Jak snížit odchylky denostupňové metody v krajních měsících

Názorně si ukážeme, jak v přechodných obdobích, tedy na jaře a na podzim, snížit výpočetní odchylky denostupňové metody při energetických hodnoceních budov a zdrojů tepla. K tomu využijeme vytápěcí denostupně vypočtené z hodinových dat venkovní teploty.

Tradičně se denostupně počítají z průměrných denních teplot, což je relativně jednoduchá metoda. Nicméně tato metoda ztrácí na přesnosti v přechodných obdobích, kdy teploty během dne značně kolísají.

Pochopení vytápěcích denostupňů

Vytápěcí denostupně jsou klíčovým ukazatelem pro určení, kolik energie je potřeba na vytápění budovy. Slouží k návrhu, hodnocení a porovnání zdrojů i spotřebičů tepla, a také ke sledování energetické spotřeby a prokazování energetických úspor.

Příbuzným ukazatelem jsou chladící denostupně, které slouží k stanovení potřeby energie na chlazení. Pro výpočet chladících denostupňů se používají obdobné metody jako pro výpočet vytápěcích denostupňů popsané v tomto článku.

Prostřednictvím online služby MeteoInsight můžete získat vytápěcí i chladící denostupně pro konkrétní adresu.

Tradiční výpočet denostupňů

Tradičně se vytápěcí denostupně počítají z průměrných denních teplot venkovního vzduchu a vnitřní teploty vytápěného prostoru (tj. referenční teploty interiéru):

  • Vytápěcí denostupně pro konkrétní den jsou určeny rozdílem mezi referenční teplotou interiéru a průměrnou denní teplotou venkovního vzduchu, pokud tato teplota poklesla pod limitní teplotu pro zahájení dodávky tepla (tj. referenční teplotu exteriéru).

Příklad 1:
Kolik vytápěcích denostupňů evidujeme pro adresu Nemocnice Břeclav dne 8.5.2024 dle tradičního výpočtu, kdy:

  • Průměrná denní teplota venkovního vzduchu byla: 13,6 °C
  • Referenční teplota interiéru je: 19 °C
  • Referenční teplota exteriéru je: 13 °C (dle vyhlášky č. 194/2007 Sb.)?

Dle tradičního výpočtu neevidujeme v daný den žádné vytápěcí denostupně, neboť průměrná denní teplota venkovního vzduchu nepoklesla pod referenční teplotu exteriéru.


!

Tento způsob výpočtu má základní chybu, a sice tu, že předpokládá, že v daný den je vytápění buď zapnuté, nebo vypnuté. To mohl být rozumný předpoklad před lety, kdy byly vytápěcí systémy ovládány manuálně, ale dnes již má většina budov systémy ovládané termostaty, které v průběhu dne vytápění zapínají a vypínají.


Přesnější výpočet denostupňů

Přesnějším postupem je vypočítat denostupně pro každou hodinu dne a následně je sečíst, neboť to umožňuje zohlednit kolísaní teplot v průběhu dne. Tento postup se nazývá „integrační metoda“ a jeho přínos je patrný zejména během přechodných období, kdy teploty přes den stoupají nad referenční teplotu exteriéru a v noci pod ní klesají:

  • Vytápěcí denostupně pro konkrétní den jsou určeny součtem rozdílů mezi referenční teplotou interiéru a teplotou venkovního vzduchu pro každou hodinu, ve které tato teplota poklesla pod referenční teplotu exteriéru.

Příklad 2:
Kolik vytápěcích denostupňů evidujeme pro adresu Nemocnice Břeclav dne 8.5.2024 pokud při stejných referenčních teplotách sečteme denostupně pro každou hodinu:

  • Referenční teplota interiéru je: 19 °C
  • Referenční teplota exteriéru je: 13 °C?

U výpočtu pro každou hodinu evidujeme v daný den: 3,8 vytápěcích denostupňů.

Na první pohled se 3,8 denostupňů může zdát jako zanedbatelné číslo, ale po sečtení denostupňů pro každou hodinu v měsíci získáme výrazný rozdíl ve srovnání s měsíčními denostupni z tradičního výpočtu.

Příklad 3:
Kolik vytápěcích denostupňů evidujeme pro adresu Nemocnice Břeclav v květnu 2024 při výpočtu denostupňů pro každou hodinu ve srovnání s tradičním výpočtem?

V květnu 2024 evidujeme při výpočtu pro každou hodinu 39 vytápěcích denostupňů, zatímco u tradičního výpočtu pouze 6 vytápěcích denostupňů. To je o 33 denostupňů méně, což představuje pokles o 85% oproti skutečnosti.

Hodinová data venkovní teploty vzduchu pro výpočet "hodinových" vytápěcích denostupňů jsme pro adresu Nemocnice Břeclav získali prostřednictvím online služby MeteoInsight.

Případová studie

Abychom zjistili, zda rozdíly ve výsledcích těchto metod pro výpočet denostupňů svědčí o obecné skutečnosti, nebo představují ojedinělý jev v konkrétním měsíci, podívali jsme se na přechodná období v letech 2023, 2022 a 2021. Pro analýzu jsme zvolili květen z každého roku.

Květen 2023, Nemocnice Břeclav:

Květen 2022, Nemocnice Břeclav:

Květen 2021, Nemocnice Břeclav:

Porovnání výsledků, Nemocnice Břeclav:

* N/A – procentuální rozdíl nelze vypočítat kvůli dělení nulou (pokud by byl v květnu 2022 z průměrné denní teploty vypočten jeden vytápěcí denostupeň, procentuální rozdíl by byl - 98%).

Shrnutí

Přesné stanovení vytápěcích denostupňů je zásadní pro správné hodnocení energetických potřeb budov. Slouží jako základ pro návrh a hodnocení otopných systémů i pro sledování energetické spotřeby budov a prokazování úspor.

Tradiční výpočet denostupňů z průměrných denních teplot je během přechodných období, jako jsou jaro a podzim, často nepřesný s odchylkami desítky procent.

Mnohem přesnější výsledky získáme výpočtem denostupňů pro každou hodinu. Takto vypočítané denostupně pomáhají přesněji stanovit energetickou spotřebu budovy, což umožňuje efektivněji optimalizovat provoz vytápěcích systémů, navrhnout úsporná opatření a prokazovat úspory v přechodných obdobích.

Pokud máte zájem o denostupně vypočtené z hodinových dat, napište nám, pro jakou adresu a za jaké období je potřebujete. My je pro Vás připravíme:

Autor:
Ing. arch. Adrián Babiš, M.Sc.

Sdílet článek s přáteli:

Doporučené články

Jak často na Štědrý den sněží?

Jak často na Štědrý den sněží?

Sněhu na Vánoce každým rokem ubývá a svátky jsou stále teplejší. Jak to ale vypadá z pohledu klimatických dat?

Lokální klimatické podmínky vs. globální klima

Lokální klimatické podmínky vs. globální klima

Červenec 2024 byl globálně nejteplejším červencem za posledních 175 let a zaznamenal nejteplejší den v historii. Platí tyto globální teplotní statistiky i na lokální úrovni? Pro analýzu jsme zvolili lokality v ČR.