Denostupně - příklad vyhodnocení spotřeby tepla

Budova jedné pražské střední školy má pohnutou historii. Byla postavena podle typového projektu počátkem let šedesátých. Později část nosné konstrukce havarovala po poklesu podloží. S nekvalitním založením i obvodovým pláštěm se budova potýkala do začátku devadesátých let, kdy byl kontaktně zateplen obvodový plášť a vyměněna okna za plastová. Jak už to s penězi ve školství chodí, byla tři roky před zateplením plynofikována kotelna, která je nyní značně předimenzovaná.

ilustrační foto typu školy

Vedení školy kladlo v rámci zadání energetického auditu hlavní důraz na objektivní stanovení účinků prováděných úsporných opatření a dále se zajímalo o posouzení skladby kotlových jednotek v kotelně.

Charakteristika školy
Budova podle typového projektu z padesátých let byla uvedena do provozu v roce 1962. Objekt slouží ke školní výuce a mimoškolním aktivitám gymnázia. V budově jsou dvě tělocvičny, školní kuchyně s jídelnou a služební byt. Škola provozuje školní kuchyni a jídelnu připravující 480 obědů/den.

počet tříd - kapacita	24
počet studentů - kapacita	až 900
počet studentů - skutečnost	651
počet zaměstnanců	84
vytápěná podlahová plocha	6.216 m2
povrch budovy	5.282 m2
objem budovy	27.970 m3

spotřeba tepla UT a TUV celkem	3.222 GJ/rok
spotřeba elektrické energie	156.000 kWh/rok

Plynová kotelna je umístěna v suterénu severního křídla budovy s celkovým instalovaným výkonem 930 kW. V kotelně jsou umístěny kotle typu ČKD Dukla o jmenovitém výkonu 465 kW. Palivem je zemní plyn. Součástí kotelny je ohřev TUV ohřívačem vody 2x typ OVL 1600, výrobce Inštala Nitra o celkovém objemu 3200 litrů.

ukazatel spotřeby tepla na vytápění a TUV

0,52 GJ/m2*rok

Měrné hodnoty spotřeby energie potvrzují, že již provedená úsporná opatření pomohla posunout objekt na žebříčku k dobrým hodnotám.

Od rekonstrukce fasády a kotelny však uplynulo více než deset let. Vyměnilo se i vedení školy a to si stanovilo nové priority rozvoje. V této situaci dolehla na školu povinnost zpracování energetického auditu podle zákona o hospodaření energií.

Přepočty spotřebovaného zemního plynu
Konzultant si vyžádal kopie faktur za dodávku zemního plynu a elektrické energie od roku 2000 a provedl přepočet energetického obsahu paliva. Vznikl tak monolitický graf měsíčních spotřeb.

Pro provedení denostupňových výpočtů bylo třeba nejprve oddělit konstantní složku spotřeby pro TUV. To bylo poněkud obtížné, protože pro přípravu TUV se v některých obdobích nepravidelně používala elektrická energie. Přepočet na standardní klimatická data pak auditor provedl podle známého vztahu pro absolutní přepočet:

spotřeba (úroveň NORMÁL) = spotřeba (2004) * (D°NORMÁL/D°2004)

Spotřeba paliva v roce 2004 se přepočítá na úroveň klimatického normálu vynásobením poměru denostupňů. Způsob poskytuje absolutní výsledky a přepočtené hodnoty lze použít pro další srovnávání s jinými roky. Srovnávací úrovní byla data teplotního normálu za 30 let.

Poznámka: Přepočet spotřeby na standardní klimatická data se provádí pouze pro tu část spotřeby, která je na teplotě závislá. Zde jde o složku pro vytápění. Při aplikaci výpočtového vztahu na celou spotřebu vzniká dosti zásadní chyba, zvláště tam, kde je vysoký podíl konstantní složky - například v technologické spotřebě.

Vzhledem k tomu, že škola leží v Praze, použil konzultant s velkou přesností údaje z programové pomůcky Výpočet denostupňů v sekci Tabulky a výpočty.
Výsledkem je znázornění měsíčních přepočtených spotřeb pro ústřední vytápění a pro teplou užitkovou vodu v souvislosti s počtem denostupňů.

Vykreslení ročních přepočtených hodnot pak ukázalo, že aktivity vedení školy v oblasti úsporných opatření se do značné míry míjejí účinkem. V roce 2000 byl osazen nový řídicí systém kotelny, který způsobil znatelné snížení spotřeby v roce následujícím. Systém však nebyl dále náležitě sledován, nebyla vyhodnocována spotřeba paliva ani náklady a číselné hodnoty přepočtené spotřeby paliva se opět zvýšily. Podobně seřízení hořáků kotlů prováděné v lichých letech mělo účinek pouze v roce seřízení.

Programová pomůcka Výpočet denostupňů pomohla analyzovat i provoz kotelny. Byla sledována spotřeba paliva v závislosti na průměrných měsíčních teplotách.

Pro výpočtové podmínky venkovní teploty pak byl propočten reálně dosahovaný příkon na výstupu z kotelny na cca 400 kW. Tomu odpovídá i příkon budovy stanovený z výpočtu tepelných ztrát obálkovou metodou na 360 kW při absenci spolehlivých materiálových podkladů o vlastnostech stavebních konstrukcí. Je tedy zřejmé, že skladba kotlových jednotek je naprosto nevhodná a pro potřeby školy by stačily dva kotle o výkonu cca 200 kW.

Interaktivní výpočetní pomůcku Výpočet denostupňů najdete v sekci Tabulky a výpočty na portálu TZB-info.