hodin je nižší, avšak číselně stejný, jako v roce předchozím.

Charakteristika otopného období

Celkovou charakteristikou otopného období je počet denostupňů D(19) = 2777 D°, průměrná teplota venkovního vzduchu 5,3 °C a počet 203 otopných dnů. Parametry otopného období jsou uváděny ve standardní formě [L1, L2] a v návaznosti na předchozí rozbory [L6, L7 a L8]. Stanovení je provedeno pro mezní teplotu počátku vytápění t_e = 13 °C a ustanovení o započetí, ukončení a přerušení vytápění. Denostupně jsou vztahovány k vnitřní teplotě 19 °C.

Zvláštní pozornost si zaslouží parametr „průměrná teplota venkovního vzduchu“. Tato teplota může být interpretována dvěma způsoby a výsledky bývají zaměňovány. Průměrná teplota venkovního vzduchu v období je průměrem z hodnot všech denních průměrných teplot v otopném období od 1. ledna do 31. května a od 1. září do 31. prosince. V programové pomůcce Denostupně je tato teplota uváděna po měsíčních průměrech. Průměrná teplota venkovního vzduchu v dnech vytápění je průměrem z teplot vzduchu pouze za dny vytápění. Dá se jednoduše vypočítat ze základní definice denostupňů, tedy t_e = (d ‧ t_i − D°) / (d) a pro období roku 2011 pak činí (203 ‧ 19 − 2777) / 203 = 5,3 °C.

Porovnání s dlouhodobým klimatickým normálem je provedeno pro stejné parametry s tím, že 30letý klimatický normál pro meteorologickou stanici Praha Karlov z let 1961–1990 byl zpracován stejným výpočtovým algoritmem jako data běžného roku. Klimatický normál za období 50 let v letech 1901 až 1950 byl převzat z literatury [L1].

Porovnáním tří souborů hodnot – běžného roku, průměru 30 let a průměru 50 let – je zřejmé, že otopné období kalendářního roku 2011 bylo ve srovnání s normálem 30 let (1961–1990) „teplejší“ – spotřeba tepla na úrovni 86 % třicetiletého. Posuzované otopné období bylo tedy z hlediska spotřeby tepla pro vytápění dosti podprůměrné.

Meziroční porovnání

Meziroční porovnání řady předchozích otopných období je založeno na standardním vyhodnocení datové základny teplot podle současných legislativních předpisů pro vytápění. Tím se eliminuje vliv případných rozdílů v pravidlech pro vytápění. K porovnání zůstávají pouze vlivy meteorologické.

Při porovnání s třicetiletým průměrem a předchozím kalendářním rokem jde o pokračování několika předchozích podnormálních období – tedy teplejších a s nižší spotřebou paliva (vyjma rok 2010).

Klíčové údaje

Závěr

Vyhodnocení otopného období kalendářního roku 2011 z meteorologických dat podle pozorování meteorologické stanice Praha-Karlov se provádí standardním způsobem, tak aby byly výsledky jednotlivých let vzájemně porovnatelné.

Základními parametry je 203 dnů vytápění a průměrná teplota 5,3 °C za celé otopné období. Otopné období bylo tedy krátké a „teplé“. Počet otopných dnů je nižší, než průměr. Průměrná teplota je vyšší než průměrné hodnoty. Počtem 2 777 denostupňů D(19) je otopné období nižší než standardní – na 86 % standardu třicetiletého průměru. Lze je tedy charakterizovat jako otopné období podnormální – tedy teplé, s menším počtem otopných dnů a s nižší spotřebou paliva.

Oproti dlouhodobému normálu je posuzované otopné období o 14 % méně náročné na vytápění. Lze tedy říci, že z hlediska spotřeby tepla pro vytápění sledované zimní období pokračovalo v trendu posledních let. Při porovnání s třicetiletým průměrem a předchozími otopnými obdobími jde o pokračování podnormálních, tedy teplejších období s výjimkou předchozího roku 2010.

Dalším údajem v charakteristice otopného období kalendářního roku je „hodinové vyjádření délky otopného období“, tedy veličina, která odpovídá požadavku na časový interval t_m ve vyhlášce 276/2007 Sb. o kontrole kotlů. Pro rok 2011 činí tato hodnota 4 872 hodin.

Literatura

• [L1] Ptáková, D., Otopné období 2000/2001 v Praze z hlediska klimatických veličin, Vytápění, větrání, instalace VVI 1/2003, str. 2–9
• [L2] Straka, R., Otopné období 1989/1990 v Praze z hlediska klimatických veličin, Zdravotní technika a vzduchotechnika – ZTV 1–2/1991, str. 29–63
• [L3] Vyhláška 194/2007 Sb. kterou se stanoví pravidla pro vytápění a dodávku teplé vody, měrné ukazatele spotřeby tepelné energie pro vytápění a pro přípravu teplé vody a požadavky na vybavení vnitřních tepelných zařízení budov přístroji regulujícími dodávku tepelné energie konečným spotřebitelům (platná od 1. 9. 2008)
• [L4] Vyhláška 276/2007 Sb. o kontrole účinnosti kotlů (platná od 1. 11. 2007)
• [L5] ČHMÚ: Měsíční přehled meteorologických měření a pozorování observatoře Praha-Karlov, rok 2011, sešit 01 až 12.
• [L6] Tintěra, L., Otopné období kalendářního roku 2008 v Praze, tzb-info.cz, Praha, 18. 5. 2009
• [L7] Tintěra, L., Otopné období kalendářního roku 2009 v Praze, tzb-info.cz, Praha, 22. 3. 2010
• [L8] Tintěra, L., Otopné období kalendářního roku 2010 v Praze, tzb-info.cz, Praha, 21. 3. 2011

Poznámka

Český hydrometeorologický ústav oznámil v prosinci loňského roku, že končí vydávání publikace „Měsíční přehled meteorologických měření a pozorování observatoře Praha–Karlov“. Odborná veřejnost se s daty z tohoto zdroje setkává již od šedesátých let. Pamětníci jistě vzpomenou na kartonové přílohy časopisu ZTV – Zdravotní technika a vzduchotechnika, kde vycházela tato data zpracovaná pro potřeby oboru. Přehled z Karlova nepoužívala pouze obec topenářů a vzduchotechniků. Z ohlasů na tento politováníhodný krok ČHMU vyplývá, že informace používali pro svou práci zemědělci, správa budov a facility, pojišťovny, ústavy Akademie věd, Vysoké školy, a dokonce i Kriminalistický ústav a řada dalších subjektů. Ztráta dat tedy znamená přerušení kontinuity informací v řadě oborů. Jde o krok, který lze těžko chápat. Odběratelé informací vesměs deklarovali, že jsou ochotni zvýšit své platby podle požadavků vydavatele, ale vše bylo marné.

Autor si dovoluje vyjádřit osobní názor – „Publikaci Měsíční přehled meteorologických pozorování z Prahy-Karlova používám ve své práci přes třicet let a aktivně jsem ji měl předplacenou dvacet dva let. Chápu snahu po úsporách, nechápu ji však u publikace s dlouholetou tradicí a dosahem. Vždyť právě dlouhodobé datové řady jsou vždy unikátním zdrojem pro zpracování informací. A už vůbec nechápu podobné počínání u instituce, která se bije v prsa s dvěstěpadesátiletou teplotní řadou v Klementinu.“

Autor spolu s redakcí TZB-info hledá cesty k nákupu alespoň základní sady dat tak, aby se výpočetní pomůcka „Denostupně“ udržela v provozu a s ní i tradiční články o vyhodnocení Otopného období.