Otopné období kalendářního roku 2010 v Praze
Vyhodnocení otopného období kalendářního roku 2010 slouží pro potřeby výrobců a odběratelů tepla, kteří pracují v ročním režimu leden – prosinec. Poskytuje také podklady pro práci energetických expertů při provozním vyhodnocování spotřeby energie budov. Dále poskytuje číselné údaje pro oblast kontroly kotlů podle vyhlášky 276/2007 Sb.
Vyhodnocení otopného období kalendářního roku 2010 slouží pro potřeby výrobců a odběratelů tepla, kteří pracují v ročním režimu leden - prosinec. Poskytuje také podklady pro práci energetických expertů při provozním vyhodnocování spotřeby energie budov. Dále poskytuje číselné údaje pro oblast kontroly kotlů podle vyhlášky 276/2007 Sb.
Vyhodnocení je provedeno podle předpisu o pravidlech vytápění. Použitá metodika je blízká výpočtové pomůcce "Denostupně" portálu TZB-info. V ní lze ale ještě sledovat průběh potřeby vytápění v otopném období. Její datová základna od roku 1991 pak umožňuje porovnávat jednotlivá období mezi sebou.
Vyhodnocení otopného období znamená stanovení jeho základních charakteristik, které umožní dlouhodobé přepočty spotřeby paliva a vyhodnocení hospodárnosti vytápění. Poskytuje základní charakteristiky otopného období za kalendářní rok 2010 podle měření meteorologických údajů v Praze. Vyhodnocení je vázáno na aplikaci legislativních ustanovení. Po dobu sledovaného období ke změnám v zákonných ustanoveních, které by metodiku vyhodnocení otopného období ovlivnily, nedošlo.
Pro stanovení základních charakteristik otopného období použil autor vlastní výpočetní postup. Ten vychází z platné legislativy a 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 (L3).
Legislativa - pravidla vytápění
Pravidla vytápění jsou stanovena vyhláškou 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 (L1). Vyhláška má účinnost od 1. září 2007. Řídícím předpisem této vyhlášky je zákon 406/2000 Sb. o hospodaření energií v platném znění. 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.
Legislativa - kontrola kotlů
Vyhláška 276/2007 Sb. o kontrole účinnosti kotlů (L2) je právním předpisem, který používá výstupy z vyhodnocení charakteristických údajů otopného období k hodnocení efektivnosti provozu kotlových jednotek. Řídícím předpisem této vyhlášky je zákon 406/2000 Sb. o hospodaření energií v platném znění § 6, odst. 2, 3, 4 a 6. Ustanovuje povinnost provádění pravidelné účinnosti kontroly kotlů, které dodávají teplo pro vytápění a přípravu teplé pitné vody. Na stanovení charakteristik otopného období se váže "metoda hodnocení dimenzování kotle v poměru k požadavku na vytápění budovy" podle přílohy 1 této vyhlášky. Jedním ze vstupů metodiky je časová charakteristika otopného období. V následujícím textu je označena jako "počet hodin vytápění za rok". Citace:
Teplota vzduchu na počátku vytápění
Základním parametrem pro stanovení délky otopného období a jeho charakteristiky je "teplota venkovního vzduchu". Tu, jak bylo řečeno, stanovuje legislativa na 13°C. Nejde o výmysl právníků - stanovení počátku a konce vytápění u jakékoliv budovy vychází z její tepelné bilance. Hledá se tedy taková teplota venkovního vzduchu, kdy je bilance vyrovnaná ještě bez dodávky tepla pro vytápění. Pro průměrný stav bytového fondu byla na základě zkušeností stanovena teplota 13°C. Jde o dohodu zakotvenou do legislativy. Je zřejmé, že pro provoz budov výrazně zateplených, budov nízkoenergetických, nebo pasivních nelze tuto dohodu aplikovat. Délka otopného období je zde výrazně kratší a je vhodné stanovit ji individuálně na základě výpočtu, nebo provozních měření. Výhodou metodiky používané na portále tzb-info je možnost nastavení teploty počátku vytápění (13°C) podle legislativy, nebo podle individuální volby venkovní teploty
Otopné období kalendářního roku 2010
Otopné období za kalendářní rok je rozděleno na dvě části "první pololetí" a "druhé pololetí", oddělené letní přestávkou. Začátkem prvního období je 1. leden, koncem prvního období je 31. květen, pokud však není vzestupem venkovních teplot ukončeno vytápění dříve. Začátkem druhého období je 1. září s tím, že zahájení vytápění je vázáno na pokles venkovních teplot pod limitní hodnotu 13°C podle pravidel vytápění (L1). Ukončení druhého období je 31. prosince.
