Regenerace bytových domů a otopné soustavy
Při rekonstrukci bytových domů se zpravidla majitelé řídí úvahou: Co nevykazuje zjevné vady, to je v pořádku. Takto zjednodušeně však nelze v žádném případě nahlížet na otopné soustavy. Znakem toho, že jsou v pořádku, není pouze skutečnost, že „topí“, ale hlavně to, že pracují úsporně. A to se na první pohled hned nepozná.
Pokud si vyhledáme ve slovníku cizích slov pojem regenerace, zjistíme, že jeho základním významem je „znovuvytvoření, uvedení do původního stavu, obnovení“, ale může také znamenat „nahrazení odumřelých částí organismu novými, znovuzrození“. U regenerace bytových domů se pravděpodobně shodneme spíše na druhé z uvedených možností, protože jistě není smyslem prováděných opatření vracet technický stav objektu do původního stavu poplatnému době, kdy byl dům stavěn, ale posunout jej prostřednictvím náhrady vadných nebo zastaralých částí novými kvalitnějšími na vyšší technickou úroveň, což by se v přeneseném slova smyslu dalo označit jako jeho znovuzrození. Důvodů k tomu, abychom se do procesu znovuzrození bytového fondu pustili, bývá hned několik. Může to být bezpečnost (vadná statika nosných konstrukcí, narušené kotvení zábradlí, nevyhovující stav výtahů), může to být i dosažení či překročení životnosti některých konstrukcí a technologií (porušená hydroizolace střešního pláště, stoupačky v havarijním stavu) a v posledních letech je to především energetické hledisko. Cílem je snížení spotřeby energie na vytápění cestou omezení nadbytečné infiltrace (netěsnosti okenních rámů), snížení tepelných ztrát prostupem (zateplování pláště budovy a výměna oken) a v neposlední řadě také zefektivnění provozu otopné soustavy.
U všech z uvedených položek je postup vcelku rutinní: identifikace problému, volba vhodného opatření, zajištění finančních prostředků, výběr dodavatelské firmy, odstranění problému. Potíž ale nastane tehdy, když nedokážeme problém zcela identifikovat, a to je případ neefektivního provozu otopné soustavy.
Otopná soustava bytových domů
Starší generace, která zažila na vlastní kůži panelákový boom v šedesátých a sedmdesátých letech, jistě potvrdí, že první zimy po nastěhování nebyly tehdy pro všechny nájemníky úplně idylické. Často docházelo v některých bytech k nedotápění. Dodavatel tepla to řešil metodou „pokus-omyl“, výsledkem čehož byl nakonec stav, kdy se sice nedotápění odstranilo, ale jiné byty byly zase permanentně přetopené, takže si jejich obyvatelé mohli právem připadat, že žijí na jakýchsi subtropických ostrůvcích ve zdejším mírném klimatickém pásu, čemuž mnozí obratně přizpůsobili svůj životní styl. Není divu, na vyšší teplotní standard se přivykne snadno. Tento stav vykazoval všechny znaky neefektivního provozu otopné soustavy. Od té doby se ale leccos změnilo. Především výrazně narostla cena tepla, což je dostatečnou motivací k hledání cest, jak jej uspořit. Původní uzavírací ventily na otopných tělesech byly proto nahrazeny termostatickými ventily s hlavicemi, současně začala éra zateplování. Spotřeba tepla se rapidně snížila. Znamená to tedy, že současné otopné soustavy bytových domů fungují bez problémů?
Pokud bychom přistoupili na tezi, že je v pořádku, dodá-li otopná soustava do každé vytápěné místnosti alespoň tolik tepla, aby nebyly podkročeny projektované parametry vnitřního prostředí, potom problém nemáme. Jakmile ovšem přidáme kritérium hospodárného provozu, je jisté, že problém bezesporu máme a rozhodně nemalý, protože množství dodávaného tepla nemusí odpovídat aktuální potřebě a přebytky energie způsobují, že vnitřní teplota bude často daleko vyšší než je třeba, což signalizuje neefektivní provoz. Vytápění totiž není hydroizolace, u které stav „teče/neteče“ rozhoduje o tom, jestli „funguje/nefunguje“. U vytápění jde kromě „topí/netopí“ taky o „plýtvá/neplýtvá“, takže abychom mohli tvrdit, že funguje, musí nejen topit, ale současně i neplýtvat. A to je kámen úrazu.
