Vyhodnocení otopného období 2008/2009 v Praze
Otopné období let 2008/2009 v Praze zpracované na základě pozorování stanice Praha-Karlov bylo s 225 dny vytápění poněkud kratší, a s průměrnou teplotou 5,5° C mírně teplejší než dlouhodobý průměr. Základní charakteristikou potřeby tepla pro vytápění je 3 033 denostupňů (19°).
Legislativní základ
Vyhodnocení základních charakteristik otopného období 2008/2009 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., 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.
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.
Lze tedy 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 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 (L7).
Mezní teplota počátku vytápění
Mezní teplotou pro zahájení, ukončení a přerušení vytápění je teplota 13°C. Nabízí se otázka, zda má tato právně určená hodnota své fyzikální opodstatnění. Odpověď vychází z energetické bilance budovy. 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. V jednom okamžiku dojde k vyrovnání kladných a záporných tepelných toků. Tento okamžik je charakterizován teplotou venkovního vzduchu. Při poklesu venkovní teploty se 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 tepelněizolačních vlastnostech obvodového pláště, na vybavení budovy spotřebiči i na jejím 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 12° C, ale 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.
Začátek vytápění
V září poklesly venkovní teploty pod stanovenou mez v polovině měsíce. Prvním dnem vytápění je tak 5. září 2008. Po tomto zahájení je průběh teplot plynule klesající a vytápění se přerušuje až v jarních měsících, v dubnu.
Mrazivé dny
Dnů s teplotou pod bodem mrazu bylo v otopném období 35. Již v listopadu byl jeden mrazivý den, v prosinci šest dnů, v lednu dvacet a v únoru osm dnů. Prvním dnem, kdy poklesla teplota pod bod mrazu, je 21. listopadu s teplotou -0,4° C. Další mrazivé dny následovaly v prosinci o vánočních svátcích od 26. prosince až do konce roku. Měsíc leden je s průměrem -2,1° C o více jak jeden stupeň pod dlouhodobým standardem. Má sedmnáct dnů od počátku měsíce a tři v jeho konci. Nejnižší teplotou v celém zimním období je extrém ve výši -9,6° C ze dne 9. ledna 2009.
Období mezi 6. a 14. lednem 2009 je charakterizováno venkovními teplotami, které nevystoupily nad minus 6° C. Lze ho tak s výhodou používat pro posouzení chování zdrojů tepla a otopných soustav při nízkých teplotách.
Konec vytápění
Výrazně nadprůměrné teploty v jarních měsících umožnily přerušení vytápění již v dubnu, na dvanáct dnů od 5. do 16. 4. a tři dny od 26. do 28. dubna. V květnu pak nastalo turbulentní období tří přerušení do 2. do 3. 5., od 9. do 13. 5. Pak nastalo již tradiční ochlazení s vytápěním v polovině května a přerušení od 17. do 28. 5. Kuriozitou jsou poslední tři dny v měsíci, kdy se vytápělo. Dnem 30. května 2009 je vytápění ukončeno a současně je ukončeno i otopné období 2008 - 2009.
Letní období
Letní období červen až srpen, z definice do otopného období nepatří. V minulých letech zde docházelo k znatelným poklesům pod mezní teplotu 13° C. K poklesu pod teplotu 13° C došlo pouze v červnu v pěti dnech v první polovině měsíce.
Poklesy teplot 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. Pod tuto mezní teplotu poklesly v letním období teploty v šesti dnech.
Počet otopných dnů
Sledované otopné období mělo menší, podprůměrný počet dnů vytápění. Od začátku vytápění dne 15. září 2007 do konce vytápění dne 30. května 2008 bylo vytápění několikrát přerušeno na konci otopné sezóny. Období plného vytápění tak trvalo 225 dnů. Doba vytápění byla v otopném období 2008/2009 ve srovnání s třicetiletým normálem o jeden den delší.
Charakteristika otopného období
Celkovou charakteristikou otopného období je počet denostupňů D(19) =3.033 D°, průměrná teplota venkovního vzduchu 5,5° C a počet 225 otopných dnů. Parametry otopného období jsou uváděny ve standardní formě (L1, L2) a v návaznosti na předchozí rozbory (L3, L4, L5 a L6).
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 7,6° 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 2008/2009 pak činí (225*19-3033)/225 = 5,5° 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 2008/2009 (Praha - Karlov)
| měsíc | počet dnů vytápění | průměrná venkovní teplota v topných dnech (°C) | počet denostupňů D19 (D°(19)) | procenta D19 |
|---|---|---|---|---|
| IX | 16 | 10,7 | 132 | 4,4% |
| X | 31 | 10,2 | 272 | 9,0% |
| XI | 30 | 5,9 | 392 | 12,9% |
| XII | 31 | 2,7 | 506 | 16,7% |
| I | 31 | -2,1 | 654 | 21,6% |
| II | 28 | 1,3 | 497 | 16,4% |
| III | 31 | 5,5 | 420 | 13,8% |
| IV | 15 | 13,0 | 90 | 3,0% |
| V | 12 | 13,1 | 71 | 2,3% |
| součet | 225 | 5,5 | 3 033 | 100% |
Porovnáním tří souborů hodnot - běžného roku, průměru 30 let a průměru 50 let - je zřejmé, že otopné období 2008/2009 bylo ve srovnání s normálem 30 let (1961-1990) "mírně teplejší" - spotřeba tepla na úrovni 94 % třicetiletého normálu a s normálem 50 let (1901-1950) na úrovni 92 % padesátiletého normálu. Posuzované otopné období bylo tedy z hlediska potřeby tepla pro vytápění spíše mírně podprůměrné.
