Architektura a energie ve výstavbě „inteligentní budovy“ City Center v Českých Budějovicích

Architektonicky je objekt řešen jako pohledový pravoúhlý rastr horizontálních a vertikálních prvků (tzv. představená fasáda) s ustupujícím fasádním systémem Hueck Hartmann, před kterým je řešen žaluziový systém. Na úrovni 1. NP je pak vytvořena arkáda (loubí) s odsazenou plochou fasádního systému Hueck Hartmann směrem do objektu. Stejná úprava je pak provedena v úrovni 6. NP, kde je po obvodu objektu řešen ustupující balkon, který zároveň transparentně ukončuje systémem prostorových rámů.

Prosklená představěná fasáda s představěným železobetonovým
pravoúhlým rastrem od výrobce Zapa beton.

Takto koncipovaná architektura fasády vytváří předpoklady pro umístění doplňkových konstrukcí, které mají přímý vliv na energetickou bilanci objektu (žaluzie, rolety) a vzhledem k architektuře fasády jsou zcela bezkonfliktní.
„Představěný“ železobetonový rastr fasády je kotven pomocí nerezových prvků do nosné konstrukce stropů. Přestože toto kotvení prochází fasádním systémem, byla provedena taková technická opatření, která zajistila špičkové tepelné vlastnosti budovy včetně akustických vlastností fasády.

Základní princip řešení obvodového pláště
se zabudovanými žaluziemi.

ARCHITEKTURA A ÚSPORY ENERGIÍ
Koncepce objektu City Center je navržena se dvěma atrii, která umožňují maximální využití obestavěného prostoru s přístupem denního světla do kanceláří. Atria vytvářejí zároveň chráněné prostředí pro velkou kancelářskou část s malým rozdílem teplot mezi kancelářemi a atrii. V rámci projektu byla provedena následující základní koncepční úsporná opatření:
V návaznosti na prostor garáží na úrovni 1. PP byl proveden železobetonový podzemní kanál, vyústěný v severozápadním rohu objektu. Nasávaný vzduch je chladnější než na osluněných stranách. V kanálu dojde k jeho dalšímu zchlazení, v zimě pak k ohřátí. Vzduch z tohoto kanálu je dále částečně upraven a následně distribuován do veřejných prostor objektu (atria, obchody a podobně).

Schematický principiální řez objektem s vyznačením základních principů energetického řešení

Temperování podzemních garáží je řešeno pomocí zbytkového vzduchu z obchodů a ostatních veřejných prostor na úrovni 1. a 2. NP. Zároveň je tímto vzduchem řešeno provětrávání garáží.
Atria v objektech jsou větrána samostatným systémem přes podzemní kanál (s úpravou vzduchu). Distribuce vzduchu je řešena po stranách atria pomocí tzv. Quel potrubí. Toto větrání přes podzemní kanál je rovněž používáno pro noční větrání s nastavením menšího množství vzduchu. Velké atrium bylo dále doplněno automatickou roletou pod prosklenou střechou. V letním období tak odděluje prostor pod střechou od zbývajícího prostoru v atriu. Nad roletou je zajištěno příčné provětrání s odvodem přehřátého vzduchu. Roleta také působí jako ochrana proti šíření tepla do atria. V zimním období zůstává kladný efekt tepelných zisků prosklenou střechou do atria. Malé atrium bylo zastíněno vnější venkovní řízenou roletou s řešeným odvodem přebytečného tepla v prostoru pod prosklenou konstrukcí. V obou případech dochází k zásadnímu snížení tepelných zisků v atriu, a tím k zásadní úspoře energie na chlazení. Pobytová zóna v atriích (celkové mikroklima) je pak dále doplněna možným topením a chlazením na úrovni podlahových desek.

Prosklená konstrukce Hueck Hartmann velkého atria

Vstupní převýšený prostor do objektu je temperován, chlazen odváděným vzduchem ze zasedacích prostor. V prosklené části východní fasády je dále navrženo vertikální přirozené provětrání celého prostoru vstupní haly. Nasávání vzduchu je řešeno v místě vždy neosluněné přízemní části fasády, odvětrání teplého vzduchu je pak řešeno pod střechou. Mikroklima v prostoru je dále dořešeno v místech pobytových zón pomocí topení, chlazení na úrovni podlahových konstrukcí.
Vnější zastínění objektu je řešeno řízeným systémem vnějších žaluzií a slunolamů. Prostor severní fasády a vnitřních atrií je pak zastíněn systémem vnitřních rolet.
Vzduchotechnika v objektu umožňuje noční větrání v letním období bez nutnosti otevírání oken (problém bezpečnosti objektu a nalétávání hmyzu). Stropy v kancelářích jsou řešeny bez podhledu pouze betonovou konstrukcí, která je schopná akumulovat tepelnou energii (chlad). V noci sepne větrání při poklesu teploty venkovního vzduchu, který sníží teplotu vzduchu v kancelářích a zároveň akumuluje chlad do betonových stropních konstrukcí, odkud později sálá do prostoru. Systém nočního větrání přináší úsporu provozních nákladů na energii chlazení až 35 %.

