Vplyv režimu vykurovania miestností v susedných bytoch na tepelné straty vykurovaného priestoru
Nevytápěný byt způsobuje nadměrnou potřebu tepla v sousedním bytě, ve kterém nemusí být ani možné dosáhnout tepelného komfortu. Výpočty jsou provedeny pro teploty 15 °C, případně i 10 °C, které mohou nastat v dlouhodobě nevytápěných bytech při jejich nevýhodném umístění v objektu.
1. Úvod
Ceny energií sú v súčasnosti na dosť vysokej úrovni. Je teda logické, že sa ľudia snažia energiou šetriť. Najčastejším riešením je, že pri opustení vykurovanej miestnosti na dlhšiu dobu, sa uzatvárajú termostatické hlavice na ventile pred vykurovacím telesom. Privretím termostatickej hlavice sa znižuje požiadavka na teplotu miestnosti. Pri obalových konštrukciách s dobrými tepelno-izolačnými vlastnosťami sa prejaví akumulačná schopnosť budovy a k ochladzovaniu miestnosti s odstaveným vykurovacím telesom dochádza veľmi pomaly. K podstatne rýchlejšiemu poklesu teploty vnútorného vzduchu dochádza pri obalových konštrukciách s horšími tepelno-izolačnými vlastnosťami. Potom tento pokles teploty miestnosti ovplyvní aj tepelné straty susednej vykurovanej miestnosti.
Príspevok chce poukázať na to, ako sa zmenia tepelné straty vykurovanej miestnosti, ak sa zníži teplota vnútorného vzduchu v susednej miestnosti.
2. Charakteristika sledovaných priestorov
Tepelné straty vykurovanej miestnosti sa prejavia na ochladzovaných konštrukciách vonkajších – obalový plášť, ale aj vnútorných – vnútorné konštrukcie oddeľujúce priestory s rozdielnou teplotou.
Pre účel porovnávania týchto zmien boli vybrané miestnosti v existujúcom objekte panelovej výstavby typu P1.15. Pôvodný obvodový plášť je z pórobetónu hrúbky 300 mm, vnútorné medzibytové konštrukcie sú zo železobetónu hrúbky 150 mm, stropná doska je železobetónová hrúbky 150 mm.
V rámci sledovania zmien tepelných strát vykurovaného priestoru boli vybrané dve reprezentatívne miestnosti s jednou obvodovou stenou s oknom a s jednou medzibytovou vnútornou stenou (Obr. 1) takto:
- miestnosť menšej rozlohy (rozmery 2,9 × 4,5 m), kde prevláda dĺžka vnútornej ochladzovanej konštrukcie nad vonkajšou – označená ako malá miestnosť,
- miestnosť väčšej rozlohy (rozmery 5,8 × 4,5 m), kde prevláda dĺžka vonkajšej ochladzovanej konštrukcie nad vnútornou – označená ako veľká miestnosť.
Pre tieto dve reprezentatívne miestnosti boli určené tepelné straty pre konštrukcie:
- pôvodný objekt s pôvodnými konštrukciami z tepelno-technického hľadiska zodpovedajúcimi vtedajšej technickej norme (po roku 1977) [2],
- pôvodný objekt po zateplení – zateplený obvodový plášť a vymenené okná podľa súčasne platnej slovenskej technickej normy, pričom vnútorné deliace konštrukcie zostávajú v pôvodnom stave [3],
- nový objekt s konštrukciami zodpovedajúcimi z tepelno-technického hľadiska súčasne platnej slovenskej technickej norme [3].
