Teplo a jeho cesty mezi byty, aneb zlaté vejce zdarma – dokončení

Autor navazuje svými úvahami na článek z č. 5/2016 Topin. Tyto úvahy prohlubuje o ekonomickou stránku, která je pro každého uživatele bytu nejlépe pochopitelná.

Recenzent: Richard Valoušek

Úvod

Toto pokračování předchozího článku z čísla 5/2016 Topenářství instalace má přiblížit čtenáři úvahu o potřebách tepla a nákladech při použití hodnot podle výpočtů z předchozích tabulek a grafů. Pokračování má dokumentovat přenesení výsledků do ekonomické roviny. Tam jsme řešili 3 varianty s kritériem výkonů, a to bytu 3+1 s intenzitou větrání i = 0,1 a i = 0,3 a také bytu typu dvougarsonka 2G při intenzitě i = 0,1.

Aby vznikl lepší obraz o bilancích, doplňuji variantu 4, která poskytuje výsledky pro stejný byt 3+1 s i = 0,1; jenže je byt umístěn uvnitř panelového domu a ne ve štítu. To znamená, že není ochlazován ze strany nejdelší stěny se sousedy.

Předem podotýkám, že jsou hodnoty zvoleny tak, aby bylo možné porovnat určité trendy při změnách parametrů a přiblížit i vliv chování uživatelů na celkový výsledek. Jistě by si takový dům zasloužil komplexnější výpočet (se všemi byty), ale to je úkol nad rozsah tohoto článku.

Vezměme do rukou kalkulačku a fakta

V tabulkách z minula máme pro 3+1 a i = 0,1 vypočítané tepelné ztráty prostupem tepla a větráním. Intenzita ve výpočtu sice neodpovídá hygienickým požadavkům, ale je blíže realitě, která vychází z praktických odměřených hodnot spotřeby fakturačním kalorimetrem, kdy se podle výpočtu ze skutečné roční spotřeby tepla odečítají spotřeby na tepelné ztráty prostupem a zbylé teplo na větrání, pak lze přepočítat i na jakou průměrnou hodnotu intenzity za období bylo větráno (v drtivé většině pod i = 0,1).

V prvním případě bytu 3+1 i = 0,1 byla vypočítána pro oblast –12 °C tepelná ztráta 1561 W (vnější stěny a okna jsou dobře zateplená). Střední teplota otopné sezony 4 °C, a řekněme, že bude výpočtová (projektová) vnitřní střední teplota 19,5 °C a počet topných dnů 216.

Počet denostupňů D° je potom (19,5 – 4) · 216 = 3 348 za otopnou sezonu.

Vynásobením ztrát 1 561 W počtem hodin za den obdržíme denní spotřebu 37,464 kWh. Při rozdílu teplot ve výpočtovém stavu obdržíme (19,5 – (–12)) = 31,5 D°. Z těchto dvou údajů plyne měrná potřeba tepla 1,1893 kWh/D° » 0,00428 GJ/D°.

Roční potřebu tepla pro hrazení tepelných ztrát pouze prostupem a větráním (bez tepelných zisků) určíme výpočtem, což jsou projektované podmínky:

• 3 348 D° · 0,0042816 GJ/D° = 14,338 GJ·rok^–1 · 650,– Kč·GJ^–1 = 9 319,70 Kč

Předem je třeba upozornit na to, že číslo „1“ na ose „y“ neznamená stejnou velikost tepelných ztrát, např. pro 3+1 a i = 0,1 je to 1 561 W. Jde tedy o proporcionální porovnávání a rozdíly se projeví v jiné poloze křivek grafů, které pak vymezují příslušné body a plochy.

Na níže přiloženém grafu je roční potřeba úměrná ploše, která je vymezena body A–C–D–E–A. Pokud však budou sousedé, obklopující předmětný byt, vytápět na teplotu vzduchu 22 °C, tj. o 2,5 °C více, vznikne tepelný tok ohraničující společné stěny směrem od sousedů s teplotou 22 °C k bytu o teplotě 19,5 °C. Pokud bude v místnosti s teplotou 19,5 °C nastavena termostatická hlavice na 19,5 °C, potom se již přívod tepla do místnosti s 19,5 °C uzavře a začínáme reálně sbírat zlatá vejce. Sběr pokračuje od venkovní teploty nad hodnotu, kdy jsou tepelné ztráty a příjmy tepla v rovnováze. V podmínkách podle přiloženého grafu je to od venkovní teploty pod bodem B, což je te_B = cca – 2 °C, až do konce otopné sezony. Z grafu 1 plyne, že zlatá vejce sbíráme ve výši úměrné ploše ohraničené body G–B–C–D–E–G, to, co je nad křivkou G–B bohužel musíme zaplatit – jenže jsou byty, ve kterých je tento podíl prakticky rovný NULE, jak uvidíte dále v bytě 2G (pokud máme štěstí na dobře vytápějící sousedy). Není nad „spravedlivou“ legislativu!!!

