Nároky a náročnost, potřeba a spotřeba, teplo a energie

Z energetického hlediska je každý vytápěný objekt (např. rodinný dům) charakterizován jednak svými energetickými nároky (potřebami energie), jednak svou energetickou náročností (spotřebami energie). Energetické nároky jsou dány množstvím energie, které objekt pro svou funkci objektivně potřebuje. Energetická náročnost je faktické množství nakupované "hnací" energie, které spotřebují pro svou činnost systémy (Technická Zařízení Budov) kryjící tyto energetické nároky.

Budeme-li hovořit jen o vytápění, pak energetické nároky vytápění, tj. potřeba tepla pro vytápění představuje energetický výstup z objektu (prostup a větrání). Ten je jednoznačně dán architektonickým řešením a stavebním provedením a představuje neovlivnitelnou konstantu daného objektu. Potřeba tepla není a nemůže být ovlivněna tepelnými zisky (ani vnitřními, ani vnějšími), ani systémem vytápění, tedy např. tím, že je použit vytápěcí systém s tepelným čerpadlem nebo solárními kolektory, ani systémem větrání, tedy např. použitím rekuperace či regenerace tepla.

Energetická náročnost vytápění, tj. spotřeba "hnací" energie (nebo také energie ušlechtilé, koncentrované, nakupované atd.) představuje "hnací" energetický vstup do objektu, respektive do systému TZB. Ten je ovlivněn jednak (a primárně) stavbou, jednak (a sekundárně) zařízeními TZB. Neuvažujeme-li tepelné zisky, pak u klasických systémů TZB je energetická náročnost vždy větší (v nejlepším případě shodná) s energetickými nároky. U alternativních (úsporných) systémů je energetická náročnost menší (u TČ výrazně menší) než energetické nároky.

Komplexní energetickou kvalitu objektu (chápaného jako komplex stavby a všech systémů TZB) v souvislosti s vytápěním jednoznačně charakterizují potřeba tepla a spotřeba "hnací" energie pro vytápění (a to je něco úplně jiného než spotřeba tepla!!!), přičemž z pohledu energetického a především ekonomického (náklady na energie) je pro provozovatele rozhodující spotřeba energie.

Vyhláška č. 291/2001 Sb. pojem spotřeba energie nezná, místo něj pracuje s pojmem spotřeba tepla (tepelné energie), pod kterým má evidentně na mysli jen tepelnou energii dodávanou systémem TZB. Faktická spotřeba energie ji nezajímá?!. Další nejasnosti zavádí ČSN 73 0540-2, která zase nezná pojem spotřeba tepla, místo něj pracuje s pojmem potřeba tepla?! (Myslí tím zřejmě spotřebu tepla podle Vyhlášky, ale proč pro totéž používá jiný pojem?) A až norma zavádí pojem energetické náročnosti budovy tak, že: energetická náročnost = potřeba tepla?! Nejednoznačností dochází ke značnému matení pojmů. Zavedení třetího pojmu (spotřeba tepla) ke dvěma základním (spotřeba energie = vstup a potřeba tepla = výstup) je nadbytečné.

S přihlédnutím k předchozímu proto pokládám za nutné konstatovat: Není pravda že:

Vnitřní a vnější zisky snižují potřebu tepla pro vytápění (jak by z ČSN a Vyhlášky mohlo vyplynout). Tepelné čerpadlo snižuje potřebu tepla - jak je uvedeno v článku "K metodám hodnocení stavebně-energetické koncepce budov ... (II)". Takto čarovat TČ nedovede!!! V daném objektu musí TČ dodat zcela shodné množství tepla, jako např. kondenzační plynový kotel, nebo "kaborky" s ručním přikládáním uhlí. Od klasického zdroje se TČ neliší tím, že by ovlivňovalo potřebu tepla (nároky), ale tím, že ovlivňuje spotřebu "hnací" energie (náročnost)!!

Co je pravda:
Vztah mezi potřebou tepla a spotřebou "hnací" energie a vliv vnitřních a vnějších zisků a alternativních systémů TZB na tento vztah se dá názorně vysvětlit pomocí Sankeyových diagramů.

Bilance objektu bez uvažování vlivu zisků

Bilance objektu s uvažováním vlivu zisků Klasický systém TZB

Bilance objektu s uvažováním vlivu zisků Alt. systém TZB - větrání s rekuperací tepla

Bilance objektu s uvažováním vlivu zisků Alt. systém TZB - vytápěcí systém s TČ

Vysvětlivky:
EN - Energetická náročnost objektu podle Vyhlášky č. 291/2001 Sb.