Má-li být dodávka tepla do každého místa v každý okamžik právě taková, aby v daném místě byla zajištěna projektovaná úroveň vnitřního prostředí, je nutné vybavit otopnou soustavu regulačními prvky, které budou automaticky řídit výkon v každém bodě soustavy podle neustále se měnících okrajových podmínek. Regulaci k tomuto účelu máme dvojí, kvalitativní (tzv. ekvitermní – řídí teplotní parametry topného media v závislosti na aktuální venkovní teplotě) a kvantitativní (TRV s hlavicemi – řídí výkon otopného tělesa v závislosti na aktuální výši působících tepelných zisků ve vytápěném prostoru). Pouze současná činnost obou druhů regulace může učinit provoz vytápění efektivním.
Jak funguje kvalitativní regulace
Otopné soustavy se navrhují tak, aby dokázaly zajistit normovou úroveň vnitřního prostředí i za těch nejnepříznivějších vnějších podmínek, které reprezentuje venkovní výpočtová teplota (od −12 do −18 °C podle lokality). Vzhledem k tomu, že průměrná venkovní teplota v nejchladnějším měsíci, kterým je leden, se pohybuje v rozmezí −1 až −3 °C, je zřejmé, že otopná soustava bude mít po většinu otopného období dostatečnou výkonovou rezervu a její výkon je nutné korigovat. Děje se tak pomocí úpravy parametrů topné vody v závislosti na aktuální venkovní teplotě. Tato závislost je pro každý objekt popsána otopovou křivkou. Díky kvalitativní regulaci se tak do otopných těles dostává právě takové množství tepla, které odpovídá tepelným ztrátám objektu při výpočtové vnitřní teplotě a aktuální venkovní teplotě.
Zavedením kvalitativní regulace jsme schopni významně zefektivnit provoz vytápění, nicméně celý problém se tím neřeší. Jde o to, že na pokrytí tepelných ztrát se nepodílí pouze otopná soustava, nýbrž také všudypřítomné tepelné zisky, které představují určitý bonus pro tepelnou bilanci objektu, ale mají tu nevýhodu, že jsou obtížně předvídatelné jak co do výše, tak co do času svého působení. Spolupůsobení otopné soustavy řízené pouze kvalitativní regulací a tepelných zisků proto opět povede k přetápění, jehož aktuální výši určuje objem působících tepelných zisků. Řešením tohoto problému je kvantitativní regulace.
Jak funguje kvantitativní regulace
Když už nám vstupuje do vytápěných prostor energie, kterou nemusíme draze kupovat, musí být naším cílem tuto energii využít přednostně a z otopné soustavy odebírat pouze tolik tepla, které schází k dosažení projektovaného vnitřního komfortu. Ten je reprezentován teplotou vnitřního vzduchu, na kterou jsou nastaveny hlavice termostatických ventilů na otopných tělesech. Pokud vnitřní teplota stoupá, což je projev působení tepelných zisků, hlavice postupně uzavírají průtok topného média do těles a obrazně řečeno odpojují vytápěné prostory od zdroje drahého tepla. Začne-li poté vnitřní teplota vlivem snížení objemu tepelných zisků klesat, hlavice zareagují otevřením průtoku, čímž umožní dorovnání teploty na danou úroveň prostřednictvím tepla z otopné soustavy. Celý proces probíhá automaticky bez nutnosti jakékoliv součinnosti ze strany nájemníků.
Jestliže jsou dnes kvalitativní a kvantitativní regulace pro bytové domy zákonem stanovenou povinností a lze považovat za oprávněný předpoklad, že drtivá většina vlastníků bytových domů zákony neignoruje a oba druhy regulace skutečně využívá, proč se na mnoha úrovních stále řeší otázka, jak dále zefektivnit vytápění bytových domů? Anebo snad platí odvážné tvrzení, že potenciál energetických úspor v oblasti regulace otopných soustav byl již vyčerpán?
