Danube House - Přínosy k úsporám energií

Budova byla od počátku tvorby koncepce navrhována rovněž s cílem minimalizace spotřeby energie. Je tedy kvalitně izolována, vybavena velmi dobrými okny, jejichž plocha není rovněž přehnaná, ale optimalizovaná jak z hlediska osvětlení a architektury, tak i z hlediska tepelných ztrát v zimě a tepelných zisků v létě. Všechna okna (nehledě na jejich vysokou reflexní schopnost) jsou vybavena vnějšími automatickými žaluziemi, minimalizujícími tepelné zisky. Žaluzie řídí centrální řídící systém velína (počítač) samostatně vždy pro jednu stranu budovy podle slunečního sálání na tuto stranu.
Konstrukce je z betonu. Stropy z tohoto materiálu jsou ve všech podlažích pohledově upravené a nezakryté (bez podhledů) z důvodu zajištění maximálního využití akumulačních schopností stavby.

VZDUCHOTECHNIKA
Všechny kanceláře v budově jsou větrány tzv. zdrojovým větráním. Podlahy jsou dvojité, volný prostor je „natlakován“ přívodním chladným vzduchem, který se z větracích podlahových mřížek rozlévá po celé ploše. Ohřátý a znečištěný vzduch stoupá pod strop místnosti a je odváděn potrubím v chodbách zpět do strojoven vzduchotechniky v podzemních strojovnách. Množství přiváděného vzduchu mřížkami lze nastavit, navíc skladba podlahy je modulová s možností jednoduchého přemístění pozice mřížek podle potřeby (dispozice nábytku). Tak je zajištěna dostatečná variabilita přívodu vzduchu, pomocí které si může osazenstvo kanceláří upravit lokální podmínky.

Zdrojové (nebo také tzv. zaplavovací) větrání umožňuje minimalizovat množství vzduchu, nutného pro odvedení tepelných zisků z klimatizovaného prostoru. Oproti nejčastějšímu směšovacímu větrání nedochází k míchání ohřátého a znečištěného vzduchu se vzduchem přiváděným. Vhodnou distribucí vzduchu pomalou rychlostí do správných míst je zdrojovým větráním zajištěno, že v kanceláři pracující osoby jsou přímo v zaplavené oblasti s čistým a chladným vzduchem. Pro spíše psychický vliv byla ponechána možnost otevírání všech vnějších oken a přirozené větrání. Vzhledem k této koncepci je 100% vzduchu, přiváděného do kanceláří, čerstvého. Vzduch je nasáván v tubusech na straně budovy u řeky a veden soustavou podzemních betonových kanálů až do strojoven ve třetím podzemním podlaží. Zde je upravován pomocí pěti hlavních vzduchotechnických jednotek. Úprava vzduchu spočívá v jeho filtraci, ohřevu či chlazení a parním vlhčení. Pro snížení energetické náročnosti je použita rovněž rekuperace s rotačními regeneračními výměníky s účinností až 80%. Do jednotlivých podlaží je vzduch přiváděn stoupačkami, situovanými ve středu dispozice objektu. Těmito stoupačkami je i odváděn zpět do vzduchotechnických jednotek. Potom, když předá svoje teplo v rekuperačních výměnících, je vyfukován do prostoru garáží. Tím je i jeho zbytkové teplo využito k tomu, aby prostory garáží byly mírně temperovány. Dále je tento vzduch použit jako část větracího vzduchu podzemních garáží (spolu se vzduchem, nasávaným přímo zvenku).

Zasedací místnosti, situované uvnitř dispozic kanceláří, jsou větrány opět pomocí systému dvojitých podlah. Protože v těchto místnostech by běžná kapacita zdrojového větrání byla nedostatečná a využití těchto místností je příležitostné, byl zde použit trochu jiný systém. Dvojité podlahy kolem jednotlivých zasedacích místností jsou přerušeny příčkami až na nosnou konstrukci podlaží. V těchto příčkách jsou pod podlahou umístěny ventilátory, které vhánějí do podlahy pod zasedacími místnostmi větší množství vzduchu a umožňují tak intenzivnější provětrání těchto prostor. Tyto ventilátory jsou ovládány pomocí prostorových teplotních čidel v jednotlivých jednacích místnostech. V případě, že je počet lidí v místnostech velmi malý či žádný, jsou ventilátory vypnuty a větrání je zde minimální či stejné jako v ostatní ploše podlaží. Další prostory jako toalety, kavárna, restaurace, kuchyňský provoz, jednotlivé místnosti strojoven atd. jsou větrány pomocí dalších, již menších a samostatných zařízení.