První pololetí - ukončení vytápění
Začátek vytápění je stanoven kalendářně na 1. ledna. Ukončení nebo přerušení vytápění závisí na průběhu venkovních teplot a je charakterizováno následovně:
Výrazně nadprůměrné teploty v jarních měsících umožnily přerušení vytápění již v dubnu, dne 25.4.2010.
V květnu pak nastalo turbulentní období dvou přerušení do 26.4 do 2. 5. Pak následovalo období vytápění. Další přerušení od 22.5. do 30.5. Kuriozitou je poslední den v měsíci, kdy se vytápělo. Dnem 31. května 2010 je vytápění ukončeno a současně je ukončeno i otopné období 2009 - 2010.
Druhé pololetí- počátek vytápění
Začátek otopného období je 1. září, nicméně vlastní zahájení dodávky tepla závisí na poklesu venkovní teploty pod stanovenou hodnotu. Ukončení vytápění je stanoveno kalendářně na 31. prosinec. Zahájení vytápění je charakterizováno grafickým průběhem:
Prvním dnem počátku vytápění je 19.září. Po čtyřech dnech se teploty poněkud zvýšily a následuje přerušení vytápění od 23.9. do 25.9. Od následujících dne se již začíná topit.
V měsíci říjnu se již vytápí od počátku měsíce s vyjímkou jediného dne - 7.října.
Podnulové teploty
Stanovení dnů s teplotou venkovního vzduchu pod bodem mrazu je potřebné pro hodnocení zdrojů tepla i chování budov. Je zřejmé, že čím více se venkovní teplota přibližuje teplotě výpočtové, sloužící pro dimenzování zařízení, tím lepší obraz o chování systému zdroj - budova získáme.
V prvním období nalézáme nejnižší teploty hned na počátku roku. Nejchladnějším dnem je 27.1.2009 s průměrnou denní teplotou venkovního vzduchu -9,0°C.
Ve druhé části roku jsou soustředěny dny s podnulovými teplotami do tří období v prosinci. Extrémní nejnižší teploty jsou 3. 12.2010 s hodnotou -9,5°C a dne 30.12.2010 s teplotou -10,3°C.
Praktické použití znalosti dnů s výskytem nejnižších venkovních teplot vede k výběru vhodných dat o spotřebě paliva. Ty je možné získat v ideálním případě z řídicího systému budovy, pokud je zřízen a pokud se do něj údaje o spotřebě paliva ukládají. Pokud má budova průběhové měření dodávky zemního plynu, lze si vyžádat od dodavatele rozpis dodávky po jednotlivých dnech. Když najdeme v kotelně plynoměr a přepočítávač množství, dají se z jeho paměti vyvolat na displej údaje o denní spotřebě v posledních měsících. A pokud není žádná technika, ale pečlivý správce, použijí se data z provozní knihy. Důležité je však znát venkovní teplotu, tedy který den maximální spotřeby hledat.
Další výstupy při sledování meteorologických veličin
Z dlouhodobě vedené datové základny meteorologických pozorování lze vzhledem ke spotřebě tepla vygenerovat řadu dalších užitečných pomůcek. Na ukázku lze uvést dvě - distribuční křivku teplot a porovnání denních průběhů s dlouhodobým průměrem.
Distribuční křivka teplot pro kalendářní rok 2010 v porovnání s dlouhodobým třicetiletým průměrem. Průběh se vyznačuje v krajních polohách vyšší extremicitou, než v letech předchozích. Je zřejmý nadnormální průběh po 180 dnů.
Denní běh průměrných denních teplot Td v typickém měsíci počátku vytápění - září 2010 se vyznačuje dvěma hlavními poklesy pod teplotu 13°C, druhý začíná v době poklesu dlouhodobého teplotního průměru.
