2) typ výpočtu interně v rámci DEKSOFT nazvaný typem výpočtu B1
Jedná se o případ, který není typem výpočtu A. Jde o přerušované vytápění nebo chlazení uvažované jako nepřerušované s upravenou hodnotou požadované teploty. Platí pro případy, kdy kolísání požadovaných teplot je < 3K. Výpočtová vnitřní teplota se uvažuje průměrná podle času ze zadaných teplot pro provozní a mimoprovozní dobu. Tento typ výpočtu je popsán v normě ČSN EN ISO 13 790: 2009 v čl. 7.2.1 a čl. 13.1 (13.2.1.2 - případ A - první odrážka). V praxi může profil užívání vypadat třeba takto:







3) typ výpočtu interně v rámci DEKSOFT nazvaný typem výpočtu B2
Jedná se o případ, který není typem výpočtu ani A  ani B1. Jde o přerušované vytápění nebo chlazení uvažované jako nepřerušované s upravenou hodnotou požadované teploty. Platí pro případy, kdy je časová konstanta zóny τ < 0,2 x tmin (tmin = nejkratší období sníženého vytápění, resp. chlazení). Výpočtová vnitřní teplota se uvažuje průměrná podle času ze zadaných teplot pro provozní a mimoprovozní dobu. Tento typ výpočtu je popsán v normě ČSN EN ISO 13 790: 2009 v čl. 7.2.1 a čl.13.1 (13.2.1.2 - případ A - druhá odrážka). V praxi může profil užívání vypadat třeba takto (např. podobně jako výše, jen teplota v mimoprovozní dobu je rozdílná o více než 3 K):






4) typ výpočtu interně v rámci DEKSOFT nazvaný typem výpočtu B3
Jedná se o případ, který není typem výpočtu ani A  ani B1 ani B2. Jde o přerušované vytápění nebo chlazení uvažované jako nepřerušované s upravenou hodnotou požadované teploty. Platí pro případy, kdy je časová konstanta zóny τ > 3,0 x t_max (tmax = nejdelší období sníženého vytápění nebo chlazení). Výpočtová vnitřní teplota se uvažuje jako požadovaná pro provozní dobu. Tento typ výpočtu je popsán v normě ČSN EN ISO 13 790: 2009 v čl. 7.2.1 a čl.13.1 (13.2.1.2 - případ B). V praxi může profil užívání vypadat třeba úplně stejně jako je uveden v předcházejícím případě typu výpočtu B2.

5) typ výpočtu interně v rámci DEKSOFT nazvaný typem výpočtu B4
Jedná se o případ, který není typem výpočtu ani A ani B1 ani B2 ani B3. Jde o všechny ostatní případy přerušovaného vytápění nebo chlazení. Ve výpočtu se použíjí emipirické redukční konstanty a činitelé na základě celkové doby trvání mimoprovozní doby.  Tento typ výpočtu je popsán v normě ČSN EN ISO 13 790: 2009 v čl. 7.2.1 a čl.13.2.21. V praxi může profil užívání vypadat třeba úplně stejně jako je uveden v předcházejících případech typů výpočtu B2 a B3.

O tom, jestli se jedná o výpočet B2, B3 nebo B4 totiž kromě zadaného souvislého počtu mimoprovozních hodin rozhoduje také časová konstanta zóny = tepelná setrvačnost Tau. A je závislá na:

I) akumulační tepelné kapacitě "stavební" hmoty zóny (volíme v zadání od lehké např. dřevostavby až po velmi těžké např.  starší cihelná zástavba)

II) na měrných tepelných ztrátách obalových konstrukcí zóny (na základě zadaných konstrukcích, jejich ploch a součinitelích prostupu tepla)

V podstatě bychom mohli říci, že Tau představuje časový údaj v [h], za jak dlouho se při přerušení nebo poklesu vytápění "vybije" naakumulovaná energie zóny ve stavebních konstrukcích skrz obalové konstrukce zóny. Podle tohoto kritéria lze usoudit, jak rychle v interiéru poklesne teplota při přerušení vytápění a tedy norma rozhoduje o teplotě (provozní, průměrná), která se použije pro výpočet (typ výpočtu). Dle kalendáře a zadaných cílových teplot v profilu užívání, pokud se nejedná o výpočet A nebo B1) nelze ihned soudit, zda-li typ výpočtu bude B2 nebo B3 nebo B4.