VYTÁPĚNÍ
Vzduchotechnika zajišťuje v kancelářských prostorech optimální klima zejména v letním období. V zimě se podílí na vytápění pouze částečně. Tepelné ztráty jsou kryty především radiátory, umístěnými po obvodu budovy pod okny. Toto řešení bylo zvoleno z důvodu vyrovnání chladného vlivu oken (radiace) i psychologického vlivu teplého tělesa. Topná tělesa jsou napájena topnou vodou o teplotním spádu 75/55°C z centrální kotelny. Kotelna dodává topnou vodu i pro všechna vzduchotechnická zařízení. Zdrojem tepla jsou dva plynové kotle kvalitní třítahové konstrukce v kotelně v prvním podzemním podlaží. Výkon kotelny je 2.800 kW (kotle 2 × 1.400 kW), počítaná spotřeba tepla (bez uvažování tepelných zisků) cca 14.055 GJ.

ATRIUM
Zcela samostatně je řešeno atrium budovy. Jedná se o zcela staticky samostatnou ocelovou konstrukci, opláštěnou kvalitním reflexním zasklením. Umístění atria bylo voleno z několika důvodů. Nejdůležitější a nepopíratelný je architektonický vliv. Dále jen při částečně zhoršených podmínkách osvětlení kanceláří s okny do atria je maximalizována kancelářská plocha s trvalými pracovišti s vizuálním kontaktem s vnějším prostředím. Místnosti, umístěné za atriem, tedy ty, které nemají žádnou stěnu do venkovního prostředí, mají také výrazně nižší tepelné ztráty v zimě a nižší tepelné zisky v letním období. Aby však atrium přece jenom nebylo energetickým nesmyslem, bylo třeba potřebu energie pro jeho vytápění či chlazení výrazně snížit.

Začalo se samotným stavebním řešením. Problémem je zejména radiace skrz prosklenou fasádu atria, a to jak v letním, tak zimním období. Pro zasklení atria se využilo speciální sklo s nanesenými kovy tak, aby tyto vlivy byly co nejmenší. Samotná ocelová nosná konstrukce střechy atria byla navržena z vysokých ocelových nosníků, jejichž výška a pozice byla volena i s ohledem na zastínění prostoru atria (zejména odstínění přímého slunce na okna kanceláří do atria). Modelovali jsme jejich stínění pro různé polohy slunce, jedná se v podstatě o obří pevnou vnitřní žaluzii. Zbytek musel být ošetřen technikou prostředí staveb. V první řadě bylo modelováno proudění vzduchu v atriu. To není větráno celé, ale pouze zóny s možností výskytu osob. Jedná se o podlahu atria a o lávky podél prosklené části až do nejvyššího podlaží.

Společnost Battle McCarthy vlastní software pro modulaci proudění ve velkých prostorech při všech možných okrajových podmínkách. Výkony navrhované vzduchotechniky byly do tohoto programy zanášeny a optimalizovány pro pokud možno ideální stav. Lávky podél prosklené fasády jsou duté a jsou nafukovány vzduchem (teplým v zimě, studeným v létě).

Tento vzduch je upravován a do lávek foukán samostatnými vzduchotechnickými jednotkami. Podél zábradlí lávek jsou umístěny přívodní otvory, kterými je sem tento vzduch foukán, a tím jsou udržovány únosné mikroklimatické podmínky. Problematickou je zejména radiace z prosklené části atria a potom lávky v nejvyšších podlažích. Teplota s výškou atria přirozeně stoupá. Většina vzduchu je do atria přiváděna u jeho podlahy, odváděn je pod střechou atria pomocí otvíraných klapek. Vzduch pro atrium je – stejně jako vzduch pro větrání kanceláří – nasáván u řeky nasávacími „tubusy“ a soustavou betonových kanálů je veden pod atrium. Úprava vzduchu probíhá přímo v betonovém kanálu. Jedná se o filtraci na vestavěné filtrační stěně a ohřev či chlazení ve výměníku, umístěném přímo v kanálu. Pro tepelnou úpravu je přímo použita voda, čerpaná z hlubinných vrtů, a když ta výkonově nestačí, tak teplá či studená voda z tepelného čerpadla.

Celý nezkrácený článek si můžete přečíst ve speciální příloze čísla 4/2005 časopisu KONSTRUKCE Technická zařízení budov.

Autor

• Ing. Kříž Jaromír