Administrativní budova Main Point Karlín

Když obvodový plášť a řeka šetří provozní náklady. Kancelářské budovy jsou významným spotřebitelem energie – po spotřebě energie v průmyslu a dopravě jde o třetí největší oblast spotřeby energie v zemích s rozvinutou ekonomikou. Spotřeba energie v budově závisí kromě jejích stavebnětechnických vlastností i na návrhu systémů technických zařízení budov včetně systému měření a regulace.

Nejvýznamnější část tvoří většinou spotřeba energie na osvětlení, druhou nejvýznamnější složkou je spotřeba energie na chlazení a vytápění. Významný podíl ve spotřebě energie zaujímá zdroj chladu, zejména pokud je pro výrobu chladicí vody navržen pouze kondenzátor chlazený vzduchem nebo kapalinou (nemrznoucí směsí). V administrativním centru Main Point Karlín je pro chlazení kanceláří použita voda z proplachovacího kanálu řeky Vltavy, energeticky efektivní a šetrná řešení zde provázela celý návrh budovy.

 V počátku projekční přípravy bylo záměrem postavit investorsky zajímavou, standard­ně technologicky vybavenou budovu. Toto zadání se promítalo jak do řešení architektonické koncepce (provedení a parametry obvodového pláště), tak do návrhu systémů TZB. Hlavními znaky byl prosklený obvodový plášť a použití jednotek typu fan-coil pro odvod tepelné zátěže. Systémy TZB byly navrženy tak, aby splňovaly minimální požadavky uvedené v platných předpisech. Tímto byla budova zadána jako standardní projekt s vyš­ší provozní energetickou náročností.

V návaznosti na skutečnost, že již v roce 2005 začínal být dostatek standardně provedených komerčních budov tohoto typu, bylo nutno nabídnout investorovi alternativní technické řešení, které by podpořilo návratnost vložených investic. Nakonec bylo investorům nabídnuto nové řešení nejen v oblasti architektonicko-technického návrhu, ale použití úsporných systémů TZB s ohledem na snížení nákladů na provoz a spotřebu energie objektu. Výsledkem je budova, která má v současné době ambice získat nejvyšší ocenění v prestižní certifikaci šetrných budov systémem LEED.

Obvodový plášť budovy
Návrh a provedení obvodového pláště budovy (obr. 1) v sobě spojuje osobité architektonické řešení s výraznými prvky pasivní ochrany objektu proti externím tepelným ziskům. Přehřívání během letního období je častým nešvarem moderních kancelářských budov, zde se ale na tento problém myslelo již v návrhu. Obvodový plášť je členěn na svislé prosklené a sklocementové pásy z trojbokých profilů. Prosklené plochy jsou osazeny venkovními žaluziemi, již v návrhu se počítalo s 50procentním cloněním. Trojrozměrnost obvodového pláště zároveň zabraňuje přímému slunečnímu osvitu prosklené části po většinu dne – kromě období, kdy sluneční paprsky dopadají kolmo na rovinu daného proskleného segmentu obvodového pláště. Toto řešení, spolu s automatickým spouštěním venkovních žaluzií podle oslunění obvodového pláště, bylo základním předpokladem pro energeticky úsporný návrh zařízení zajišťujícího parametry vnitřního prostředí i během slunných dní.

Chlazení
Proti přehřívání budovy má v první řadě působit návrh budovy a architektonické řešení fasády. Zcela bez chlazení se však ani tato moderní budova neobejde. Jako zdroj chladu slouží dva výrobníky chladicí vody s kondenzátory chlazenými kapalinou (obr. 2) s celkovým chladicím výkonem 2 032 kW.

Pro chlazení kondenzátorů je pro standardní provoz navrženo využití vody z proplachovacího kanálu řeky Vltavy, který prochází objektem na úrovni druhého podzemního podlaží podél jeho jižní části. Chlazení kondenzátorů vltavskou vodou zajišťuje okruh s vloženým deskovým výměníkem (obr. 3) napojeným na proplachovací kanál. Pro případ uzavření proplachovacího kanálu je na střeše objektu osazeno osm suchých chladičů (obr. 4).

Každý z výrobníků chladicí vody je vybaven dvěma kondenzátory; jeden pracuje v režimu standardního provozu chlazení vltavskou vodou a druhý je připojen k okruhu suchých chladičů naplněných nemrznoucí směsí. Provoz zdroje chladu se suchými chladiči je však pro tento objekt připraven jako řešení havarijního stavu a není běžně v provozu. Chladicí voda je ze strojovny chladicího systému (rozdělovač, sběrač, jednotlivé sekundární okruhy) (obr. 5) dopravována ke koncovým zařízením. Těmi jsou v tomto případě chladiče vzduchotechnických jednotek, indukční jednotky v prostorách kanceláří a jednotky typu fan-coil v prostoru dvoupodlažní kavárny na východní straně objektu.

V přechodném období je vltavská voda využívána v režimu tzv. volného chlazení (free-cooling) jako jediný a dostačující zdroj chladu objektu pro chladiče indukčních jednotek. Regulace výkonu chladičů vzduchotechnických jednotek je řešena trojcestnými armaturami. Výkon chladičů indukčních jednotek, kterých je instalováno 1 300 kusů, a jednotek typu fan-coil je řízen pomocí dvoucestných regulačních ventilů, přičemž oběhová čerpadla na těchto větvích jsou řízena podle změny tlaku v síti vlastní elektronikou, což dále snižuje energetickou náročnost systému chlazení.

