Nejnavštěvovanější odborný web
pro stavebnictví a technická zařízení budov
estav.tvnový videoportál

TZB-info / Vytápění / Teorie a schémata / Vyhodnocení otopného období 2012/2013 v Praze

Vyhodnocení otopného období 2012/2013 v Praze

Ing. Ladislav Tintěra
Recenzovaný

Otopné období let 2012/2013 v Praze zpracované na základě pozorování stanice Praha-Karlov bylo s 234 dny vytápění delší, a s průměrnou teplotou 5,0 °C mírně teplejší než dlouhodobý průměr. Základní charakteristikou potřeby tepla pro vytápění je 3266 D°(19) denostupňů, tedy potřeba tepla o málo vyšší, než dlouhodobý průměr 3224 D°(19). Za posledních deset let jde o nejvyšší počet denostupňů za otopné období a teprve o druhé období přesahující dlouhodobý průměr.

Legislativní základ

Vyhodnocení základních charakteristik otopného období 2012/2013 je jak v Praze, tak i v dalších lokalitách na území naší republiky vázáno na aplikaci legislativních ustanovení. Pro vyhodnocování charakteristik otopného období se legislativa nezměnila. Platí vyhláška 194/2007 Sb. [L1], 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. Řídícím předpisem této vyhlášky je zákon 406/2000 Sb., o hospodaření energií v platném znění. Vyhláška slouží k provedení § 6a – energetická náročnost budov, odst. 9, 10 a 11. Lze ocenit nynější stabilitu legislativy. Jde již o páté otopné období vyhodnocované stejnou metodikou podle jedné vyhlášky.

Vyhláška se vztahuje na ústřední vytápění a centrální přípravu teplé vody v bytech a nebytových prostorách bytových budov nájemních, družstevních i bytových budov s byty ve vlastnictví osob a dále za určitých podmínek i na prostory v provozních prostorách budov nebytových. Nevztahuje se na dodávky tepla uskutečňované výhradně pro vlastní osobní potřebu, dodávky uskutečňované pro nebytové prostory, za podmínky nepřekročení limitů stanovených prováděcím právním předpisem a neohrožení zdraví a majetku a dodávky uskutečňované pro byty, při souhlasu alespoň dvou třetin nájemníků nebo vlastníků těchto bytů s odlišnými pravidly, za podmínky nepřekročení limitů stanovených prováděcím právním předpisem a neohrožení zdraví a majetku.

Nutno zdůraznit, že se nevztahuje na budovy, v nichž jsou všechny byty v užívání jediné právnické nebo fyzické osoby, která je vlastníkem budovy – tedy zejména na rodinné domy. Formulací o nepřekročení limitů měrné spotřeby tepla a neohrožení zdraví a majetku zákonodárce omezuje nastavení vnitřních teplot jak z horní hranice (zamezení přetápění), tak z hranice spodní (promrznutí budovy).

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.

Pro stanovení základních charakteristik otopného období použil autor vlastní výpočetní metodiku. Ta vychází z podobných zásad jako výpočetní pomůcka Denostupně v oddílu Výpočty. Pomocí výpočetního postupu byly zpracovány soubory dat z měsíčních přehledů meteorologických pozorování stanice ČHMU Praha-Karlov [L2].

Mezní teplota počátku vytápění

Mezní teplotou pro zahájení, ukončení a přerušení vytápění je teplota 13 °C. Nabízí se otázka, jaké má tato hodnota stanovená právníky tedy – legislativně – své fyzikální opodstatnění. Odpověď vychází z energetické bilance budovy. Při poklesu venkovní teploty porovnáváme tepelné toky z budovy do venkovního prostředí a naopak. Tedy – tepelnou ztrátu budovy, vnější a vnitřní tepelné zisky. Teplota vnitřního vzduchu se udržuje na stálé výši. Pak v jednom okamžiku dojde k vyrovnání kladných a záporných tepelných toků. Tento okamžik je charakterizován teplotou venkovního vzduchu. Při poklesu venkovní teploty se již bilance dostává do nerovnováhy – převáží tepelné ztráty. Vnitřní teplota začne klesat. Nastává potřeba zahájit vytápění.

Z rozboru je zřejmé, že mezní teplota vytápění je pro každou budovu individuální. Závisí na tepelně-izolačních vlastnostech obvodového pláště, na obsazení budovy lidmi, vybavení spotřebiči i na provozním režimu. Teplota 13 °C doznala ve znění legislativních předpisů posledních třiceti let jistý vývoj, který reagoval na potřebu vytápění průměrného bytového fondu. V dřívějších předpisech lze dohledat číselné hodnoty jak 12 °C, tak i 15 °C.