6) typ výpočtu interně v rámci DEKSOFT nazvaný typem výpočtu B4+C
Jedná se o případ kombinace výpočtu B4 a C. Jde o případy, kdy podle zadání v kalendáři jsou mimoprovozní dny nad rámec počtu mimoprovozních dnů během typického týdne užívání, což lze poznat z protokolu mezivýsledků z hodnoty 0 < fH,nocc < 1. Činitel "neobsazeného období" fH,nocc představuje poměr počtu mimoprovozních dní nad rámec typického týdne ku celkovému počtu dní v měsíci.  V těchto případech se tedy část měsíce odpovídající poměru (1-fH,nocc) vypočte podle typu výpočtu B4 a k ní se přičte potřeba vzniklá pro část měsíce odpovídající poměru fH,nocc z typu výpočtu C. Typ výpočtu C je defacto typ výpočtu A popsaného v bodě 1), jen je uvažováno po celý  měsíc s cílovou teplotou zadanou v mimoprovozní dobu. Tento postup je popsán v čl. 13.2.4 normy ČSN EN ISO 13 790: 2009. Nutno poznamenat, že pokud není zadána cílová teplota na vytápění v mimoprovozní dobu, program  za tuto teplotu uvažuje průměrnou exteriérovou teplotu pro  daný měsíc.

Bližší vysvětlení toho, co je mimoprovozní den nad rámec mimoprovozních dnů v rámci typického týdne:



Typ výpočtu použitý pro každý měsíc jak pro režim vytápění, tak pro režim chlazení, lze zjistit po provedení výpočtu pro každý typ budovy (hodnocená, referenční) i pro každou zónu z PROTOKOLU MEZIVÝSLEDKŮ. Jednotlivé typy výpočtů jdou také popsány v závěru tohoto protokolu:






JAKÁ JSOU ÚSKALÍ MĚSÍČNÍHO VÝPOČTU?

Teoreticky, jak bylo popsáno výše, nabízí norma výpočetní postup pro všechny možné případy zadání přerušovaného vytápění (pro chlazení to platí obdobně). Je tomu z hlediska výsledků skutečně tak? Z hlediska výpočtové praxe musíme konstatovat, že nikoliv. Poměrně velký problém je, pokud nás podmínky zadání dovedou až k nutnosti využít typ výpočtu B4.

Pro popsání problému nyní musíme uvést dva vzorce z této normy ČSN EN ISO 13 790: 2009 čl. 13.2.2.1. Pro případ B4 se potřeby tepla na vytápění stanoví takto:



Abychom demonstrovali problém výpočtu B4 v "plné nahotě" uvažujme například, že předmětná zóna nemá žádné tepelné zisky (solární, osoby, spotřebiče, umělé osvětlení). Člen Gama,H pak bude = 0. Tzn. že činitel aH,red = 1. Stále však máme přerušované vytápění a ve výsledku máme potřebu tepla jako pro kontinuální nepřerušované vytápění s požadovanou teplotou v provozní dobu!  Tedy velmi chybný výsledek!

Uvažování nulových tepelných zisků v zóně je extrém, v praxi vždy nějaké budou. Jak se výpočet potřeby tepla dle typu výpočtu B4 chová v těchto případech?  Záleží na hodnotě Gama,H, čili poměru tepelných zisků k poměru tepelných ztrát a činiteli fH,hr. Pro vysvětlení se podíváme, jakým způsobem se stanovují tepelné ztráty QH,ht:

QH,tr - tepelná ztráta prostupem
QH,ve - tepelná ztráta větráním
H,tr - měrná tepelná ztráta prostupem
H,tr - měrná tepelná ztráta větráním
t - délka kroku výpočtu, v tomto případě 1 měsíc (údaje udáváme v Wh, resp. kWh = počet dní v měsící *24)
θe -  exteriérová teplota (průměrná měsíční pro daný měsíc)
θint,set,H - požadovaná teplota v zóně pro režim vytápění pro daný měsíc, určená v souladu s čl. 13, tj. v souladu s typem výpočtu - viz body 1) až 6) výše.