Počet otopných dnů
Sledované otopné období mělo proti dlouhodobému průměru větší počet dnů vytápění. Období plného vytápění tak trvalo 235 dnů. Doba vytápění byla v otopném období kalendářního roku 2010 ve srovnání s třicetiletým normálem o jedenáct dnů delší.
Kontrola kotlů - vyhodnocení dimenzování kotle
Kontrola kotlů je novým požadavkem legislativy, podle již zmiňované vyhlášky 276/2007 Sb. o kontrole účinnosti kotlů. Vyžaduje vstupní údaje z vyhodnocení otopného období. Proces kontroly účinnosti kotlů je zaveden jako standardní postup. Proto je nejvýše žádoucí standardizovat použité vstupy. Spotřeba paliva je závislá na venkovních teplotách a ty jsou funkcí času. Proto není možné stanovit interval buď podle standardní délky otopného období, nebo podle celých měsíců. Pro další použití proto zavádíme do metodiky vyhodnocení otopného období parametr "délka otopného období " - v hodinách. Jde o vyjádření počtu dnů s povinností vytápění (podle pravidel vytápění) při časovém obsahu jednoho dne 24 hodin. Pro stanovení průměru se tedy nepočítá s přerušovaným vytápěním, ale pouze s útlumem. Je zřejmé, že délka vytápění se mění jak meziročně, tak v jednotlivých měsících běžného roku.
Celkový počet hodin za sledované období - rok 2010 činí 5640 hodin.
Meziroční srovbnání počtu hodin - rok je mírně nadprůměrný.
Charakteristika otopného období
Celkovou charakteristikou otopného období je počet denostupňů D(19) =3 486 D°, průměrná teplota venkovního vzduchu 4,2°C a počet 235 otopných dnů. Parametry otopného období jsou uváděny ve standardní formě (L4, L5) a v návaznosti na předchozí rozbory (L6 a L7). Stanovení je provedeno pro mezní teplotu počátku vytápění te = 13°C a ustanovení 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. Průměrná teplota venkovního vzduchu v období je průměrem z hodnot všech denních průměrných teplot v otopném období od 1.ledna do 31. května a od 1. září do 31. prosince. V programové pomůcce Denostupně je tato teplota uváděna po měsíčních průměrech. 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 roku 2010 pak činí (235*19-34856)/235 = 4,2° 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 (L5).
Průběh teplot v porovnání s dlouhodobým průměrem:
Z grafického průběhu počtu denostupňů v jednotlivých měsících je v porovnání s dlouhodobým průměrem zřejmý vyšší požadavek na vytápění v lednu, únoru a květnu a dále v září, říjnu a prosinci.
Porovnáním tří souborů hodnot - běžného roku, průměru 30 let a průměru 50 let - je zřejmé, že otopné období kalendářního roku 2010 bylo ve srovnání s normálem 30 let (1961-1990) "mírně studenější" - spotřeba tepla na úrovni 108% třicetiletého normálu. Posuzované otopné období bylo tedy z hlediska potřeby tepla pro vytápění spíše mírně nadprůměrné.
| počet denostupňů D19 | poměrná část | poměrná část k normálu 30 let | |
|---|---|---|---|
| otopné období kalendářní rok 2010 | 3 486 | 108,0% | 108% |
| normál 30 let (1961-1990) | 3 227 | 100,0% | |
| normál 50 let (1901-1950) | 3 240 | 100,4% |
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 předchozím kalendářním rokem jde o ukončení podnormálních období - tedy teplejších a s nižší spotřebou paliva, sledovaný rok 2010 se vyznačoval naopak vyšší spotřebou paliva.