Je zřejmé, že budovy zateplené, a zvláště pak budovy postavené v nízkoenergetickém a pasivním standardu mají mezní teplotu počátku vytápění nastavenou mnohem níže. Legislativní předpis nemůže (zatím) pracovat s individuálními vlastnosti jednotlivých budov. Výhodou pro uživatele je to, že pomůcka „Výpočet denostupňů“ ve výpočtové části TZB-info umožňuje již od svého vzniku nastavit teplotu počátku vytápění.

Začátek vytápění

Začátek otopného období je 1. září, nicméně vlastní zahájení dodávky tepla závisí na poklesu venkovní teploty pod stanovenou hodnotu. Ukončení vytápění je stanoveno kalendářně na 31. prosinec. Zahájení vytápění je charakterizováno grafickým průběhem:

Prvním dnem vytápění bylo 14. září 2013. První období s potřebou vytápění trvalo tři dny. Po něm nastala do konce měsíce dvě přerušení se vzestupem teplot nad stanovenou hranici.

Na začátku října se pokračovalo ve vytápění až do dalšího třídenního přerušení. Po jeho ukončení se od 1. října vytápí bez přerušení. Pozoruhodným datem je 27. října 2012, kdy v Praze napadl první sníh.

Mrazivé dny

Dnů s teplotou pod bodem mrazu bylo v otopném období 48. V prosinci je to osm dnů, v lednu sedmnáct dnů, v únoru jedenáct dnů a v březnu celých dvanáct dnů. Prvním dnem, kdy poklesla teplota pod bod mrazu, je 6. prosinec s teplotou −1,1 °C. Další mrazivé dny následovaly ještě do poloviny prosince, dále v druhé a třetí lednové dekádě, kdy byl počet mrazivých dnů největší a dále ještě v únoru a březnu. Březnové mrazivé období od 23. do 27. 3. 2013 je v dlouhodobém vyhodnocování značně atypické.

Nejnižší teplota −8,8 °C ve sledovaném otopném období nastala 26. ledna 2013.

Podnulové teploty v prosinci
Podnulové teploty v prosinci
Podnulové teploty v lednu
Podnulové teploty v lednu
Podnulové teploty v únoru
Podnulové teploty v únoru
Podnulové teploty v březnu
Podnulové teploty v březnu

Měsíc leden je s průměrem +1,4 °C teplejší, a to o 1,6 °C nad dlouhodobým standardem. Nejnižší teplotou v měsíci je −8,8 °C ze dne 26. ledna 2013.

Měsíc březen je s průměrem +1,5 °C chladnější, a to o více než tři stupně pod dlouhodobým standardem. Má dvanáct dnů s podnulovými teplotami. Nejnižší teplotou v měsíci je −3,6 °C ze dne 23. března 2013. Ano, bylo to dva dny po prvním jarním dnu. Pozoruhodným datem je 31. března 2013, kdy v Praze napadl poslední sníh.

Období s dlouhodobě nízkými teplotami, použitelné k posouzení chování zdrojů tepla a otopných soustav při nízkých teplotách nastalo mezi 18. a 26. lednem 2013. Teploty byly pod bodem mrazu a pohybovaly se od −2,9 °C do −8,8 °C.

Konec vytápění

Po mrazivém konci března nastává v dubnu prudký vzestup teplot. Nadprůměrné teploty umožnily první přerušení vytápění již v dubnu, dne 17. 4. 2012. Poté nastává do konce měsíce ještě jedno přerušení vytápění.

V květnu pak nastalo období dvou přerušení vytápění od 7. 5. a od 16. 5. Posledním dnem vytápění je den 31. května 2013, kdy je legislativně ukončeno otopné období 2012–2013. Chladné dny však ještě pokračovaly v dalším měsíci.

Letní období

Letní období červen až srpen, z definice do otopného období nepatří. Na začátku června však přetrvávaly chladné teploty pod třinácti stupni ještě tři dny.

Poklesy teplot v letním období, v červnu až srpnu jsou důležité například pro vytápění nemocnic. Zde se obvykle bere za mezní teplotu 15 °C a v některých areálech je provoz zdroje tepla celoroční, bez letní přestávky. V letním období poklesly teploty pod teplotu 13 °C po dobu 5 dnů, pokles pod teplotu 15 °C byl po doby devíti dnů.

Počet otopných dnů

Sledované otopné období mělo menší, dosti podprůměrný počet dnů vytápění. Od začátku vytápění dne 14. září 2013 do konce vytápění dne 31. května 2013 bylo vytápění celkem sedmkrát přerušeno v průběhu otopné sezóny. Období plného vytápění tak trvalo 234 dnů. Doba vytápění byla v otopném období 2012–2013 ve srovnání s třicetiletým normálem o devět dnů delší.

