Aktuální vydání

celé číslo

07

2020

Řízení distribučních soustav a chytrá města

Měření a monitorování prostředí v budovách a venkovním prostředí

celé číslo

Technika Siemens v nové budově Národní technické knihovny

Dne 9. září 2009 byla slavnostně otevřena nová budova Národní technické knihovny (NTK), postavená během necelých tří let v areálu technických vysokých škol v Praze 6 – Dejvicích. Na výstavbě moderní a technicky mimořádně zajímavé budovy se podílela také společnost Siemens, která se postarala o datovou integraci životně důležitých technických zařízení budovy a současně do objektu dodala řídicí a monitorovací systém a systém elektrické požární signalizace.
 

Nejen milion a půl publikací

 
Nová technická knihovna pojme literární fond v celkovém objemu asi 1,5 milionu knih a časopisů (obr. 1). Půdorys objektu navrženého ateliérem Projektil architekti má tvar zaobleného čtverce symbolizujícího technickou učebnici. Záměrem architektů bylo vytvořit budovu s jednoduchými tvary, jejichž nedílnou výrazovou součástí budou přiznané technické prvky. Cílem projektantů-techniků bylo navrhnout a realizovat energeticky a provozně úsporný objekt.
 
V šesti nadzemních podlažích objektu jsou vedle služeb knihovny a polic s volnými výběry knih návštěvníkům k dispozici kavárna s kapacitou 150 míst, čtyři počítačové učebny, 272 relaxačních míst a osmnáct skupinových a 27 individuálních studoven (dvě z nich jsou zařízeny pro vozíčkáře, další dvě pro zrakově postižené), dále přednáškový sál s kapacitou 232 míst a výstavní sál. Součástí budovy je také noční studovna, otevřená sedm dní v týdnu po uzavření ostatních částí NTK. Ve třech podzemních podlažích se spolu s obslužnými technickými zařízeními a depozitářem knih nachází 299 parkovacích míst pro automobily a 200 stání pro kola.
 
V knihovně bude ve velkoprostorových kancelářích uspořádaných ve stylu open space a v několika menších kancelářích pro management pracovat asi 180 zaměstnanců. Vedení NTK odhaduje, že do budovy vstoupí za rok asi 900 000 návštěvníků, pro něž zde bude připraveno 1 224 studijních míst a více než 250 osobních počítačů s kabelovým připojením k internetu. V celé budově je navíc k dispozici bezdrátové připojení k internetu sítí Wi-Fi. Ke zvýšení rychlosti, s jakou budou obslouženi návštěvníci, a ke zlepšení úrovně ochrany knižního fondu přispěje mj. nainstalovaný systém RFID.
 
Zajímavé je i morfologické pojetí interiéru budovy. Vedle netradiční výzdoby v podobě pestrobarevné podlahy ve dvoraně a kreseb na jejích ochozech (obr. 2) jsou zvláštností záměrně přiznané prvky souboru technických zařízení v budově viditelné pod stropy jednotlivých pater (kabelové rozvody osvětlení a čidel nejsou skryty za podhledy) a také netradičně pojaté stoly, židle či sedačky porůznu rozmístěné v prostorách knihovny (obr. 3, obr. 4).
 

Inteligentní budova s úsporným provozem

 
Budova NTK je vybavena mnoha moderními technickými zařízeními, která v ní mají zajistit co nejpříznivější pracovní prostředí pro návštěvníky i zaměstnance. Současně je kladen mimořádný důraz na malou spotřebu energie a co nejmenší náklady na provoz budovy. Nad vším bdí rozsáhlý systém měření a regulace se základními operátorskými zobrazeními (obr. 5).
 
Při stavbě byly v mnoha případech použity netradiční materiály a technicky unikátní řešení. Typickým příkladem je fasáda s předsazeným pláštěm z kaleného profilovaného skla. Netradiční je např. i hasicí systém vyžívající metodu skrápění vodní mlhou, která v porovnání s tradičními samočinnými sprchovými hasicími zařízeními spotřebuje při téže hasební účinnosti asi desetkrát méně vody, takže je k papíru výrazně šetrnější.
 
Moderním a ojedinělým způsobem je vyřešen také systém vytápění a chlazení objektu – BKT (Betonkerntemperierung) – vestavěný přímo do nosné železobetonové konstrukce. Systém BKT funguje tak, že v průběhu noci se jeho trubkami prohání teplá voda a okolní betonový masiv absorbuje teplo, jež následně „vyzařuje“. V letním období, kdy je naopak třeba budovu chladit, funguje vše obdobně – do příslušných trubek se pouze vhání voda studená.
 
Díky akumulaci chladu do stavební konstrukce v nočních hodinách je možné použít chladicí jednotku s významně menším instalovaným výkonem a současně k chlazení budovy využívat levnější elektrický proud. V budově je nainstalováno devatenáct samostatně ovládaných okruhů systému BKT, což umožňuje udržovat optimální prostředí v jednotlivých částech objektu podle jejich funkce (volné výběry, kanceláře, výstavní sál apod.). Řídicí systém zajišťuje, aby v režimu chlazení na povrchu stropů nekondenzovala vlhkost. Při poklesu povrchové teploty pod požadovanou hodnotu regulační ventil přivírá přívod chladné vody. Dále je u okruhů BKT sledován teplotní spád a při dosažení minimálního rozdílu teplot (okruh BKT je „nabitý“) se uzavírá přívod teplonosného média (obr. 6).
 
