Přinášíme druhý díl seriálu Jak snadno spočítat tepelné ztráty. S naším průvodcem zjistíte, kolik tepla potřebujete na vytápění a kolik peněz za komfort od podzimu do jara zaplatíte. Nevíte, jak výkonný kotel koupit? I to vám poradíme.
První co musíme udělat, je inventura konstrukcí, které tvoří obálku domu. Potřebujeme znát jejich plochu. Ta se měří z vnější strany, a skladbu, tedy z jakých materiálů jsou a jakou mají tloušťku. Pro výpočet tepelné ztráty můžeme za konstrukci považovat i více jednotlivých stěn či oken, pokud mají stejné vlastnosti. V našem případě stejnou skladbu i hodnotu U a teplotu uvnitř. Je vhodné sestavit si údaje do přehledné tabulky. Ve výpočtu se totiž snadno chybuje.
Jednoduchý a uživatelsky přátelský nástroj pro výpočet hodnoty U stavebních konstrukcí je takzvaný Prostup tepla vícevrstvou konstrukcí. Získáme tím i grafický přehled o změnách teplot v konstrukci a když dosadíme i údaje o ploše konstrukce, získáme i výpočtovou ztrátu prostupem pro danou konstrukci.
Reklama
Vstupní okno, do něhož zapisujeme údaje o dané konstrukci.
Některé údaje jsou již vyplněné dopředu, můžeme je ale snadno změnit. Pod otazníky ??? najdeme nápovědu s vysvětlením, co která veličina znamená a jaké má hodnoty.
Teplotu místnosti zvolíme 20 °C a vyplníme odpor proti přestupu tepla na vnitřní a vnější straně. Podle nápovědy vyplníme hodnotu Rsi= 0,25 a Rse= 0,04.
Jako příklad jsme vybrali dům v Českých Budějovicích, vyplníme tedy te = -15 °C.
Pak uvedeme jednotlivé vrstvy konstrukce, první vrstva zevnitř je omítka. Poklepáním na ikonku svazku papírů vedle políčka pro popis se otevře katalog materiálů a vybereme skupinu omítky. Poklepáním na položku omítka vápenná se automaticky vepíše do políčka pro popis a doplní se hodnota λ . Doplníme tloušťku vrstvy, v tomto případě 2 cm, tedy d=0,02 m. Stejným způsobem doplníme další řádky. Máme k dispozici šest vrstev, což je pro většinu konstrukcí víc než dost.
Výsledek pro konstrukci složenou z více vrstev.
Současně s vyplňováním řádků se počítají tepelné odpory jednotlivých vrstev a teploty na jejich rozhraní. Pokud máme instalovaný Flash Player, pak se zobrazí i graf průběhu teplotu v této konstrukci. Podíváme-li se na hodnoty tepelných odporů, je vidět, že pokud je na stěně vrstva pěnového PS, pak je zbytečné vpisovat údaje o omítce. Když je vynecháme, změní se celkový tepelný odpor jen nepatrně, o méně než 1 %. Pokud nějaký materiál nenajdeme v katalogu, můžeme zadat hodnotu λ do políčka ručně, najdeme ji v prospektu výrobce. Pokud je nějaká vrstva nehomogenní, například izolace střechy, kde se střídá dřevo trámu a minerální vata, můžeme spočítat ekvivalentní součinitel tepelné vodivosti – ikonka kalkulačky napravo od sloupečku pro λ. Pokud například na metru šíře je 15cm trám a 85cm minerální vata, tak dosadíme objem dřeva 15 a objem vaty 85 (jedná se o poměr, ne o absolutní hodnoty) a vyjde nám λ = 0,06.
Ekvivalentní součinitel tepelné vodivosti pro trámový strop izolovaný vatou mezi trámy.
