Vývoj v oblasti vytápění, trendy

Výrazný rozvoj v oblasti techniky vytápění budov nastal před rokem 2000 a stále pokračuje. Je spojen s koncepčními změnami při návrhu tepelných a otopných soustav, širokou nabídkou trhu v oblasti nových materiálů a výrobků a inovacemi jednotlivých typů prvků soustav. Moderní zdroje tepla se vyznačují vysokou účinností, stále více se prosazuje využívání energeticky obnovitelných zdrojů jak ve vytápění, tak při přípravě teplé vody. Moderní otopné soustavy jsou pružné, s inteligentními regulačními a řídicími systémy. Minimalizují se ztráty v rozvodech. Zvyšuje se účinnost otopného systému jako celku, s čímž jsou úzce spojeny úspory energií a tím i finančních nákladů na vytápění.

¤ Hlavní směry změn v oblasti vytápění budov

Změny koncepční
Koncepční změny navazují především na trendy snižování tepelných ztrát budov a tím nižší potřeby tepla pro vytápění. Tepelně technické vlastnosti stavebních konstrukcí a výplní otvorů u nových či rekonstruovaných budov se od doby před rokem 2000 výrazně změnily. Zatímco před rokem 2000 byl požadován součinitel prostupu tepla svislé vnější stěny nižší než 0,5 W/m²K, dnes je to 0,38 (pro stěnu těžkou) a doporučená hodnota je 0,25 W/m²K. U prosklení oken byly hodnoty součinitelů prostupů tepla obvykle vyšší než 2 W/m²K, zatímco dnes je požadovanou hodnotou svislých oken u vytápěného prostoru 1,7 W/m²K a doporučenou hodnotou 1,2 W/m²K. Požadavek součinitele prostupu tepla musí plnit i rámy výplní otvorů. Kovové rámy musí mít hodnotu součinitele prostupu tepla nižší nebo rovnu 2 W/m²K, ostatní 1,7 W/m²K. S výrazně nižšími hodnotami součinitelů prostupu tepla oproti minulosti se snížily ztráty prostupem tepla. K vytápění jednotlivých místnosti nyní potřebujeme nižší výkony otopných těles nebo jiných otopných ploch. S tím je spojen provoz stávajících soustav u zateplených budov s vyměněnými okny s nižšími parametry teplot otopné vody a návrh nízkoteplotních soustav s otopnými tělesy či podlahovým nebo stěnovým vytápěním u budov nových. Otopné soustavy jsou dnes navrhovány v naprosté většině jako uzavřené s nuceným oběhem otopné vody (s oběhovým čerpadlem). Pro zohlednění zisků z oslunění nebo zisků vnitřních jsou otopná tělesa opatřována armaturami pro místní regulaci výkonu - termostatickými ventily s termostatickými hlavicemi. Nastavením základní regulace (takzvaným přednastavením) u termostatických ventilů těles, nebo navíc i hydraulickým seřízením na patách stoupaček či u větví u větších soustav je dosaženo lepší hydraulické stability systémů s proměnným průtokem otopné vody a nedochází k přetápění některých prostor v budově. Parametry otopné vody jsou řízeny na základě teploty v referenční místnosti budovy nebo na základě venkovní teploty, u nejmodernějších na základě venkovní teploty se zpětnou vazbou na teplotu v interiéru. Programování způsobu provozu vytápění v rámci dne a týdne je běžnou možností u většiny regulátorů. U systémů CZT jsou další úspory spojovány s minimalizací počtu potrubních rozvodů a přechodem k decentralizaci. Úprava parametrů otopné vody a ohřev teplé vody jsou pak realizovány až u odběratelů tepla - v přípojných místech, např. přímo v bytovém domě.

