Klimatické oblasti ČR: Teploty exteriéru a normy

Nábytek určený pro exteriér je vystaven zcela jiným klimatickým podmínkám než nábytek určený pro interiér. V interiéru se relativní vlhkost vzduchu běžně pohybuje v rozmezí 30 - 65 % relativní vlhkosti (při teplotě kolem 20 °C). V exteriéru se relativní vlhkost vzduchu zpravidla pohybuje v rozmezí od 65 - 100 %. Průměrná roční vlhkost se v exteriéru pohybuje v rozmezí 75 - 90 %.

Změna venkovní vlhkosti ve vnějším prostředí je v našich podmínkách proměnlivá, průběh v jednotlivých měsících je znázorněn na obrázku. Z uvedeného obrázku je zřetelné výrazné kolísání venkovní vlhkosti během roku. Vysoká relativní vlhkost vzduchu je patrná zejména v měsících říjen, listopad, prosinec, leden a únor. V zimních měsících může také dojít vlivem silných mrazů k vysrážení vlhkosti ze vzduchu a ten může být krátkodobě (po dobu velkých mrazů) velmi suchý.

Problematika dřevěného nábytku spočívá v tom, že se dřevo i materiály na bázi dřeva snaží vyrovnat svůj vlhkostní stav s prostředím, které jej obklopuje. Suché dřevo přijímá vzdušnou vlhkost (sorpce vlhkosti) nebo naopak vlhkost uvolňuje (desorpce vlhkosti). Pro zpracování dřeva je velmi důležitá jeho vlhkost. Dřevo z čerstvě pokácených stromů má vlhkost 120-180% abs. (dřevo obsahuje více vody než dřevní hmoty), a proto se musí nechat před dalším zpracováním vysušit na stupeň vlhkosti, který je stanoven pro konkrétní použití výrobku. Dřevo a materiály na bázi dřeva určené pro exteriér mají mít stupeň vlhkosti 12 - 20% abs.

Dřevo na truhlářské výrobky - Všeobecné požadavky. V úvodu uvádí, že udává pouze doporučení pro vlhkost dřeva, dále v čl. *) V ČR upřesněno pro národní klimatické podmínky v rozmezí 17 % ±2 % při 20°C, dle ČSN 91 3001 Nábytek pro venkovní použití - zahradní nábytek - technické požadavky (2008).

Od ledna 2023 v ČR platí pro energetické hodnocení staveb celá vyhláška 264/2020 Sb., kde se v § 4 odst. 1 uvádí: „Dodaná energie je součtem vypočtené spotřeby energie a pomocné energie. Výpočet celkové dodané energie a dílčích dodaných energií se provede výpočtovou metodou s intervalem výpočtu nejvýše jednoho měsíce a po jednotlivých zónách.

Čtěte také: Klimatické podmínky

U všech budov a zón, v nichž se vyrábí energie, například využívají fotovoltaickou elektrárnu, se od letošního roku výpočet dodané a spotřebované energie musí dělat v intervalu jedné hodiny.

Klimatická data pro hodinový krok výpočtu nechalo Ministerstvo průmyslu a obchodu (MPO) zpracovat týmem Společnosti pro techniku prostředí (STP). Publikace STP uvádí použitý postup výběru zdrojů klimatických dat. Pro tvorbu klimatických dat byla použita volně dostupná data z webu Onebuilding.org z lokality Dukovany za období 2004-2018. Je ale otázkou, zda použitá klimatická data odpovídají požadavkům ČSN EN ISO 15927-4.

Prvním problémem je, že za referenční místo byla zvolena měřicí stanice Dukovany. Ta je umístěna velmi blízko chladicích věží Jaderné elektrárny Dukovany, čímž dochází k ovlivnění měření (zejména má vliv pára z chladicích věží). Vzdálenost k nejbližší soustavě 4 chladicích věží je 929 m, ke vzdálenější pak 1913 m.

Druhým problémem pak je, že údajně byla použita klimatická data za 15 let, pravděpodobně však ne dostatečně vhodně, neboť prezentovaná data neodpovídají obvyklým klimatickým datům.