Detail atria s pojezdným mostem a zastiňovací roletou

Byla navržena příprava teplé užitkové vody pro restaurační a veřejné provozy na úrovni 2. NP z odpadního tepla vznikajícího při provozu chlazení. V létě tak není potřeba vytěžovat výměníkovou stanici a zároveň vzniká úspora na větrání výměníkové stanice v letním období.
Veškeré tyto energeticky podpůrné systémy jsou pak dále řízeny systémem měření a regulace na úrovni tzv. inteligentní budovy.

Ocelová konstrukce vstupní haly sloužící jako podpůrná konstrukce železobetonového skeletu,
která zároveň slouží jako nosná konstrukce výtahů a podpůrná konstrukce prosklené fasády.

INTELIGENTNÍ BUDOVA
Celým objektem se nese duch inteligentní budovy, který vdechli implementací sofistikovaného systému měření a regulace systémoví inženýři –projektanti. Budova je vybavena moderním řídicím systémem, který jednak zajišťuje řízení a regulaci větrání, vytápění a klimatizace, jednak tyto a další technologie integruje do dispečerského a manažerského pracoviště. Toto pracoviště slouží k běžnému ovládání systému, nastavování požadovaných hodnot, hlášení alarmů, zadávání časových programů atd. Zároveň dlouhodobě sleduje jednotlivé technologie a vyhodnocuje energetickou účinnost přijatých opatření. Mikroklima v objektu zajišťuje soustava vzduchotechnických jednotek, výměníková stanice jako zdroj tepla a agregát pro výrobu chladu.
Pro energeticky úsporný provoz řídicí systém v každé kanceláři odstavuje topení nebo chlazení při otevření okna či změně režimu podle přítomnosti osob v kanceláři. V chladící sezóně řídicí systém zajistí maximální využití venkovních klimatických podmínek a konstrukce objektu pro minimální potřebu chodu chladicího agregátu. V noci, podle čidla oslunění a poklesu venkovní teploty či časového režimu, dojde ke stažení žaluzií a zakrytí fasády.

Zkouška termografickým měřením podle ČSN EN 13187 čl. 72, šipkou označeno venkovní světlo na fasádě

Dále se prostřednictvím vzduchotechnických jednotek provětrává čerstvým a v noci chladným vzduchem až na uživatelem definovanou vnitřní teplotu. Žaluzie zůstávají zataženy až do doby příchodu zaměstnanců do jednotlivých kanceláří. Tím celý objekt od svítání až do začátku pracovní doby využil pro „vychlazení“ objektu pouze čerstvý vzduch bez nároku na chod chladicího agregátu.
Dále je celý systém připraven pro instalaci čidel intenzity osvětlení a následným řízením žaluzií také za účelem regulace světla v kancelářích. Systém měření a regulace je tedy připraven řídit žaluzie, teplo, chlad a osvětlení s minimálním energetickým nárokem. Vyhodnotí, zdali je lepší zatáhnout žaluzie a začít svítit uměle, protože svícení bude podle venkovních podmínek méně energeticky náročné než chlazení vzduchu ohřátého v kanceláři od horké fasády. Ovládání žaluzií rovněž řídí meteorologická stanice umístěná na střeše, která vyhodnocuje polohu rolet podle úrovně oslunění, osvětlení atd. V zimním období zatahuje rolety během noci, a tím snižuje tepelné ztráty. Konstrukční řešení stavby a systém řešení veškerých vnitřních technologií dělá z objektu opravdovou inteligentní budovu.

„Jako jednatel Menhir CB, dodavatele hliníkových oken, okenních pásů a světlíků velkého a malého atria, musím říci, že práce na tomto objektu byla náročná zejména v koordinaci s hrubou stavbou. Aby termíny podle harmonogramu stavby mohly být splněny, bylo nutné okna montovat do postupně odlévaného betonového skeletu a zároveň je ochránit před jejich újmou při lití vyšších pater nad již namontovanými prvky. Termín montáže světlíků velkého a malého atria o celkové výměře 1 500 m² během cca 20 dní bylo již jen otázkou správně provedených detailů odvodnění při výrobě a načasování dopravy velkého množství materiálu na střechu budovy. Díky naší spolupráci s Ateliérem EIS již při projektování stavby jsme problémy technického rázu nezaznamenali,“ Petr Šulda, Menhir CB s. r. o.

Autor

• Ing. arch. Hraba Pavel