Klíčové údaje
| otopné období | rok 2010 | |
|---|---|---|
| místo | Praha-Karlov | |
| otopné období | 1.1.2010 - 31.5.2010 | 1.9.2010 - 31.12.2010 |
| letní přestávka | 1.6. - 31.8.2010 | |
| konec vytápění (poslední den vytápění) | 31. květen 2009 | |
| začátek vytápění (první den vytápění) | 19. září 2010 | |
| přerušení vytápění | 26.4.-2.5. | 7 dnů |
| přerušení vytápění | 22.5.-30.5. | 9 dnů |
| přerušení vytápění | 23.9.-25.9. | 3 dny |
| přerušení vytápění | 7.10. | 1 den |
| počet hodin vytápění za rok (vyhl. 276/2007 Sb.) | hodin/rok | 5 640 | |
|---|---|---|---|
| počet dnů vytápění /normál 30 let | dnů | 235 | 224 (normál 30 let) |
| průměrná teplota | °C | 4,2 | 4,6 (normál 30 let) |
| počet denostupňů D(19) | D°(19) | 3 486 | 3227 (normál 30 let) |
| potřeba tepla k normálu 30 let | % | 108% |
Závěr
Vyhodnocení otopného období kalendářního roku 2010 z meteorologických dat podle pozorování meteorologické stanice Praha - Karlov se provádí standardním způsobem, tak aby byly výsledky jednotlivých let vzájemně porovnatelné.
Standardní otopné období v Praze je podle údajů dlouhodobého průměru venkovních teplot v Praze-Karlově charakterizováno 224 dnů vytápění, průměrnou teplotou ve dnech vytápění 4,6 °C a počtem denostupňů 3227 D°(19).
Základními parametry roku 2010 je 235 dnů vytápění a průměrná teplota 4,2°C za celé otopné období. Počet otopných dnů je vyšší, než průměr. Průměrná teplota je pod dlouhodobým průměrem. Počtem 3 486 denostupňů D19 otopné období převýšilo standard třicetiletého průměru na 108%. Lze je tedy charakterizovat jako otopné období nadnormální - tedy studené, dlouhé a s vyšší spotřebou paliva.
Oproti dlouhodobému normálu je posuzované otopné období o 8 % více náročné na vytápění. Konstatujeme, že z hlediska spotřeby tepla pro vytápění sledované zimní období vybočilo v trendu posledních let. Při porovnání s třicetiletým průměrem a předchozími otopnými obdobími jde o výkyv z řady období podnormálních, tedy teplejších a méně náročných na dodávku tepla pro vytápění.
Novým údajem v charakteristice otopného období kalendářního roku je "hodinové vyjádření délky otopného období", tedy veličina, která odpovídá požadavku na časový interval tm ve vyhlášce 276/2007 Sb. o kontrole kotlů. Pro rok 2010 činí tato hodnota 5 644 hodin a je vyšší než letech minulých.
Literatura
(L1) 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 1.9.2008)
(L2) Vyhláška 276/2007 Sb. o kontrole účinnosti kotlů (platná od 1.11.2007)
(L3) ČHMÚ: Měsíční přehled meteorologických měření a pozorování observatoře Praha_Karlov, rok 2009,čísla 01 až 12.
(L4) Ptáková, D., Otopné období 2000/2001 v Praze z hlediska klimatických veličin, Vytápění, větrání, instalace VVI 1/2003, str. 2-9
(L5) Straka, R., Otopné období 1989/1990 v Praze z hlediska klimatických veličin, Zdravotní technika a vzduchotechnika - ZTV 1-2/1991, str. 29-63
(L6) Tintěra, L., Otopné období kalendářního roku 2008 v Praze, tzb-info.cz, Praha, 18.5.009
(L7) Tintěra, L., Otopné období kalendářního roku 2009 v Praze, tzb-info.cz, Praha, 22.3.2010
Vyhodnocení otopného období kalendářního roku 2010
Článek uvádí základní charakteristiky otopného období a řadu dalších užitečných údajů. Vyhodnocení za kalendářní rok od ledna do prosince mnohdy lépe odpovídá účetnickým i provozním potřebám, než zažité hodnocení otopné sezóny od září do května. Oba způsoby mají své příznivce. Lze proto kladně hodnotit, že autor poskytuje ve svých příspěvcích obě možnosti. Z hlediska potřeb energetických auditorů doporučuji redakci ještě navíc uvádět teplotní průběhy v nejstudenějších měsících roku jako samostatné články rychle reagující na meteorologická data.
Ing. Petr Knížek, CSc., energetický auditor
The evaluation of the heating period for the calendar year 2010 is useful for producers and consumers, who work on a January-December regime. It also provides data to energy experts for assessing the operational energy consumption of buildings. It also provides figures for the controlling of boilers, according the Decree 276/2007 Coll.