Nové materiály a výrobky, inovace
Trh dnes nabízí nové progresivní materiály s poměrně vysokou životností. Systémy podlahového či stěnového vytápění jsou z velké části realizovány z plastových materiálů, potrubí je opatřeno vrstvou proti difuzi kyslíku. Menší otopné systémy s rozvody nižších dimenzí jsou prováděny z měděných, plastových či plastohliníkových trubek. Úspory u venkovních rozvodů přinášejí možnost použití předizolovaných plastových rozvodů a bezkanálového vedení. Materiály s vyšší životností využívají prvky, které jsou součástí jednotlivých výrobků, například kotlů. Otopná tělesa nových konstrukcí a tvarů umožňují i esteticky vhodné včlenění do interiérů budov.
Zdroje tepla jsou konstruovány nebo inovovány se snahou o co nejvyšší stupeň využití energie obsažené v palivu a co nejnižší stupeň znečištění ovzduší. Jako příklady těchto snah můžeme uvést kondenzační kotle či zplyňovací kotle. Současně se u zdrojů zvyšuje rozsah regulovatelnosti výkonů a automatizace provozu.

Využívání OZE
Standardem se u nových domů stává spojení klasických paliv a energeticky obnovitelných zdrojů (OZE). Ceny energeticky neobnovitelných zdrojů (uhlí, ropy, zemního plynu a elektrické energie z nich vyrobené) stále rostou a jejich pokles nelze očekávat. K obnovitelným zdrojům řadíme nefosilní přírodní zdroje energie, tj. energii vody, větru, slunečního záření, pevné biomasy, bioplynu, energii okolního prostředí, energii geotermální a energii kapalných biopaliv. Ve vytápění budov lze nejvyšší uplatnění očekávat u přímého spalování biomasy (kusové dřevo, sláma) nebo spalování fyzikálně přetvořených fytopaliv (briket a pelet dřevních, ze stébelnin, rostlinných), využití energie prostředí a energie geotermální s tepelnými čerpadly jako zdroji tepla a využití solární energie u aktivních solárních systémů, a to především k ohřevu teplé vody. Stupeň využití OZE není v ČR nijak význačný, v roce 2006 činila celková energie z obnovitelných zdrojů 4,3 % podílu na primárních energetických zdrojích. Zvyšování tohoto podílu je ze strany státu podmíněno cílenou podporou a koordinací mezi odvětvími. Za současného stavu nelze podporu státu považovat za dostatečnou.

¤ Výroba tepelné energie z obnovitelných zdrojů (podle statistických zjišťování MPO)

Nejvyšší podíl na výrobě tepelné energie vykazovala pevná biomasa, přičemž rozhodujícím faktorem byla spotřeba biomasy v domácnostech. Pro rok 2006 se odhaduje, že spotřeba biomasy v domácnostech činila cca 3 miliony tun.

¤ Celková energie z obnovitelných zdrojů v roce 2006 (podle statistických zjišťování MPO)

Energetická náročnost budov
Jednou z dnes nejsledovanějších vlastností budovy je její energetická náročnost. Energetická náročnost není pouze vlastností, vycházející z potřeby tepla pro vytápění. Od 1. července 2007 platí v návaznosti na zákon č. 406/2000 Sb., o hospodaření s energií a související předpisy vyhláška č. 148/2007 Sb. o energetické náročnosti budov, která zapracovává pro naši klimatickou oblast požadavky vyplývající ze směrnice Evropského parlamentu a Rady 2002/91/ES. Energetickými systémy budovy, ovlivňujícími její energetickou náročnost, jsou soustavy technického zařízení budov pro vytápění, větrání, chlazení, klimatizaci, přípravu teplé vody a osvětlení. Požadavky na energetickou náročnost jsou splněny, pokud je energetická náročnost hodnocené budovy nižší než budovy referenční stejného druhu dle účelu užití (rodinný dům, administrativa atd.). Mimo to se prokazuje splnění porovnávacích ukazatelů, které vycházejí z požadavků ČSN 73 0540-2 (duben 2007). V nových i rekonstruovaných budovách s konstrukcemi, jejichž tepelně technické vlastnosti odpovídají normovým požadovaným či doporučeným hodnotám především součinitele prostupu tepla, se často potřeba tepla pro vytápění nestává tou nejvyšší energetickou spotřebou. Například u budov s chlazením může být v letním období tento systém energeticky srovnatelný s vytápěním v zimě. Potřeba energie pro vytápění a provoz otopného systému ovlivní energetickou náročnost budovy a využití energeticky obnovitelných zdrojů ji může výrazně snížit, nemusí však u určitých typů domů být potřebou, ovlivňující výrazně náročnost budovy.

¤ Potřeba energie na vytápění a související faktory