Kontrola kotlů – vyhodnocení dimenzování kotle

Kontrola kotlů je požadavkem legislativy, podle vyhlášky 276/2007 Sb. o kontrole účinnosti kotlů. Tato vyhláška byla novelizována jako 194/2013 o kontrole kotlů a rozvodů tepelné energie s účinností od 1. 8. 2013. Do vyhodnocovaného otopného období tedy již nezasahuje.

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. Je zřejmé, že délka vytápění se mění jak meziročně, tak v jednotlivých měsících běžného roku.

Do hodinového vyjádření je zaveden další parametr, kterým je „využití maxima (denostupňů)“. Počet provozních hodin stanovený podle předchozího odstavce se přepočítá podle využití výkonu kotle. To je v přepočtu ošetřeno vynásobením hodin poměrem aktuálního počtu denostupňů a maximálního počtu D° z dlouhodobého průměru. Tedy: hodin (pro 276/2007 Sb.) = otopných dnů (i-tého měsíce aktuálního roku) × 24 hodin × denostupně (i-tého měsíce aktuálního roku) / max. hodnota denostupně (nejstudenějšího měsíce 30 let průměru).

 

Celkový počet hodin za sledované období 2012–2013 činí 5616 hodin, oproti 5376 hodin normálu 30 let.

Celkový počet hodin „využití maxima denostupňů“ za sledované období 2012–2013 činí 3653 hodin, oproti 3762 hodin normálu 30 let.

Reklama

Ing. Pavel Kučera, ředitel společnosti, představuje novinky
v sortimentu Regulus pro úspory energie v domě

Charakteristika otopného období

Celkovou charakteristikou otopného období je počet denostupňů D(19) =3266 D°, průměrná teplota venkovního vzduchu v otopných dnech 5,0 °C a počet 234 otopných dnů. Parametry otopného období jsou uváděny ve standardní formě [L3, L4] a v návaznosti na předchozí rozbory [L6 až L13].

Stanovení je provedeno pro mezní teplotu počátku vytápění te = 13 °C a ustanovení platného legislativního předpisu 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. Proto vysvětlení:

  • průměrná teplota venkovního vzduchu v období, je průměrem z hodnot všech denních průměrných teplot v otopném období od 1. září do 31. května. Tedy – jak dnů vytápění, kdy se topilo, tak dnů, kdy se netopilo. V programové pomůcce Denostupně TZB-info je tato teplota uváděna po měsíčních průměrech. Pro sledované období činí tato hodnota 6,8 °C.
  • 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 te = (d × ti − D°) / (d), a pro období 2012–2013 pak činí (234 × 19 − 3266) / 234 = 5,0 °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].

Otopné období 2011–2012 (Praha-Karlov)
měsícpočet dnů vytápěníprůměrná venkovní teplota v otopných dnech
[°C]		počet denostupňů D19
[D°]		procenta D19 v roce
[%]
IX1213,2702,1
X288,52939,0
XI306,537511,5
XII311,454716,7
I310,756817,4
II281,050415,4
III311,554216,6
IV238,82347,1
V2012,21354,1
součet2345,03 266100

Porovnáním tří souborů hodnot – běžného roku, průměru 30 let a průměru 50 let – je zřejmé, že otopné období 2012–2013 bylo ve srovnání s normálem 30 let (1961–1990) „studenější“ – spotřeba tepla na úrovni 100,7 % třicetiletého normálu a ve srovnání s normálem 50 let (1901–1950) na úrovni 98,7 % padesátiletého normálu. Posuzované otopné období bylo tedy z hlediska potřeby tepla pro vytápění nadprůměrné.

počet denostupňů D19poměrná část
otopné období 2012–20133 266100,0 %
normál 30 let (1961–1990)3 243100,7 %
normál 50 let (1901–1950)3 30898,7 %

Průběh otopného období

Průběh otopného období je charakterizován průběhem měsíčních průměrných teplot pro posuzované otopné období a pro klimatický normál 30 let (případně 50 let).

 

Z grafického průběhu je patrný značně atypický průběh měsíčních teplot. Vyznačuje se neobvyklými výkyvy. Mírně pod průměrem je na počátku – v září a říjnu, v listopadu je výrazně nad úrovní dlouhodobého průměru. Prosinec je již jen o málo teplotně nad průměrem. Zato leden je značně teplejší. Únor se kryje s průměrem. Březen je velmi výrazně studenější, odchylka od průměru se pohybuje okolo tří stupňů. Duben a květen se již s normálem vyrovnávají.