Inteligentní je i systém tzv. přirozeného větrání. Jeho součástí je 500 oken, z nichž je 200 vybaveno elektrickým pohonem, a dále propracovaný systém čidel oxidu uhličitého, která řídicí systém neustále informují o koncentraci tohoto plynu v jednotlivých částech budovy. Je-li koncentrace CO2 v určité sekci objektu příliš velká, elektrické pohony automaticky otevřou okna. K větrání interiéru tak většinou není třeba spouštět vzduchotechnická zařízení spotřebovávající mnoho elektrické energie. Ta se zapínají jen v případě, že systém přirozeného větrání nestačí budovu klimatizovat. Všechny zmíněné prostředky jsou automaticky řízeny řídicím systémem z velína. Uživatelé menších i velkoprostorových kanceláří však mohou ručně nastavovat podpůrné podokenní radiátory a také v případě potřeby otevřít okno bez elektrického pohonu. Samozřejmé je snížení výkonu podokenního topení v případě, že personál omylem nechá v místnosti otevřené okno.
 

Hospodárné využívání energií a požární bezpečnost s technikou značky Siemens

 
Společnost Siemens vyprojektovala a dodala do nové budovy NTK řídicí a monitorovací systém pro oblast měření a regulace s použitím řady produktů Desigo a také vlastní systém elektrické požární signalizace Sinteso.
 
Sestava systému Desigo pro měření a regulaci v budově NTK obsahuje více než 3 600 hardwarových I/O při sledování a ovládání veškerých podřízených zařízení soustředěných v jediné řídicí stanici. Do řídicího systému Desigo je integrováno monitorování a ovládání vzduchotechnických jednotek, výměníkové stanice, vytápěcí (popř. chladicí) soustavy, oken systému přirozeného větrání, 180 okruhů osvětlení a signalizace stavu rozváděčů nízkého napětí (obr. 7). Datově jsou ovšem do systému Desigo integrovány také další systémy důležité pro sledování a správu budovy, např. elektrická požární signalizace, elektronická zabezpečovací signalizace, frekvenční měniče, dieselelektrický agregát jako náhradní zdroj elektřiny, jednotky pro přesnou klimatizaci, chladicí jednotka, zvlhčovače vzduchu, měřiče spotřeby tepla atd.
 
Před požárem je objekt NTK chráněn nejnovějším systémem elektrické požární signalizace Sinteso FS20. Systém tvoří tři ústředny FC2040, navzájem propojené systémovou sběrnicí FCnet, doplněné dvěma menšími ústřednami typu FC2020 ve funkci ovládacích terminálů. K ústřednám jsou připojeny hlásiče řady FD20 Sinteso C-Line, a to celkem 856 bodových optických hlásičů kouře, dvanáct teplotních hlásičů, 105 tlačítkových hlásičů, šest lineárních hlásičů, jedna pasivní nasávací komora pro vzduchotechnické potrubí vybavená kombinovaným hlásičem S-Line a jedna aktivní nasávací jednotka typu ProSens pro detekci kouře. Místy jsou použity hlásiče barevně upravené tak, aby co nejméně narušovaly vzhled interiéru. Požární návaznosti v celém objektu jsou ovládány 48linkovými moduly I/O. Pro akustickou signalizaci požárního poplachu je v objektu nainstalováno 69 houkaček.
 
Jedna z pěti ústředen připojených k systémové sběrnici FCnet je konfigurována jako ústřední přístupový bod umožňující komunikovat se všemi stanicemi na systémové sběrnici přes místní síť (prostřednictvím protokolu BACnet se serverem OPC). Na server OPC je napojen nadstavbový systém Latis, jenž tak může sledovat a ovládat celý systém požární signalizace Sinteso FS20.
 
Zajímavostí systému požární ochrany NTK je ochrana hlavní dvorany objektu před šířením případného požáru či zplodin hoření z přilehlých částí objektu pomocí vodních clon. Clony aktivuje detekční síť, tvořená navzájem se křížícími paprsky šesti lineárních hlásičů kouře zapojených vždy po dvou do obvodu realizujícího nad jejich výstupy logický součin konjunkci). Vzájemné logické provázání detekce dvou hlásičů zvyšuje hodnověrnost vyhlášeného poplachu a zabraňuje spuštění vodní clony v důsledku falešného sepnutí jediného hlásiče.
 

Zelená stavba

Budova NTK patří z hlediska architektonického i technického řešení nepochybně mezi nejzajímavější užitkové stavby v České republice. Současně také splňuje kritéria moderní koncepce zelených budov, mezi něž patří nižší provozní náklady, tišší provoz zařízení a častější výměna vzduchu (tj. kvalitnější vzduch v porovnání s klasickou klimatizací). Profil zelené budovy efektivně hospodařící s energií dokresluje i střecha osázená rostlinami, které zde rostou expanzivně (není tedy nutné o ně pečovat). Rostlinný porost mimo jiné pomáhá pozvolna odvádět vodu při intenzivních deštích.
 
Obr. 1. Nová budova Národní technické knihovny (NTK) v Praze-Dejvicích
Obr. 2. Pohled do dvorany NTK
Obr. 3. Na neomítnutých stropech v kancelářské části budovy jsou přiznány technologické prvky jako např. kabelové rozvody osvětlovacích těles nebo čidla sledující kvalitu ovzduší v budově
Obr. 4. Technologické prvky jsou na stropech přiznány i v prostorách pro veřejnost – zde pohled do jednoho z pater s volnými výběry knih
Obr. 5. Přehled základních zobrazení systému měření a regulace v NTK
Obr. 6. Operátorské zobrazení části vytápěcího a chladicího okruhu BKT
Obr. 7. Přístrojový panel frekvenčního měniče v systému Desigo