Výpočet tepelné ztráty celého domu
Tepelná ztráta celého domu je suma tepelných ztrát všech konstrukcí plus tepelné ztráty infiltrací a větráním. Pro výpočet tepelné ztráty objektu můžeme použít nástroj Výpočet tepelné ztráty objektu. Zjednodušená pomůcka slouží k výpočtu tepelné ztráty místnosti nebo pro výpočet tepelné ztráty budovy obálkovou metodou. I když se jedná o postup podle normy, která byla již zrušena, můžeme ji pro orientační a přibližný výpočet použít.
Vstupní formulář je tabulka. Sem vkládáme údaje o umístění domu, což potřebujeme kvůli hodnotám o venkovní výpočtové teplotě. A několik čísel o tom, jak je budova ovlivňována vnějšími vlivy (poloha budovy), přidáme i rozměry, z nichž vyjde objem potřebný pro určení tepelných ztrát větráním a intenzitu výměny vzduchu. Pokud si nejsme jisti, je možné se podívat na nápovědu ukrytou pod ??? nebo nechat předvyplněnou (obvyklou) hodnotu.
Do řádků tabulky vyplníme i údaje o jednotlivých částech obálky domu. Pokud neznáme hodnotu U pro určitou konstrukci, klikneme na ikonku kalkulačky ve sloupci pro U a dostaneme se přímo do nástroje „Prostup tepla vícevrstvou konstrukcí a průběh teplot v konstrukci“.
SERIÁL magazínu Nazeleno.cz |
|
Tepelné ztráty výměnou vzduchu se skládají jednak ze ztrát infiltrací, tedy netěsnostmi spár oken a dveří v posledním sloupci tabulky a také z tepelných ztrát větráním. Pokud máme nová nebo zatěsněná stará okna, vynecháme ztráty infiltrací. Výměna vzduchu je výrazně menší než doporučená, a musíme tedy stejně větrat. Pak stačí počítat jen s tepelnou ztrátou větráním. Čím menší jsou ztráty infiltrací, tím více bychom měli větrat. To ale bohužel neplatí, zpravidla lidé větrají méně.
Pokud okna ani dveře netěsní, je třeba dosadit příslušné hodnoty iL (součinitel spárové průvzdušnosti) a L (délka spáry mezi křídlem a ostěním). Bohužel hodnoty infiltrace u starých oken jsou nejisté. Pokud je okno ve špatném stavu, pak může být iL podstatně horší, než v tabulce uvedené normové hodnoty. Tento výpočet také nezahrnuje vliv tepelných mostů, tedy míst, kudy uniká víc tepla, než kolik udává zjednodušený výpočet.
Výpočet tepelné ztráty domu je pracný a snadno se v něm chybuje. Naštěstí není vždy nutné počítat tepelnou ztrátu celého domu. Pokud chceme jen vyměnit okna nebo zateplit stěny, pak stačí zabývat se jen tou konstrukcí, kterou budeme měnit a vystačíme s jednodušším nástrojem Prostup tepla vícevrstvou konstrukcí. Zajímá nás, jak se přestavba projeví na tepelných ztrátách, spotřebě tepla nebo za jak dlouho se asi investice vrátí.
Kolik potřebujeme tepla na vytápění
Z hodnoty výpočtové tepelné ztráty lze získat přibližný údaj o roční potřebě tepla na vytápění. K tomu lze použít třeba nástroj Potřeba tepla pro vytápění a ohřev teplé vody.
Pokud chceme počítat jen potřebu tepla na vytápění: vyškrtneme zatržení v pravé části u výpočtu potřeby teplé vody a vyplňujeme jen levou část o vytápění. Dosadíme několik parametrů: po dosazení lokality se automaticky vyplní venkovní výpočtová teplota, po dosazení takzvané „mezní teploty“ tem se doplní „délka topného období“ a „průměrná venkovní teplota“. Hodnotu tem volíme menší (12 °C), pokud se jedná o těžkou konstrukci s větší tepelnou kapacitou a dobrou schopností vyrovnat kolísání venkovní teploty během dne. To může být třeba stěna z plných cihel, obzvlášť, když je zvenku zateplena. Naopak pro lehké konstrukce, jako jsou třeba dřevostavby, volíme hodnotu větší (15 °C). Opravné součinitele a účinnosti systému volíme podle pokynů v nápovědě.
