V posledních desetiletích Brusel stále intenzivněji naléhá na zvyšování energetické účinnosti, zejména pak v oblasti vytápění budov, kde se skutečně spotřebovává kvantum energie. Zateplení, rekuperace, úspornější zdroje. A členské státy poslušně plní nařízení, aniž by se nad nimi zodpovědné osoby jen trochu zamysleli. Velká chyba!
Evropská komise si totiž plete pojmy a mylně vidí rovnítko mezi zvyšováním energetické účinnosti vytápění a snižováním energetické náročnosti budov. Jejich vztah je ovšem složitější, než by se čekalo. Energetickou účinnost lze totiž zvýšit i bez snížení energetické náročnosti a snížení energetické náročnosti pro změnu vůbec nemusí vést ke zvýšení energetické účinnosti. Tuší to politici a úředníci?
Komplexní revitalizace zahrnující výměnu oken a zateplení obálky domu není laciná záležitost a často by se vlastník objektu k tomuto kroku neodhodlal, nebýt štědrých státních dotací. A protože se jedná o desítky miliard korun z veřejných zdrojů, je na místě otázka, jaký je jejich skutečný efekt.
Zjistit, jak se díky dotovaným opatřením zvýšila energetická účinnost v sektoru vytápění a kolik terajoulů tepla se uspořilo v tom kterém roce, je ale prakticky nemožné. Data pro vyhodnocení reálného efektu nikdo neshromažďuje, těžko ho lze tedy vyhodnotit. Nicméně z dat o výrobě tepla v CZT a meteorologických dat lze vyčíst, že úspory tepla zdaleka nedosahují slibovaných objemů…
Energetická náročnost vs. energetická účinnost
Pro snížení energetické náročnosti stačí postavit teplu do cesty lepší překážku. Zde zateplení evidentně funguje. Zvyšování energetické účinnosti je naproti tomu úplně jiná liga, nesrovnatelně náročnější. Smyslem je snížit množství dodaného tepla na minimum a zachovat při tom normou stanovenou kvalitu vnitřního prostředí. A tady míra zateplení nehraje žádnou roli.
Jak vidno energetická náročnost se zabývá výdajovu stránkou, kdežto energetická účinnost stránkou příjmovou. Nejde o jedno a to samé!
Starý panelák měl obrovské tepelné ztráty a na ně byly dimenzovány radiátory. Zateplením domu se tepelné ztráty výrazně snížily, tepla tedy nyní uniká méně. To je sice skvělé, ale k úspěchu to nestačí. Pakliže se na nový stav neseřídí výkonová regulace vytápění, bude otopná soustava do objektu dodávat stále stejné množství tepla jako před zateplením, nyní již zbytečně moc.
Výsledkem je přetápění interiéru. Někomu se vyšší komfort bude líbit, jiný nadbytečné teplo prostě vyvětrá. Tak či onak dojde k plýtvání energií, což je jiný výraz pro nízkou energetickou účinnost. A cílem snad bylo její zvýšení, ne?
Topením se mají zabývat topenáři a ne environmentalisti
Chyba je tedy nejen v neodbornosti poskytovatele dotací, ale i v nedostatečné informovanosti majitelů objektů. Nechápu, proč projekt zaměřený na zvyšování energetické účinnosti administruje SFŽP, úřad spadající pod Ministerstvo životního prostředí. Tamní úředníci jistě vědí, co prospívá a co škodí přírodě, ale obávám se, že nemají ponětí, jak funguje ústřední vytápění.
Po každém opatření směřujícím ke snížení tepelných ztrát objektu, ať už výměně oken či zateplení, musí bezpodmínečně následovat výpočet nové podoby otopové křivky ekvitermní regulace! Aby příjmová stránka odpovídala výdajové. Jinak se předpoklady naplní buďto jen částečně, anebo vůbec. Tohle vám potvrdí každý topenář.