Potenciál energetických úspor v oblasti regulace otopných soustav
Potenciál rozhodně vyčerpán není a příčinou toho, že nemůžeme být zatím s dosaženými výsledky spokojeni je skutečnost, že otopné soustavy bytových domů, ač vybavené oběma typy regulace, nejsou zcela záměrně provozovány odpovídajícím způsobem v důsledku zavádění nesystémových legislativních nařízení. Příkladem je přerušované vytápění známé pod pojmem noční útlum nebo nově povinnost osazovat na otopná tělesa poměrové indikátory, které mají nájemníky motivovat k utlumování vytápění po dobu své nepřítomnosti v bytě, což je mylně vykládáno jako následováníhodný příklad šetření s teplem.
Zmíněný noční útlum je důkazem toho, že v objektech, ve kterých je praktikován, ve skutečnosti regulace vytápění řádně nefunguje. Cílem nočního útlumu je omezením nebo krátkodobým přerušením dodávky tepla v době od 22:00 do 6:00 uspořit energii na vytápění dočasným snížením úrovně teplotního komfortu ve vytápěných prostorách po dobu, kdy nájemníci převážně spí. Nicméně v době od 6:00 do 22:00 již musí být zajištěna výpočtová teplota vnitřního vzduchu stanovená projektem. To znamená, že výkon soustavy musí v dostatečném předstihu vzrůst natolik, aby stačil odstranit vzniklý teplotní deficit. Takže několik hodin se odebírá méně, aby se následujících několik hodin muselo odebírat více. Aby se ale dalo odebírat méně a více, je třeba zdeformovat správný průběh otopové křivky… I kdyby výsledkem bylo dílčí snížení spotřeby, nelze ji vydávat za efektivní opatření, protože nezpůsobila zvýšení účinnosti vytápění ale pouze snížení vnitřního komfortu. A to jako má být ta meta, ke které míříme? A argument, že se tomu tak děje v době, kdy lidé spí, je lichý, protože to neplatí pro všechny nájemníky. Jediným efektem nočních útlumů je tak účelová deformace otopové křivky a faktické vyřazení kvantitativní regulace z činnosti po dobu, kdy je vnitřní teplota uměle snížena.
Denní útlumy představují pro efektivní fungování vytápění ještě daleko větší nebezpečí. Na rozdíl od nočních útlumů jsou prováděny selektivně jednotlivými nájemníky na jednotlivých otopných tělesech a jejich výsledkem je totální degradace přínosu kvantitativní regulace. Hlavice jsou v rozporu se svým posláním používány jako uzavírací ventily, přičemž nájemníci v drtivé většině nemají sebemenší tušení, jaký je jejich pravý účel a projektem stanovené nastavení. Otevíráním hlavic v domnění, že otopná soustava je schopna navyšovat výkon tělesa dle libovůle uživatele, dramaticky omezují schopnost hlavic reagovat na tepelné zisky a šetřit teplo. Jediného, co tím dosáhnou, je „snížení citlivosti“ až zneschopnění hlavice při zapojování tepelných zisků do tepelné bilance. Uzavíráním hlavic potom způsobují lokální pokles vnitřních teplot pod projektované hodnoty, čímž vytvářejí prostor pro migraci tepla skrze vnitřní mezibytové konstrukce. Ta vede k teplotnímu diskomfortu v sousedních bytech, na který jejich obyvatelé reagují otevíráním hlavic na svých radiátorech, čímž jak již bylo řečeno, omezují schopnost těchto prvků šetřit teplo.