Použijeme-li jako měřítko hodnoty teplot na ose „x“ a na ose „y“, obdržíme obdobně jako podle planimetru poměrné hodnoty potřeb tepla následovně:

• Plocha P (body A–C–D –E–A) » 13,35 jednotek » 100 %
• Plocha Px (body A–B–G–A) » 2,15 jednotek z plochy P, což činí 2,15/13,35 = 0,161 » 16,1 %.

Shrneme, že plocha P je úměrná celkové potřebě tepla podle tepelných ztrát bez tepelných zisků a pokud je v sousedních bytech teplota stejná jako v našem referenčním bytě. Pokud odněkud nezískáme teplo zdarma, uhradíme za teplo vypočítanou částku při dané zvolené ceně tepla – viz tab. 1, tj. zhruba 9 320,– Kč·rok^–1.

Když se nám podaří mít sousedy, kteří vytápějí na teplotu 22 °C a my jenom na 19,5 °C, sebereme zlatá vejce v hodnotě cca 7 820,– Kč·rok–1. Prostě ušetříme tyto peníze a náklady nám díky prostupu tepla od sousedů a tepelným ziskům od rozpálených trubek stoupaček klesnou na oněch 16,1 %, tj. až o 83,9 % !!!

Kdybych byl šmejd, účtoval bych za takovou radu nejméně.... no nechám na Vás (je to samozřejmě žert, jinak bych to nepublikoval veřejně).

Další varianta 3+1 s i = 0,3

Tento příklad vychází z nejvíce ochlazovaného bytu 3+1 při výpočtových podmínkách s intenzitou výměny vzduchu i = 0,1. Tento byt však zatížíme větráním i = 0,3 a provedeme energetickou bilanci. Výsledky ukazuje další graf 2 a tab. 2 (část tepla od sousedů byla použita na ohřátí vzduchu zvýšenou ­výměnou).

Graf 2 i tab. 2 jednoznačně dokumentují, že zvýšeným větráním spotřebujeme více tepla, a když budeme my i sousedé vytápět podle projektu, zaplatíme téměř 11 860,– Kč·rok^–1, tj. o cca rozdíl (11 860 – 9 320) = 2 540,– Kč·rok^–1. Prostě větrání zdraží platbu za teplo v tomto případě o podíl 0,2725 » navýšení 27,3 %!!! oproti 9 320,– Kč při větrání intenzitou i = 0,1.

Když se ale spokojíme s nižší teplotou v bytě 19,5 °C a budeme mít štěstí na dobře vytápěné sousedy, pak de facto zaplatíme pouze cca 2 530 Kč·rok^–1, namísto 11 860,– Kč. Tím náš sběr zlatých vajec vynese zdarma 9 330 Kč·rok^–1 (to již může být týden dovolené).

Kdo je na tom ještě lépe?

Samozřejmě byt uprostřed panelového domu, něco jako 2G = dvougarsonka (garsonka), viz graf 3 a tab. 3.

Analogie praví, že kdybychom vytápěli podle projektu, pak v tomto bytě byly náklady na teplo při stejné teplotě vnitřního vzduchu a stejné intenzitě větrání 0,1 ve výši 3 963,– Kč·rok^–1. Když ale bude mít uživatel takového bytu 2G „hodné“ sousedy a sám se spokojí s teplotou 19,5 °C, prakticky díky teplu od sousedů a stoupaček zaplatí jenom necelých 120 Kč·rok^–1. Dá se říci, že prakticky nemusí vůbec vytápět. A jakou budou mít hodnotu jeho zlatá vejce? Rozdíl (3 693 – 118) = 3 575,– Kč·rok^–1.

Čeho bychom si měli (mohli) všimnout?

Kdybychom vytápěli podle projektu, byl by poměr plateb u obou typů bytů (3+1 a 2G) při stejné intenzitě větrání 9 320,– Kč·rok^–1 ku 3 963,– Kč·rok^–1, tj. v poměru 2,3517 : 1,0000. Podíl na jednotku plochy při vytápění podle projektu pak činí na byt 3+1 částku cca 129 Kč·m^–2 a u 2G je to 94 Kč·m^–2. V tomto ukazateli je vzájemný poměr na jednotku plochy 129 ku 94, tj. 1,372 : 1,000. Z hlediska podlahové plochy použitého příkladu je poměr 72 ku 42 m², tj. 1,71.

Jak to vlastně vypadá, pokud není byt 3+1 na okraji, ale uprostřed panelového domu?

Určitě nepřekvapí, že tzv. „zakuklený“ byt 3+1 má vypočítanou potřebu tepla ve výši 11,422 GJ·rok^–1, což je o cca (14,338 – 11,422) = 2,916 GJ·rok^–1 méně, jelikož nemá ochlazovanou delší stěnu, která sousedí s ostatními byty (neuvažujeme byty pod střechou a nad suterény).

Pokud jde o sběr zlatých vajec, pak je výnos 7 313,– Kč·rok^–1.

Sběračem velkých zlatých vajec se stáváme, když máme sousedy, kteří si dopřejí vytápět na 22 °C a my zůstaneme na teplotě v bytě 19,5 °C.