Obr. 4  Suché chladiče na střeše budovy slouží jako záložní systém pro chlazení kondenzátorů.	Obr. 5 Strojovna chlazení
Obr. 6  Tři kondenzační kotle slouží jako zdroj tepla pro vytápění a ohřev teplé vody.	Obr. 7  Rozdělení jednotlivých okruhů otopné soustavy

Vytápění budovy
Jako zdroj tepla jsou v budově instalovány tři kondenzační kotle (obr. 6). Dva kotle pracují s výkonem 965 kW, třetí má výkon výrazně nižší – 374 kW. Toto rozdělení výkonu bylo zvoleno s ohledem na ohřev teplé vody během celého roku pro potřeby gastronomického provozu.

Systém vytápění je na straně spotřeby rozdělen na jednotlivé okruhy (obr. 7) s napojením ohřívačů vzduchotechnických jednotek, jednotek fan-coil a podlahových konvektorů. Ve vstupních lobby objektu je instalováno podlahové vytápění.

Pro hrazení většiny tepelných ztrát objektu jsou použity podlahové konvektory bez ventilátorů. Regulace jejich výkonu je řešena dvoucestnými regulačními ventily s osazením elektronicky řízených čerpadel na otopných okruzích. I toto řešení vede ke snížení energetické náročnosti systémů budovy.

Větrání a klimatizace
Centrální vzduchotechnická zařízení jsou umístěna ve strojovnách vzduchotechniky a na střeše objektu. Hlavní vzduchotechnický systém, který zajišťuje nucené větrání kancelářských prostor, tvoří tři vzduchotechnické jednotky a pracuje s celkovým výkonem 168 400 m³/h. Jedna ze vzduchotechnických jednotek je umístěna na střeše ve východní části objektu, další dvě jsou umístěny v cent­rální strojovně vzduchotechniky v technickém zázemí na úrovni prvního nadzemního podlaží. Ve strojovnách jsou také umístěny samostatné vzduchotechnické jednotky pro větrání obrazárny, restaurace, kavárny, gastronomického provozu a vstupních lobby (obr. 8 a 9). Aby nedocházelo k podchlazování prostor podzemních garáží při podtlakovém větrání v zimním období, je do těchto prostor v zimním období vháněn odpadní vzduch z jednotek umístěných v hlavní strojovně objektu. Tento průtok vzduchu bilančně odpovídá množství odváděného vzduchu z prostor podzemních garáží.

Obr. 8  Pohled do hlavní strojovny vzduchotechniky	Obr. 9  Strojovna vzduchotechniky na úrovni prvního podzemního podlaží

Koncovými zařízeními vzduchovodů v kancelářských podlažích jsou indukční jednotky v podstropním (obr. 10) nebo kazetovém provedení, které jsou v objektu osazeny v cel­kovém počtu cca 1 300 ks. Pro energeticky úsporný provoz jsou motory ventilátorů hlav­ních jednotek vybaveny frekvenčními měniči.

Zdravotnětechnické instalace
Ve smyslu provozně úsporného návrhu budovy byly navrženy i zdravotnětechnické instalace. Součástí je proto i nádrž na jímání dešťových vod odváděných ze střechy objektu. Nádrž je dimenzována na objem, který přibližně odpovídá měsíčnímu úhrnu srážek podle podkladů Českého hydrometeorologického ústavu pro oblast hlavního města Prahy. Dopouštění nádrže řídí automatické přepínání uzávěrů na horizontálních rozvodech dešťové kanalizace pod stropem prvního podzemního podlaží. Kromě filtrace mechanických nečistot je systém vybaven i zařízením na likvidaci případných bakterií. Jímaná voda je následně určena pro zavlažování zeleně na střeše budovy.

Osvětlení a systém MaR
V oblasti silnoproudých instalací jsou v objektu použita svítidla s integrovaným samoregulačním systémem intenzity osvětlení, což významně snižuje energetickou náročnost osvětlení.

Veškeré systémy TZB instalované v budově jsou řízeny nadřazeným systémem měření a regulace (MaR) s výstupy na centrální počítač v technologickém velínu budovy. Systém MaR umožňuje signalizaci provozních i poru­chových stavů a zejména optimální nastavení provozních parametrů systémů TZB. Toto uspořádání významně zvyšuje energetickou efektivitu všech jednotlivých systémů.

Investorem budovy byla společnost PSJ Invest, a. s., generálním projektantem architektonická kancelář DaM, spol. s r. o., prováděcí projekt zajistil AED PROJECT, a. s. Společnost VENTAC, s. r. o., se do projektu zapojila v roce 2005 jako konzultant při návrhu celkového technologického řešení systémů TZB a energetické bilance a dále jako technologický koordinátor projektů TZB a zpracovatel projektů v profesích vzduchotechnika a MaR. Kolaudace první etapy výstavby objektu proběhla v červenci 2011, kanceláře jsou připraveny jako open-space. Budova následně projde druhou etapou výstavby, během které bude upraveno dispoziční členění kancelářských ploch podle požadavků klienta.

Závěr
Nová administrativní budova Main Point Karlín je názornou ukázkou toho, že energetických úspor lze výhodně dosáhnout kombinací architektonického řešení, efektivních systémů TZB a vhodnou regulací systémů. Základním prvkem pro snížení energetické provozní náročnosti tohoto objektu byl návrh obvodového pláště, přes který prochází největší díl energetických toků objektu. Energeticky efektivní a přitom ekologické je využití přirozené energie vltavské vody z proplachovacího kanálu jako zdroje chladu. Všechny navazující systémy pak již zajišťují hospodárné využití energie v daných mantinelech.

Ing. Jaromír Klazar
Foto: VENTAC

Autor je jednatelem společnosti VENTAC, s. r. o.

Článek byl uveřejněn v časopisu Realizace staveb.