Zjednodušeně lze říci, že u lehkých budov s nepřetržitým vytápěním, pro oblast s venkovní výpočtovou teplotou te = -12 °C, odpovídá tepelné ztrátě 10 kW roční potřeba tepla přibližně 30 MWh. Pokud je budova těžká a topí se s přestávkami, tak 10 kW tepelné ztráty odpovídá roční potřeba tepla jen asi 20 MWh.
Výhodou výpočtu roční potřeby tepla přes tepelné ztráty je to, že se rovnou dozvíme, jaký výkon potřebujeme k pokrytí tepelných ztrát, tedy jak dimenzovat kotel, a kolik energie za rok spotřebujeme. U starých neizolovaných domů to funguje, protože převažují tepelné ztráty prostupem. Tento druh výpočtu se však nehodí pro dobře izolované domy s velkou tepelnou kapacitou a nezastíněnými jižními okny, protože nezohledňuje tepelné zisky ze slunečního záření ani z osob a spotřebičů uvnitř domu. Udává se, že u pasivních domů podíl energetických zisků na celkové energeticke bilanci přesahuje 50 %.
V takovýchto případech je třeba použít lepší programy, počítající roční potřebu tepla bilanční metodou. Na to se ale používají složitější výpočetní programy, třeba Národní kalkulační nástroj, který je na internetu ke stažení zdarma nebo Stavební fyzika-Svoboda software. To už ale nejsou programy ani pro poučeného laika.
Kolik stojí vytápění za rok
Pokud již víme, kolik energie za rok spotřebujeme, pak nás zpravidla zajímá, kolik za ni zaplatíme. Dá se to jednoduše spočítat. Vynásobíme počet MWh cenou za Mwh. Komplikuje to ale skutečnost, že topný systém nemá 100% účinnost. U některých energií platíme stálý měsíční poplatek, existují různé tarify a podobně. Znovu ale můžeme využít nástroj Porovnání nákladů na vytápění podle druhu paliv. V dnešní době se ale mění ceny energie tak rychle, že je dobré si ověřit, zda čísla v tabulce platí. Pokud ne, zadáme aktuální cenu.
Za jak dlouho se vrátí investice do tepelné izolace
Jestli se peníze za zateplení vrátí, záleží na tom, kolik zateplení bude stát. Je dobré nechat si poslat nabídku od výrobců. Cenu porovnáme s tím, kolik peněz každý rok ušetříme za energii. K tomu stačí spočítat: jakou tepelnou ztrátu, roční potřebu tepla a cenu za něj zaplacenou má daná konstrukce před zateplením a po zateplení. Rozdíl je roční úspora. Pokud vydělíme počáteční investicí roční úsporou zjistíme takzvanou prostou návratnost. Pokud například ušetříme každý rok deset tisíc korun a investovali jsme sto tisíc, tak bude návratnost deset let. V tomto případě nepočítáme s cenou peněz , mírou inflace, ani s růstem ceny energie. Lepší kritérium než prostá doba návratnosti je NPV, čistá současná hodnota. Pro výpočet lze použít výpočtovou pomůcku Finanční kalkulátor pro hodnocení ekonomické efektivnosti investic. Ale je obtížné předvídat, jak se budou ceny energie a inflace vyvíjet. Většinou nám stačí zjistit dobu návratnosti.
Třetí díl seriálu Jak si jednoduše spočítat tepelné ztráty si můžete na Nazeleno.cz přečíst zde: Zateplujeme starý dům a novostavbu rodinám z Prahy.