a) malá miestnosť
b) veľká miestnosť
Obr. 1 Pôdorys reprezentatívnych miestností
3. Zmeny tepelného stavu miestnosti
V rámci skúmania vplyvu režimu vykurovania miestností v susednom byte na tepelné straty vykurovaného priestoru boli pre obidve reprezentatívne miestnosti pri všetkých troch hore uvedených typoch konštrukcií sledované tieto režimy:
- miestnosť vedľa vykurovanej miestnosti je obývaná, teplota v miestnosti je rovnaká s teplotou sledovanej vykurovanej miestnosti, a to 20 °C – výpočtový stav,
- priestor vedľa vykurovanej miestnosti je dlhodobo temperovaný na 15 °C – temperovanie suseda na 15 °C,
- priestor vedľa vykurovanej miestnosti je dlhodobo temperovaný na 15 °C a podobný režim majú aj priestory nad a pod sledovanou miestnosťou – temperovanie okolia na 15 °C,
- priestor vedľa vykurovanej miestnosti je dlhodobo neobývaný, čím vzniká pokles vnútornej teploty susedného priestoru na 10 °C – temperovanie suseda na 10 °C,
- priestor vedľa vykurovanej miestnosti, aj priestory nad a pod miestnosťou sú dlhodobo neobývané – temperovanie okolia na 10 °C.
Výsledky výpočtov tepelných strát pre obidve miestnosti (malú, aj veľkú) sú znázornené v pôvodnom objekte a v dodatočne zateplenom objekte sú v grafe na Obr. 2.
Z grafu je zjavne vidieť nárast tepelných strát vykurovanej miestnosti vplyvom šetrenia alebo neobývania už aj jedného susedného priestoru. Čím je plocha takejto konštrukcie väčšia, tým je nárast tepelných strát vyšší. Je to spôsobené tým, že na tepelno-technické vlastnosti vnútorných deliacich konštrukcií neboli v minulosti kladené také prísne požiadavky.
Obr. 2 Tepelné straty vykurovanej miestnosti pôvodného – starého objektu
Zaujímavé výsledky vychádzajú vo výpočtoch po zateplení objektu. V rámci obnovy bytového domu sa kladie dôraz len na obalové konštrukcie. Snaha je, aby sa znížila potreba tepla celého objektu. Na vnútorné medzibytové deliace konštrukcie sa nekladú prísnejšie požiadavky. Výsledkom je, že prestup tepla týmito konštrukciami sa stáva dominantným v celkovej tepelnej strate miestnosti. Týmto sa stávajú slabým článkom v celkovom mechanizme šetrenia tepelnou energiou. Na jednej strane sa kladie dôraz na znižovanie tepelných strát objektu, a tým aj energie, znižovaním teploty vnútorného priestoru. Na druhej strane sa týmto vytvorili ideálne podmienky pre tzv. „kradnutie“ tepla od suseda. Preto je vhodné po zateplení objektu a výmene výplňových konštrukcií porozmýšľať, či je vhodne zvolený spôsob rozpočítavania celkových nákladov spotreby tepla.
Ako sa zmenia tepelné straty miestnosti vplyvom zmeny teplotného režimu susedných priestorov v nových objektoch je vidieť z grafu na Obr. 3. Jednoznačne aj tu stúpajú tepelné straty vykurovanej miestnosti. Tieto zmeny však nie sú až tak markantné. Je to spôsobené tým, že sú kladené vyššie požiadavky na tepelno-izolačné vlastnosti medzibytových stavebných konštrukcií.
Obr. 3 Tepelné straty vykurovanej miestnosti nového objektu
Percentuálny nárast tepelnej straty miestnosti vplyvom zmeny teplotného režimu susedných priestorov pre všetky sledované prípady je zhrnutý v tab. 1.
| Miestnosť | Nárast tepelných strát vykurovanej miestnosti [%] | |||
|---|---|---|---|---|
| temperovanie suseda na 15 °C | temperovanie okolia na 15 °C | temperovanie suseda na 10 °C | temperovanie okolia na 10 °C | |
| starý objekt – malá izba | 130 | 206 | 161 | 312 |
| starý objekt – veľká izba | 115 | 191 | 130 | 281 |
| po zateplení – malá izba | 150 | 275 | 201 | 451 |
| po zateplení – veľká izba | 125 | 250 | 150 | 400 |
| nový objekt – malá izba | 115 | 143 | 130 | 186 |
| nový objekt – veľká izba | 108 | 136 | 115 | 171 |
Šetrenie tepelnej energie u jedného suseda s poklesom teploty o 5 °C nemá na tepelné straty miestnosti až taký vplyv, jedná sa o zvýšenie o 15 až 30 % v závislosti od typu budovy a od dominantnosti plochy tejto deliacej konštrukcie. Avšak šetrenie energie súčasne u viacerých susedov (v rámci jednej miestnosti) vedie k značnému zvýšeniu tepelných strát miestnosti.