Rozložení teplot

Průběh teplot v jednotlivých měsících otopného období je významnou charakteristikou, avšak v řadě aplikací lze použít průběh denních teplot po dobu celého roku. Vhodným seřazením jednotlivých hodnot tak vznikne obdoba distribuční funkce. Lze ji s výhodou použít například k sestavení „teplárenského diagramu“ pro odběr tepla, nebo je známa aplikace ve výpočtech tepelných čerpadel viz [L7].

 

Tvar distribuční křivky potvrzuje vývody z měsíčního průběhu teplot – zimní i letní teploty se nacházejí pod a nad teplotním průměrem.

Do grafu distribuční křivky sestavené z reálných klimatických a meteorologických dat je pro srovnání doplněn průběh „obecné křivky trvání teplot v ČR“ podle ČSN 38 3350. Okrajové podmínky jsou ten= −12 °C, tem = +13 °C, počet otopných dnů d = 225. Shoda průběhů křivek je dobrá.

Potřeba tepla

Potřeba tepla a její rozložení v průběhu roku odvisí od počtu denostupňů. V následujícím grafu je rozložení pro posuzované období 2012-2013 porovnáno s dlouhodobým třicetiletým normálem.

 

Oproti dlouhodobému normálu (30 let) je posuzované otopné období 2012-2013 o 0,7 % více náročné na vytápění. Lze tedy říci, že sledované zimní období vybočilo z normálu posledních let, kdy aktuální rok byl méně náročný na vytápění, než průměr. Tvar grafu průběhu potřeby tepla ukazuje na nevyrovnanost v jednotlivých měsících – spotřeba od listopadu do února byla nižší než průměr. Naopak – spotřeba v březnu průměrnou hodnotu výrazně převýšila.

Meziroční porovnání

Meziroční porovnání řady předchozích otopných období je založeno na standardním vyhodnocení datové základny teplot podle platných 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 předchozími deseti otopnými obdobími od roku 2000/2001 jde o spíše o pokračování podnormálních období. Počet denostupňů je za deset let sledování teprve druhý, který je větší (100,7 %), než dlouhodobý průměr. Spotřeba paliva je tedy mírně vyšší, než průměr. V průběhu posledních let jde o zimní období s druhým nejvyšším počtem denostupňů – v období 2005/2006 a nyní, v období 2012/2013.

Klíčové údaje

otopné období2012–2013
místoPraha-Karlov
začátek vytápění14. září 2012
konec vytápění31. květen 2013
přerušení nebo omezení vytápěnícelkem v délce 26 dnů
běžný rok 2010–2011normál 30 let nepřestupný
počet dnů vytápění234225
průměrná teplota v otopných dnech5,04,6
počet denostupňů D(19)3 2663 243
potřeba tepla proti normálu (30 let)100,7 %100 %

Závěr

Vyhodnocení otopného období 2011–2012 z meteorologických dat podle pozorování meteorologické stanice Praha-Karlov se provádí standardním způsobem, tak aby byly výsledky jednotlivých let vzájemně porovnatelné.

Základními parametry je 234 dnů vytápění a průměrná teplota 5,0 °C ve dnech vytápění a 6,8 °C za celé období září–květen. Otopné období bylo „mírně teplejší“, ale zato delší. Počet otopných dnů je větší než průměr. Průměrná teplota je nad dlouhodobým průměrem. Počtem 3266 denostupňů D19 překonalo otopné období 100,7 % standardu třicetiletého průměru. Za posledních deset otopných období jde o druhé období s nejvyšším počtem denostupňů. Lze je tedy charakterizovat jako období nadnormální – tedy mírně teplejší než průměr, ale s vyšší spotřebou paliva.

Oproti dlouhodobému normálu je posuzované otopné období o 0,7 % více náročné na vytápění. Po posouzení řady posledních let lze tedy říci, že z hlediska spotřeby tepla pro vytápění sledované zimní období vybočilo z trendu otopných období s nižším, než průměrným nárokem na spotřebu paliva. Rozložení průběhu potřeby tepla však ukazuje na nevyrovnanost v jednotlivých měsících – spotřeba v březnu je výrazně vyšší než průměr. Při porovnání s třicetiletým průměrem a předchozími deseti otopnými obdobími jde teprve druhé období s (mírně) většími nároky na vytápění, než je dlouhodobý průměr.

Literatura

English Synopsis
The heating period 2012/2013 in Prague

The heating period 2012/2013 in Prague based on the observation of Prague-Karlov Station was 234 days, a little longer, and with an average temperature of 5.0 °C, slightly warmer than the long-term average. The basic characteristic of heat demand for heating is 3266 D°(19) degree days, hence, the heat demand is slightly higher than long-term average 3224 D°(19). In the last decade, it is the highest number of degree days for a heating period and the second highest number of degree days than long-term average.

 
 
Reklama