Plocha vymezená spojnicemi bodů A–B–G–A ve všech grafech vyjadřuje teplo, které již musí uživatel bytu s teplotou 19,5 °C přijmout z vlastních těles, aby uhradil potřebu tepla odpovídající tepelným ztrátám bytu. Jinak by měl v bytě ještě nižší teplotu než 19,5 °C. Naopak platí, že když jsou křivky zisků vpravo od přímky A–C, dochází již u sběratele zlatých vajec ke zvyšování vnitřní teploty vzduchu nad 19,5 °C a tento přínos tepla od sousedů je zcela grátis!!!

Pokud referenční byt obklopují sousedé s teplotou 22 °C, nedobrovolně přispějí na pořízení zlatých vajec částkou 7 313,– Kč. A za tento čin se nikdo nestydí a navíc je to v souladu s metodikou rozdělování nákladů za teplo pro vytápění. Co je doma, to se počítá.

Zde vidíme, co dokážou udělat i malé rozdíly teplot mezi byty, v našem příkladě 2,5 °C. Představme si, že je v celém panelovém domě značná škála vnitřních teplot často od 18 °C do 24 °C, někde i s větším rozpětím.

Tento stav je způsoben nejen benevolentní legislativou, ale i svévolnou volbou parametrů otopné vody (křivek), které jsou řízeny pouze ekvitermně (méně účinně) s otevřeným přístupem uživatelů do systému M+R, což vede k neodbornému nastavování parametrů a bez sofistikované optimalizace otopných soustav pro konkrétní způsob zatepleného domu.

I když existují legislativou stanovené teplotní podmínky, jsou v praxi ignorovány.

Byty v jádru panelového domu – měrné náklady v Kč·m^–2

Porovnání bude vztaženo k bytu „3+1 in blok“ (umístěného v tzv. jádru panelového domu, uprostřed panelového domu) vůči bytu 2G, oba jsou větrané i = 0,1. Z důvodu lepší přehlednosti znovu uvádím souhrnně tabulky bilancí tepla a nákladů podle výše deklarovaných výpočtů na stejnou teplotu 19,5 °C (tzv. podle projektu).

Když zvolíme referenčním bytem „3+1 in blok“, náklady jsou 103,11 Kč·m^–2 » 100 % = 1,000 v tabulce. Měrné náklady na byt 2G jsou 94,36 Kč·m^–2 a to je 91,5 % z částky 103,11 Kč·m^–2. Tady vidíme, že jádro bytů panelového domu, které je obklopeno krajními byty, vykazuje ve výpočtovém stavu relativně velmi malý rozdíl měrných nákladů do 10 %!

Byty v okrajové zóně panelového domu – obklopují jádro panelového domu

Z porovnání (kromě jiného) vyplývá, že více ochlazovaný krajní byt 3+1 ve štítu má měrné náklady při stejném větrání i = 0,1 ve výši 129,44 Kč·m^–2, a to je oproti referenčnímu „3+1 in blok“ 125,5 %. Zvýšeným větráním v tom samém bytě na i = 0,3 se zvýší náklady na 164,71 Kč·m^–2, což je 159,7 % referenčního bytu „3+1 in blok“.

Zvýšené větrání je trojnásobné, tedy o 2/3. Nákladově je to o (164,71 – 129,44) = 35,27 Kč·m^–2. Potom zvýšení větrání z 0,1 na 0,2 by znamenalo nárůst o 35,27/2 = 17,64 Kč·m^–2. Při zvýšení z i = 0,1 na i = 0,5 by byl měrný náklad zvýšen o 4 x 17,64 = 70,56 Kč. Celkové náklady při i = 0,5 by potom stouply na hodnotu (129,44 + 70,56) = 200,– Kč·m^–2, tj. na 200/103,11 = 1,9397, tedy na téměř 194 %. Roční náklady by se vyšplhaly na hodnotu cca 72 x 200 = 14 400,– Kč, oproti 11 860,– Kč při i = 0,3. Je otázkou, zda si potřebné teplo uživatel takového bytu „vezme“ od sousedů anebo ze svého ­tělesa.

Závěry

Pozorný čtenář si jistě všiml, že de facto neexistuje objektivní pohled na to, kdo a kolik tepla spotřeboval pro vytvoření tepelné pohody.

Dokonce ani vytápění podle projektu není zcela korektní, jelikož jak jsme si vypočítali, okrajové byty mají z fyzikální podstaty větší tepelné ztráty a tudíž i vyšší měrné náklady, které lze snížit výhradně zvýšením tepelného odporu ochlazovaných konstrukcí a to i mezi sousedy, pokud bychom připustili vzájemně odlišný teplotní standard v bytech.

Rozdíl měrných nákladů mezi bytem 3+1 na kraji a uprostřed je 25,5 %.

Také jsme si ukázali, že rozdíly v měrných nákladech v jádru domu jsou malé, a proto byla v minulosti naprosto správně zvolena úvaha, že je při porovnání ploch bytů malá odchylka měrných nákladů. Uvedený zvýšený podíl spotřeby tepla krajních bytů je však také patrný.

---

The heat and its paths between apartments, or the golden egg for free – ending

The author continues his reflections on the article published in no. 5/2016 Topin. He deepens these considerations of economic side, which is best understood by every flat user.