Pri starších objektoch sme na úrovni nárastu o 100 až 150 %, čo môže viesť z hľadiska výkonu vykurovacieho telesa k jeho „nefunkčnosti“. Neriešeným a niekedy aj neriešiteľným problémom sa stávajú neobývané, a tým pádom nevykurované susedné priestory, kde môže klesnúť vnútorná teplota pri starých objektoch až na 10 °C. Tu nastáva alarmujúci nárast tepelnej straty vykurovanej miestnosti, ktorá s takým bytom, v horšom prípade s takými viacerými bytmi susedí. Je to spôsobené tým, že tepelné straty cez obalové konštrukcie sú oveľa menšie ako cez medzibytovú konštrukciu. Tento rozdiel je markantný hlavne pri zateplených objektoch.
V nových bytových domoch je vplyv zníženia teploty v susedných priestoroch na tepelné straty vykurovanej miestnosti oveľa menší. V takýchto objektoch dokonca teplota vnútorného vzduchu vplyvom dobrej akumulačnej schopnosti budovy ani veľmi neklesá pod 15 °C. Väčší pokles teploty nastáva len pri dlhodobo neobývaných miestnostiach.
4. Záver
Celospoločenská úloha šetrenia tepelnej energie v bytových domoch v globále je v súčasnosti vyriešená programom zatepľovania objektov. Problémom, ktorý posledných rokoch bije na poplach, sa tak stáva nie bytový dom, ale jeho dielčia jednotka – byt, charakterizovaná skupinou vykurovaných miestností. Na jednej strane je snaha šetriť energiu v rámci každého vykurovaného priestoru, pretože iba tak sa prejaví šetrenie energie v celom bytovom dome. Na druhej strane, z výsledkov spracovaných v príspevku vidíme, že sa dostávame k problému zvyšovania tepelnej straty miestností a bytu. Znásobenie šetrenia energiou v susedných bytoch pri zachovaní bežného režimu vykurovania v celodenne obývanom byte môže značne prispieť k zvýšeniu potreby tepla bytu. Problémom sa stávajú hlavne neobývané byty či sa jedná o staršie domy, zateplené domy alebo nové bytové domy.
Práca bola podporovaná Ministerstvom školstva, vedy, výskumu a športu SR prostredníctvom grantu VEGA 1/0303/21.
Literatúra
- Sternová Z. a kol.: Obnova bytových domov. Hromadná bytová výstavba po roku 1970. Jaga, Bratislava, 2002. ISBN 80-88905-68-0.
- ČSN 730540 Tepelně technické vlastnosti stavebních konstrukcí a budov. Názvosloví. Požadavky a kritéria. 1977.
- STN 73 0540 -2/Z1+Z2 Tepelná ochrana budov. Tepelnotechnické vlastnosti stavebných konštrukcií a budov. Časť 2: Funkčné požiadavky. 2019.
- STN 12 831-1 Energetická hospodárnosť budov. Metóda výpočtu projektovaného tepelného príkonu. Časť 1: Tepelný príkon, Modul M3-3. 2018.
Tento článek byl ve formě přednášky součástí konference Meranie a rozúčtovanie 2021, kterou uspořádala Slovenská společnost pro techniku prostředí.
An apartment that its user lets cool down below the temperature specified by building and hygiene regulations causes an excessive need for heat in the neighboring heated apartment. It may not be possible to achieve the guaranteed thermal comfort in a heated apartment.