| počet denostupňů D19 | poměrná část | |
|---|---|---|
| otopné období 2008/2009 | 3 033 | 100% |
| normál 30 let (1961-1990) | 3 227 | 94% |
| normál 50 let (1901-1950) | 3 308 | 92% |
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 atypický průběh měsíčních teplot. V teploty jsou vždy vyšší, než průměrné. Pod dlouhodobý průměr klesají pouze v měsíci září a lednu.
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 zde.
Potřeba tepla
Potřeba tepla a její rozložení v průběhu roku odvisí od počtu denostupňů. V následujícím grafu je rozložení pro posuzované období 2007/2008 porovnáno s dlouhodobým třicetiletým normálem.
Oproti dlouhodobému normálu (30 let) je posuzované otopné období 2008-2009 o 6 % méně náročné na vytápění. Lze tedy říci, že sledované zimní období příliš nevybočilo z normálu. Tvar grafu průběhu potřeby tepla však ukazuje na nevyrovnanost v jednotlivých měsících - spotřeba v prvním měsíci otopného období je vyšší než průměr, pak klesá. Nadprůměrná spotřeba je v měsíci lednu. Nižší spotřebou, než průměrnou jsou charakterizovány od února všechny další měsíce. Spotřeba v dubnu činí dokonce pouze 30 % dlouhodobého normálu.
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 předchozími osmi otopnými obdobími od roku 2000/2001 jde o pokračování podnormálních období - tedy teplejších a s nižší spotřebou paliva.
Klíčové údaje
| otopné období | 2008 - 2009 |
| místo | Praha-Karlov |
| začátek vytápění | 15. září 2007 |
| konec vytápění | 30. květen 2008 |
| přerušení nebo omezení vytápění | 5.-16. 4. 2009, 26.-28. 4. 2009, 2.-3. 5. 2009, 9.-13. 5. 2009, 17.-28. 5. 2009 |
| počet dnů vytápění | 225 |
| průměrná teplota v otopných dnech | 5,5° C |
| počet denostupňů D(19) | 3 033 |
| potřeba tepla normálu (30let) | 94 % |
Závěr
Vyhodnocení otopného období 2008/2009 z meteorologických dat podle pozorování meteorologické stanice Praha - Karlov se provádí standardním způsobem, tak aby byly výsledky jednotlivých let vzájemně porovnatelné.
Základními parametry je 225 dnů vytápění a průměrná teplota 5,5° C ve dnech vytápění a 7,6° C za období září - květen. Otopné období bylo tedy kratší a "teplé". Počet otopných dnů je mírně vyšší než průměr. Průměrná teplota je nad dlouhodobým průměrem. Počtem 3 033 denostupňů D19 se otopné období přiblížilo na 94 % standardu třicetiletého průměru. Lze je tedy charakterizovat jako období mírně podnormální - tedy teplejší s nižší spotřebou paliva.
Oproti dlouhodobému normálu je posuzované otopné období o 6 % méně náročné na vytápění. Po posouzení řady posledních let lze tedy říci, že z hlediska spotřeby tepla pro vytápění sledované zimní období nevybočilo z normálu. Rozložení průběhu potřeby tepla však ukazuje na nevyrovnanost v jednotlivých měsících - spotřeba až na leden je nižší než průměr. Při porovnání s třicetiletým průměrem a předchozími osmi otopnými obdobími jde o pokračování podnormálních, tedy teplejších období.
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) Tintěra, L., Denostupně - vyhodnocení otopného období 2004/2005 v Praze, tzb-info.cz, Praha, 1.8.2005
(L4) Tintěra, L., Denostupně - vyhodnocení otopného období 2005/2006 v Praze, tzb-info.cz, Praha, 30.10.2007
(L5) Tintěra, L., Denostupně - vyhodnocení otopného období 2006/2007 v Praze, tzb-info.cz, Praha, 7.1.2008
(L6) Tintěra, L., Denostupně - vyhodnocení otopného období 2007/2008 v Praze, tzb-info.cz, Praha, 10.11.2008
(L7) ČHMÚ: Měsíční přehled meteorologických měření a pozorování observatoře Praha_Karlov, 2008-09 až 2009-08
(L8) 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 1.9.2007)
Contrary to the long term norm, the heating period has been considered 6% less intensive. After having examined a number of recent years, it can be said that the consumption of heating during this winter was within the normal. The distribution of the heating demand, however, shows an imbalance in individual months, with the consumption until January being below the average. In comparison with a thirty year average and the previous eight heating seasons we have a continuation of a subnormal, i.e. warmer, period.