Jak již bylo uvedeno v úvodu, v současné době je možné podle vyhlášky 264/2020 Sb. hodnotit budovy buď s hodinovým krokem výpočtu (ten je povinný tam, kde dochází k chlazení či výrobě FVE), nebo s měsíčním krokem výpočtu. Měsíční klimatická data jsou uvedena v normě ČSN 73 0331-1, hodinová klimatická data však nejsou uzákoněna a mohou se použít libovolná. Dokonce lze dle výkladu vyhlášek nastavit např. konstantní teplotu v exteriéru třeba na hodnotu 20 °C.

Čtěte také: Změny v jet streamu v důsledku klimatu

Energetické hodnocení budov dle měsíčních klimatických dat podle ČSN 73 0331-1 a dle hodinových klimatických dat zpracovaných STP se silně rozchází.

Často vedou k jinému zatřídění do energetických tříd a mohou být výrazně vyšší, než ukazuje uvedený příklad rodinného domu. Tyto rozdíly mohou způsobovat duálnost energetického hodnocení budov. Bude velmi obtížné komukoliv např. při nákupu nemovitosti vysvětlovat, že hodnoty uváděné v Průkazu energetické náročnosti budovy se budou lišit podle toho, zda byl výpočet proveden v měsíčním, nebo v hodinovém kroku výpočtu. Vyhláška totiž nařizuje použití hodinového kroku výpočtu pouze u budov nebo zón s chlazením, úpravou vlhkosti nebo s výrobou elektrické energie.

Vzhledem k velkému rozsahu dat se zde budu věnovat pouze teplotě a globálnímu slunečnímu záření. Musím ještě předeslat, že mnou užívaná data představující typický rok jsou sice průměrem za období třiceti let, ale pokud bychom chtěli, aby skutečně plně odpovídala mezinárodním meteorologickým standardům pro referenční rok, museli bychom zkontrolovat, zda nedošlo k chybě měření (např. výpadek záznamů dat) a zda nejsou naměřeny extrémní hodnoty. Tyto nesrovnalosti by pak bylo třeba napravit např. vložením průměrných hodnot, hodnot spočítaných interpolací či vynecháním dat z dalších výpočtů, a to vše tak, jak by si to daná data v kontextu ostatních dat vyžádala. Následně by je bylo nutné upravit podle metodiky. Vzhledem k tomu, že jde o poměrně značnou práci, budu nadále vycházet pouze z průměrných dat za třicet let.

Pokud si klimatická data zpracujeme do grafů tak, aby byla lehce čitelná a porovnatelná, dostaneme pro měsíční výpočet níže uvedené grafy. V tomto případě byly porovnávány sady dat pro měsíční krok ze tří zdrojů, pro denní a hodinový krok pouze ze dvou zdrojů. Byla použita data převzatá z publikace STP, dále data z ČHMÚ pro lokalitu Hradec Králové za třicetileté období 1993 až 2022 (Hradec Králové bývá považován za meteorologický střed ČR.

Je patrné, že teploty jsou u všech třech sad klimatických dat přibližně stejné. Zajímavější grafy představují hodnoty vzniklé zprůměrováním klimatických dat v jednotlivých dnech. Lze předpokládat, že dny po sobě následující budou mít přibližně stejné teploty i sluneční záření. Snad by bylo možné vysledovat i cyklické pravidelně se opakující meteorologické jevy vyvolané dalšími vlivy mimo pohybu slunce, mám na mysli např. notoricky známou medardovskou cirkulaci na přelomu jara a léta. Mimo tyto cyklické jevy by však nemělo docházet k velkým rozdílům.

Čtěte také: Luboše Motla o klimatické změně

Bohužel graf 3 zobrazující průměry teplot po jednom dni a graf 4 zachycující průměry globálního záření po jednom dni ukazují, že hodnoty uváděné v publikaci STP jsou velmi nepravidelné a mají poměrně značné výchylky mezi jednotlivými dny proti třicetiletým průměrům dle ČHMÚ. (I data z ČHMÚ mají jistou, byť výrazně menší nepravidelnost - ale to je pravděpodobně dáno tím, co jsem uvedl výše, a sice že nedošlo k validaci dat.)