Pro ilustraci jeden příklad z praxe
Řešíme panelový dům postavený v osmdesátých letech na Vysočině a nedávno kompletně zrekonstruovaný, tedy alespoň co se stavebních konstrukcí týče. Zateplení fasády, nová okna, nová střecha, izolace stropu suterénu. Seřízení výkonové regulace (ne)proběhlo klasicky, otopová křivka se posunula trochu níž. Nikdo si neztěžovat, tak to musí být v pořádku… (ironie)
Ve vedení SVJ je ovšem nově člověk, který o dané problematice ví dost na to, aby neváhal k dosud provedenému A udělat i nezbytné B. A protože je k dispozici úplná původní dokumentaci objektu, projekt zateplení a pasportizaci aktuálního stavu otopné soustavy, dala se paralelně s výpočtem otopové křivky zanalyzovat i veškerá vstupní a výstupní data.
Některé poznatky této analýzy byly očekávané, vyskytlo se ale pár takových, které do celé problematiky vnášejí nové světlo. Zde jsou:
Původně navržené výkony otopných těles neodpovídají tepelným ztrátám
Úkolem projektanta při návrhu otopné soustavy je zajistit, aby i při kriticky nízkých venkovních teplotách (reprezentují je tzv. výpočtové teploty v hodnotách od -12 °C do -18 °C podle lokality) byla dodávka tepla jednotlivými tělesy dostatečná pro dosažení projektem stanovených vnitřních teplot v objektu.
V našem případě byly výkony těles oproti vypočteným tepelným ztrátám vyšší v průměru o 46 %, nejvyšší zjištěný rozdíl +107 %, viz graf níže. Příčiny tohoto stavu mohou být následující:
- Teploty v nevytápěných prostorách se běžně stanovují dle normy, ale málokdy odpovídají realitě. To si jistě uvědomovali i tvůrci normy, a proto jsou normové hodnoty na straně bezpečnosti. Při jejich aplikaci se tak mimoděk vytváří výkonová rezerva.
- Ve výsledných teplotách vytápěných prostor se odráží tzv. přirážka na vliv chladných stěn. I její hodnota je pro zjednodušení dána normou a opět na straně bezpečnosti. To má za následek další zvětšení výkonové rezervy.
- Při volbě otopného tělesa topenáři většinou volí takové, co svým výkonem leží těsně nad vypočtenou hodnotou. Potřetí se tak zvětšuje výkonová rezerva a v případě deskových těles, kde je výkonová řada „děravější“ ve srovnání s článkovými, dost výrazně.
- V době, kde se tento dům navrhoval, projektanti ještě nedisponovali počítači a při ručním výpočtu se mohla snáze udělat chyba při stanovování tepelných ztrát jednotlivých prostor.
Řetězení uvedených přirážek může způsobit rozdíl až v řádu desítek procent, a to výhradně do plusu. Stejný efekt má i chyba při výpočtu tepelných ztrát. Jedné jediné „podseknuté“ místnosti se musí přizpůsobit zbytek domu. Přetápění prostor kvůli předimenzovaným tělesům je tak v praxi běžným jevem.
Topenáře to ovšem příliš netrápí z jednoho prostého důvodu. Dobře vědí, že nelze dimenzovat otopná tělesa tak, aby při jakékoliv venkovní teplotě jejich výkon odpovídal aktuální tepelné ztrátě daného prostoru. Hlavně kvůli nepředvídatelným tepelným ziskům. Proto máme na radiátorech termostatické ventily s hlavicemi, které nadbytečný výkon redukují na potřebnou úroveň.
V objektu jsou pouze 2 ze 70 těles shodná s projektem!
Na první pohled šokující zjištění. Z poskytnutých podkladů bylo sice zřejmé, že původní desková tělesa byla časem vyměněna, evidentně z důvodu jejich dožití, nicméně v objektu bylo navrženo rovněž 12 litinových radiátorů, a z nich hned 10 má jiný počet článků, než požadoval projekt. Že by je někdo dodatečně ubral či přidal je nepravděpodobné. Ukazuje to spíš na nekázeň v době výstavby.
Z dnešního pohledu je to obtížně pochopitelné, ale kdo si pamatuje dobu před rokem 89, nebude tímto zjištěním nijak ohromen. Průvodním jevem státního plánování byl permanentní nedostatek čehokoliv, otopných těles nevyjímaje. K náhradám tedy docházelo pravidelně a kreativitě se meze nekladly…
Tělesu s nižším než potřebným výkonem se musí přizpůsobit celá otopná soustava, nechceme-li, aby byla v dotčeném prostoru zima. To je další z důvodů, proč do objektu proudí nadbytek tepla. A další z důvodů proč mít v pořádku výkonovou regulaci.