Další pojmy odpovídají terminologii tohoto příspěvku
NT - Nízkopotenciální (přírodní) teplo - obnovitelný energetický zdroj
OT - Odpadní teplo - druhotný energetický zdroj
PT - Potřeba tepla pro vytápění - Energetické nároky
ST - (Spotřeba tepla pro vytápění - Nadbytečný pojem protože ST=PT)
SE - Spotřeba "hnací" energie - Energetická náročnost
ZE - Tepelný zisk vnější
ZI  - Tepelný zisk vnitřní

Dva objekty se stejnou (malou) energetickou náročností: nízká energetická náročnost v prvním objektu zajištěna "řešením TZB" (TČ), u druhého objektu "řešením stavby". Zisky pro jednoduchost neuvažovány.

Z diagramů (a ve vztahu k Vyhlášce č. 291/2001 Sb. a ČSN 73 0540-2) vyplývá:

Energetická náročnost podle Vyhlášky a ČSN není energetickou náročností, ale "tepelnou náročností". Řešení B, C, D mají podle vyhlášky shodnou energetickou (správně tepelnou) náročnost, faktická energetická náročnost se ale podstatně liší (např. v poměru 3:2:1). Předpisy definovaná energetická náročnost určuje jen množství tepla, které - za učiněných předpokladů - musí dodat systém(y) TZB a vůbec ji nezajímá s jakou faktickou energetickou náročností se dodávané teplo "vyrobí". Vyhláška a ČSN sledují energetickou náročnost (bez ohledu na to jak je specifikována) jen z pohledu stavebního řešení, zcela ignorují úlohu systémů TZB při snižování energetické náročnosti. Tím nedávají možnost volby alternativních cest vedoucích k nízké spotřebě energie. Alternativní cesta, kterou nabízí TČ (nebo kombinace TČ a stavebních úprav) může být - zejména (ale nejen) u rekonstrukcí - cestou ekonomicky výhodnější. A v této souvislosti: ČSN v "Předmětu normy" praví: Platí pro nové budovy a pro stavební úpravy, udržovací práce, změny v užívání budov a jiné změny dokončených budov. Ale v odstavci 9 uvádí: U změn budov, které nejsou určeny podle zvláštního předpisu, se měrná potřeba tepla na vytápění doporučuje plnit.(?) Pokud bych chtěl při "změně" "nedodržet" jen měrnou potřebu tepla pro vytápění (protože norma mi to nenařizuje), pak při dodržení všech ostatních požadavků normy (protože norma mi to v úvodu nařizuje) se mi to "nemůže podařit". Pro "česky řečeno" rekonstrukce (budov neurčených zvláštním předpisem) tedy norma platí nebo neplatí?

K dalším skutečnostem:

Pozor na vnější zisky! Co může přinést zohlednění jen v energetické náročnosti vytápění: Např. u objektu navrženého pro vysoké pasivní využívání solární energie, snížíme energetickou náročnost vytápění (a podle současných předpisů "(s)potřebu" tepla pro vytápění), ale nikoho už nezajímá, že vysoké pasivní zisky mohou vně (a někdy i uvnitř) otopné sezony představovat zátěž, která se dá "likvidovat" pouze chlazením prostoru a tedy další energetickou náročností. Tato náročnost již nikoho nezajímá, protože to už není "(s)potřeba" tepla pro vytápění. Se zlepšujícími se tepelně-technickými vlastnostmi objektu roste podíl potřeby tepla pro větrání na celkové potřebě. Není jistě třeba zajišťovat trvale výměnu 0,5 hod-1. (S tou je třeba počítat jen pro dimenzování systémů TZB). Pro deklaraci energetické náročnosti objektu by se mělo počítat s hodnotou nižší. (Vliv přítomnosti osob a jejich činností - viz též ČSN 73 0540-2). Pokud pokládáme ve většině případů za hlavní škodlivinu vlhkost, pak v nejchladnějším období je účelné výměnu vzduchu výrazně snížit! Ne z hlediska energetického, ale z hlediska vnitřní vlhkosti!

Podle mého názoru - Vyhláška by měla limitovat:

Jednak potřebu tepla pro vytápění (tj. potřebu pro krytí ztrát prostupem a větráním s uvedenou korekcí), tj. faktickou potřebu bez zisků - tím by odpadly všechny často diskutované "Pišvejcovy" konstanty. Tato potřeba (která není faktickou potřebou pro dané okrajové podmínky) by mohla mít stejný "jen" porovnávací význam jako dosud. Jednak spotřebu "hnací" energie pro systémy TZB, jako procentní podíl potřeby tepla (např. 50 %), kde limitní potřeba tepla by byla přepočtena na reálné okrajové podmínky.

Objekt by byl pokládán za způsobilý, pokud by vyhovoval alespoň jedné z limitních hodnot. Dovedu si ale dobře představit i řešení, kdy by vyhláška limitovala pouze spotřebu "hnací" energie pro objekt (systémy TZB).

Tímto příspěvkem nejsou samozřejmě zdaleka vyčerpány všechny připomínky k Vyhlášce a dalším předpisům souvisejícím.