Současná realita
To, co je vydáváno za úsporná opatření, ve skutečnosti způsobuje plýtvání tepelnou energií a nic na tom nemění ani názory, že po instalaci poměrových indikátorů (to jsou ty prvky, které přesto, že teplo neměří, naše legislativa jim tuto schopnost přisuzuje…) spotřeba energie v domě poklesla, což by měl být nezvratný důkaz o jejich přínosu. Nikdy se ale nehovoří o tom, jaká další opatření byla na objektu současně provedena, jestli porovnáváme spotřeby přepočtené na normálový rok a jaké byly vnitřní teploty v obou porovnávaných případech. Pokud se na prezentovaná data podíváme podrobněji, často zjistíme, že k poklesu ve skutečnosti vůbec nedošlo, anebo za ním stojí úplně jiný důvod. Jedná se zde o ukázkový „placebo efekt“. Ten je na wikipedii popsán slovy: „Pacient se domnívá, že je účinně léčen a že se má jeho zdravotní stav zlepšit. Samo toto očekávání se u něj promítne v potlačování negativních změn a zveličování těch pozitivních, což vyústí v pocit zlepšení.“ Co k tomu dodat? Snad jen tolik, že není na světě člověka, který by dokázal 24 hodin denně, 365 dnů v roce optimalizovat provoz několika otopných těles ústředního vytápění s lepším výsledkem než automatická regulace.
Jednoduchý systém, který by mohl fungovat, činíme čím dál složitějším, přičemž přesouváme postupně váhu ze spolehlivých technických řešení na nespolehlivý lidský faktor, čímž se každým novým opatřením předchozí stav jenom zhoršuje. Všeobecně rozšířená představa, že je v lidských silách zajistit optimální (rozuměj maximálně hospodárný) provoz vytápění tím, že umožníme každému ze stovek nájemníků on-line řízení otopné soustavy prostřednictvím manipulace s hlavicemi na TRV, vede ke kýženému cíli asi tak spolehlivě jako známé marxistické „každý podle svých možností, každému podle jeho potřeb“ k ekonomické prosperitě.
Když se vrátím k v úvodu položené otázce, nemohu se ubránit myšlence, že současné otopné soustavy bytových domů by mohly fungovat bez problémů, kdybychom všichni více věřili fyzikálním zákonům a nespoléhali místo toho na psychologické dopady na pacienta. Máme v legislativě zakotveno, že je třeba otopné soustavy regulovat, máme i přesnou specifikaci jakými způsoby, máme k dispozici výrobky, které danou funkci splňují, ale místo toho, abychom tyto výrobky používali k účelu, pro který byly konstruovány, vymýšlíme pro ně jiné, zcela nereálné funkce. A místo nich ordinujeme placebo*) a zhoršování stavu vydáváme za úspěch.
Závěr
Při pročítání diskusních příspěvků čtenářů pod články, které se tématu vytápění v bytových domech věnují, jsem zaregistroval několik automatismů. Jakmile se napíše o parazitování jednoho nájemníka na druhém prostřednictvím přestupu tepla přes vnitřní dělící konstrukce, okamžitě následuje reakce zpochybňující význam vnitřních prostupů tepla na celkových ztrátách. Zmíní-li se některý z autorů o tom, že otopné soustavy ústředního vytápění bytových domů byly navrženy na konkrétní vnitřní teploty a ty je třeba pro zajištění efektivního provozu dodržovat, tak se s pravděpodobností hraničící s jistotou ozve někdo s názorem, že každý máme své specifické vnímání komfortu a nelze nás tedy nuceně zprůměrovat. Dále se potvrzuje, že laická veřejnost má „vysněnou“ představu o funkci termostatického ventilu s hlavicí a nehodlá se jí jen tak vzdát. A mohl bych pokračovat.
Reagovat na tyto názory pouze v diskusním fóru nepovažuji za nejlepší řešení, protože řada lidí diskuse zkrátka nečte. Rozhodl jsem se proto pro jinou formu. Využiji toho, že jsme na našem portálu letos spustili projekt Regenerace domů, a každému z témat, která mají v diskusích své skalní příznivce a odpůrce, věnuji v rámci tohoto projektu jeden článek. Tento můj příspěvek proto berte jako úvodní text série, kterou jsem si pro vás, naše čtenáře, připravil na rok 2015.
*) Placebo (z latinského placere – líbit se) je neúčinná látka, která je upravena do stejné formy jako lék (stejný vzhled, stejná chuť) – http://cs.wikipedia.org/wiki/Placebo
Owners of residential houses during the reconstruction usually think the following: What does not have obvious defects, it's okay. By this simplified manner can not be seen on the heating system in any way. A sign that the heating is okay, it is not only the fact that heats, but mainly that operates efficiently. And it does not recognize at first glance.