Souhrnná výkonová rezerva původně 44 %, po zateplení 74 %!!!
Ano, čtete správně. Znamená to, že dnes instalovaná tělesa umožňují, aby se spotřebovalo 4 krát víc tepla, než je nutné! Zabránit tomu mohou pouze funkční termostatické ventily. Proč je výkonová rezerva tak velká?
- Teplota topné vody se odvíjí od potřeby tepla v nejslabším článku soustavy, což logicky znamená, že do všech ostatních míst musí být dodáváno tepla o něco více, než je třeba.
- Druhým důvodem je předimenzování některých těles, jak je popsáno v předešlém.
- Třetí a hlavní příčinou je dodatečné zateplení objektu. Díky němu se úplně změnily okrajové podmínky, na které byla původní otopná soustava navržena. Laická představa, že při zateplení se každému prostoru v domě pomůže stejně, postrádá logiku. Čím větší část stěn a stropů dané místnosti izolujeme, tím více jí pomáháme. A protože poměr původních a zateplených ploch se místnost od místnosti liší, jsou odlišné i přínosy.
To vysvětluje skok ze 44 na 74 %. V řešeném objektu se nyní vyskytuje 10 těles (ze 70), jejichž výkon je při správně stanovené otopové křivce o 400 a více procent vyšší, než si situace žádá. Radši nedomýšlet o kolik by to bylo při nastavení otopové křivky „od oka“. A to samé platí o objemu výkonové rezervy.
Tak už víte, proč na ty hlavice nešahat?
Otopné soustavy nemusely být navrženy ideálně, ale nedostatky projektu a „kreativní realizace“ řešila instalace výkonové regulace – ekvitermního regulátoru na rozvodu tepla po objektu a termostatických ventilů s hlavicemi na radiátorech. Ekviterm řídí teplotu topné vody podle aktuální venkovní teploty, ventily řídí výkony těles podle aktuální teploty v místnosti.
Je to automat a funguje dokonale. Tedy do okamžiku, než se opomene přepočítat nastavení otopové křivky po zateplení domu a než si kdokoliv z uživatelů svévolně zakroutí hlavicí.
Že nemají uživatelé na hlavice sahat, ví každý, kdo si o principech ústředního vytápění přečetl pár odborných článků. Nevědí to zjevně novináři, kteří šíří do médií naprosté bludy o funkci termostatických hlavic a negativně tak ovlivňují návyky běžných uživatelů. S tím toho asi moc nenaděláme. Leda, že by někoho napadlo, zaměřit se vedle finanční gramotnosti také na topenářskou gramotnost. Vím, utopie…
Role vlastníka nebo správce objektu
Přesto lze alespoň část potíží efektivně vyřešit, a to konkrétně zmíněný skok ze 44 na 74 % výkonové rezervy. Tento objem totiž představuje skutečnou hloubku problému, a čím bude menší, tím méně budete za spotřebované teplo platit.
Za vysokou spotřebou tepla v bytových domech nestojí ani tak rozmařilost uživatelů jako chybně seřízené regulace otopných soustav. V domech po dodatečném zateplení či výměně oken zpravidla nebyla přesně vypočítána nová podoba otopové křivky a výsledkem je neefektivní a tedy zbytečně drahý provoz ústředního vytápění.
Přičteme-li k tomu chybně stanovené polohové koeficienty, nelze se divit, že některým uživatelům jsou účtovány částky, které absolutně neodpovídají reálné spotřebě tepla a kvalitě vnitřního prostředí v jejich bytech.
Všichni milujeme snadná řešení, ale ladění otopové křivky metodou „pokus – omyl“ a odhadování polohových koeficientů na základě „dlouhého zkušeného pohledu z okna“ není při současných cenách energií opravdu dobrým nápadem. Anebo se spokojíte s obligátním: „Tak už vám to funguje, ale ještě je třeba vychytat nějaké mouchy…“?
Přitom stačí tak málo, nechat si obojí odborně vypočítat. Částky za tyto služby jsou až směšně nízké ve srovnání s investicí do zateplení a jejich efekt paradoxně daleko vyšší. Výpočty otopové křivky i polohových koeficientů jsou založeny na shodných principech, při provedení obou opatření zároveň tedy zasáhnete hned dvě mouchy jednou ranou.