Z výše uvedeného vyplývá, že i v případě, pokud máme v zóně tepelné zisky, není poměr Gama,H závislý na konkrétním počtu mimoprovozních hodin, resp. mimoprovozních dní v případě výpočtu B4. Pro jeho stanovení, resp. pro stanovení tepelných ztrát se používá výpočtová teplota v provozní dobu a ta může být velmi vzdálená reálnému průměru za celý měsíc. Současně z toho také vyplývá, že tento typ výpočtu vůbec nereflektuje na hodnotu zadané požadované teploty na vytápění v mimoprovozní dobu! Výpočtu "je  jedno", jestli v mimoprovozní dobu je zadána teplota 15°C nebo 5°C.  Výsledek to neovlivní a to je velmi špatně (v činiteli fH,hr se to nezohledňuje)! Problém je také zavedení empirické konstanty bh,red = 3,00 do výpočtu typu B4 (z normy není patrné, z čeho vychází, co má zohledňovat a zda-li platí pro všechny případy).

Jeden extrémní příklad za všechny (zadání zóny Z1) v profilu užívání:







V tomto extrémním příkladě se zaměříme na měsíc listopad.



Pro ověření pro měsíc listopad  platí:
fH,hr = ( (11-7) * 1 ) / ( 7 * 24) = 0,024
fH,nocc = ...v typickém týdnu je pouze jediný provozní den, tzn. že typický týden obsahuje 6 mimoprovozních dnů. Mimoprovozních dnů nad rámec mimoprovozních dnů v rámci typického týdne je 3 / 30 = 0,100.  Výpočtová teplota pro případ B4 je 15°C (teplota v provozní den), pro případ C je výpočtová teplota venkovní průměrná teplota v tomto měsíci tj. 3,20°C. Činitel aH,red  = 0,261.  Pokud porovnáte výsledný činitel aH,red z listopadu s prosincem (ah,red = 0,565) ...tak je patrné, že jde o značný nepoměr výsledků vzhledem k zadanému počtu provozních dnů v listopadu a v prosinci (viz kalendář výše). A to i přesto, že v prosinci je podstatně vyšší činitel fH,hr. Činitel fh,nocc je velmi podobný v obou měsících.


ZÁVĚR K MĚSÍČNÍMU VÝPOČTU?

- měsíční výpočet relativně dobře generuje potřebu tepla na vytápění pro typ výpočtu A, B1, B2

- měsíční výpočet relativně dostatečně dobře generuje potřebu tepla na vytápění pro typ výpočtu B3

- měsíční výpočet nedostatečně dobře generuje potřebu tepla na vytápění pro typ výpočtu B4. Nejedná se pouze o případy extrémních zadání, jak bylo prezentováno na příkladě výše, ale i neextrémní případy zadání. Důvodem je nereflektování výpočtu na hodnotu zadané požadované teploty v mimoprovozní dobu nebo i výpočet zóny se zadanými nulovými tepelnými zisky =>  v těchto případech doporučujeme použít hodinový krok výpočtu.

- principielní problém také spočítá v tom, že volba typu výpočtu je také závislá na hodnotě tepelné setrvačnosti Tau počítané budovy, resp. zóny. Z toho je patrné, že se může lišit typ výpočtu použitý pro stejný měsíc pro hodnocenou a referenční budovu. A to v případě, kdy je velký rozdíl v tepelných odporech obalových konstrukcí budovy, resp. zóny. Vzájemně se  tak porovnávají výsledky, které vzešly z jiného typu výpočtu, což není správné. zejména to lze jednoznačně deklarovat na výsledcích, kdy u hodnocené budovy je typ výpočtu B4 a u referenční budovy např. B2 nebo B3. Mohou se tak stát i extrémní případy, kdy "zateplením" neuspoříme nic nebo dokonce zápornou hodnotu jenom proto, že pro hodnocenou budovu v původním stavu a pro hodnocenou budovu v navrhovaném stavu je použit jiný typ výpočtu, který vyplývá ze změny časové konstanty budovy (zóny) Tau před a po zateplení. Zvláště to bude citelné v případech, kde figuruje typ výpočtu B4.

- uvidíme jakým způsobem dojde k "upgrade" měsíčního výpočtu v nové nástupnické normě (nahrazující normu ČSN EN ISO 13 790: 2009), jež bude součástí nového "balíku" norem řady ČSN EN ISO 52 000 pro výpočet energetické náročnosti budov , která bude platit v ČR od půli roku 2018. O případných změnách Vás budeme informovat.