K tomu bych chtěl ještě podotknout, že referenční rok by se měl konstruovat podle již zmíněné ČSN EN ISO 15927-4, kde je v bodě 5 uvedeno, jak referenční klimatický rok konstruovat. Vychází se z průměru teplot a vlhkostí z minimálně desetiletého období, dále se hledá příslušný měsíc, ve kterém je nejmenší odchylka od tohoto průměru, a z daného měsíce se použijí další klimatické údaje, jako je rychlost a směr větru. Přitom se vždy prvních a posledních 8 hodin upravuje tak, aby vznikl plynulý přechod mezi jednotlivými měsíci v referenčním roce. K této normě si ještě dovolím poznamenat, že v informativní příloze uvádí páteřní a doplňkové stanice pro vytvoření referenčního roku, kdy by mělo být hodinové měření prováděno od roku 1991.

Ještě větší rozdíly jsou patrné při hodinovém kroku, jak ukazují grafy 5 a 6. Například pokud se podíváme na první dny v referenčním roce dle STP (viz graf 7), zjistíme, že pro ČR by dle hodinových klimatických dat mělo být typické velké kolísání globálního záření. Například pro 6. ledna je dle těchto dat typické téměř čtvrtinové globální záření oproti dnům 4. či 5. ledna. To je pochopitelně velice nepravděpodobné.

V grafu 8 pak vidíme, že dle referenčního roku dle STP nastal 3. ledna pokles slunečního svitu v poledne. Dále je patrné, že by slunce nemělo svítit 7. ledna téměř vůbec a 8. ledna by mělo být zcela za mrakem. Dle mého názoru jsou tyto anomálie pravděpodobně vyvolané blízkostí chladicích věží a klimatologické stanice.

Velmi názorný je také graf 9, který zachycuje průběh teplot 28. a 30. května. Všiml jsem si i dalších obdobných zajímavých případů netypických pro klima v ČR uvedených v publikaci STP. Ovšem pokud bych je zde chtěl prezentovat, byl by článek příliš obsáhlý.

V minulosti se pro energetické hodnocení a pro energetické výpočty používal typický rok vypočtený z dlouhodobého padesátiletého průměru. Vzhledem k tomu, že dochází ke klimatickým změnám a padesátiletý průměr vypadá, že neposkytuje dostatečný obraz těchto klimatických změn, bylo umožněno používat i kratší období. To ovšem vede k tomu, že jednotlivé hodiny, dny i měsíce nedostatečně prezentují typické klima v ČR.

Mohlo by se zdát, že není zcela podstatné, jaká klimatická data se pro hodnocení budovy použijí, neboť se nejedná o návrh budovy a jejích systémů, ale o hodnocení na základě referenční budovy. Při klimatických datech použitých v hodnocení výrazně odlišných od reálných dat však může docházet někdy i k výrazným posunům v hodnocení. Například velké kolísání teplot bude u velmi lehké budovy znamenat problém, neboť svojí konstrukcí není schopná přenést naakumulované teplo z jednoho dne do druhého a bude nutné ji v tomto čase vytápět či chladit. Naopak velmi těžká stavba má velkou akumulační schopnost a výpočtově zde nebude nutné vytápět.

Zpřesňování výpočtů hodnotících energii potřebnou pro provoz domů se bude dít neustále. V současné době přecházíme z výpočtů s krokem jeden měsíc na výpočty s krokem jedna hodina. Je možné, že postupně se bude výpočtový krok ještě zkracovat, i když to asi není v dohledné době pravděpodobné. Zcela jistě se však kromě energie potřebné pro provoz domu bude hodnotit i energie potřebná k výrobě stavebních hmot a zařízení staveb. Pro všechny tyto výpočty je však potřeba mít relevantní data, která budou odpovídat reálným hodnotám.

Výše uvedené skutečnosti mě vedou k názoru, že klimatická data v publikaci STP nejsou zpracována podle platných norem a nerespektují pravidla tvorby typického klimatického roku.

Tabulka 1: Povolený obsah vlhkosti dřeva dle ČSN EN 942

Tabulka 2: Rozdíly v hodnocení energie rodinného domu dle měsíčních a hodinových klimatických dat

V tabulce 1 je na příkladu jednoho rodinného domu ukázáno, jak se některé hodnocené energie procentuálně liší.

Rozdíly jsou i ve všech dalších počítaných spotřebách energie. Velikost těchto rozdílů pochopitelně závisí na druhu stavby.

tags: #klimatické #oblasti #ČR #teploty #exteriéru #normy

Oblíbené příspěvky:

• Jihočeské svatby
• Klíčové aspekty ohrožení dítěte
• Nejlepší ekologické pleny
• Dopady znečištění ovzduší na severozápad Prahy
• Příklady antropologického ovlivnění