Koncernová centrála Strabag Slovensko

Nová koncernová centrála Strabag Slovensko zaujme nielen neobyčajným architektonickým poňatím, ale aj výnimočným­ technologickým riešením s progresívnym energetickým konceptom budovy. „Zelená“ centrála vyrástla na Mlynských Nivách v Bratislave a slávnostne bola otvorená v marci 2009. Perspektívne sa má rozšíriť na komplex­ budov, ktorý dotvorí túto najvýznamnejšiu lokalitu administratívnych budov v Bratislave. 

Prvá zelená budova predstavuje administratívny objekt so siedmimi nadzemnými a dvoma podzemnými podlažiami. Moderné administratívne priestory pre približne 500 zamestnancov dopĺňajú vstupné priestory, škôlka, kuchyňa, jedáleň a školiace stredisko. V podzemných priestoroch sa nachádzajú centrály TZB a parkovacie státia, ktoré svojím počtom zodpovedajú počtu zamestnancov.

Technická koncepcia vykurovania a chladenia
Vykurovanie a chladenie budovy je založené na aktivácii betónového jadra. V strede stropných dosiek s hrúbkou 22 cm sú položené potrubné rozvody, ktoré zabezpečujú rozvod energie na chladenie budovy v letných mesiacoch a na jej vykurovanie v zimných mesiacoch (na teplotu 22 °C). V praxi to znamená, že v kanceláriách s betónovými stropmi sála teplo alebo chlad priamo do okolia. Aktivácia betónového jadra zabezpečuje kontinuálne vykurovanie priestorov s pomalou reakciou v závislosti od vonkajšej zmeny teploty.

Priestorová regulácia objektu je rozdelená do deviatich priestorových zón, pričom každá zóna sa môže naprogramovať na požadované parametre v závislosti od vonkajších a vnútorných teplotných hodnôt.

Operatívnym prvkom regulácie vnútornej teploty jednotlivých priestorov je systém podlahového vykurovania, ktorý sa podieľa výlučne na zimnom dokurovaní a je umiestnený v betónovom potere s hrúbkou 8 cm. Využíva sa pri tom jeho flexibilita, ktorá umožňuje nastaviť teplotu v jednotlivých miestnostiach podľa aktuálnych potrieb užívateľa. Teplotu v kanceláriách možno termostatom doregulovať v rozsahu ±3 °C od štandardného nastavenia teploty s hodnotou 22 °C.

Osobitný režim má kuchyňa pre jedáleň, ktorá potrebuje špeciálne riešenie zdravotnej techniky a vzduchotechniky. Menšie kuchynky a sociálne zariadenia sú celkom vylúčené z nosného systému vykurovania, príprava teplej vody sa tu zabezpečuje pomocou prietokových ohrievačov. 

Koncernová centrála Strabag Slovensko, I. etapa Miesto stavby: Bratislava, Mlynské Nivy 61/A Začiatok výstavby: jún 2006 Ukončenie výstavby: december 2008 Hlavný projektant: Strabag Development SK, s. r. o. Projektant TZB: Wärme-technik (Rakúsko) Stavebník: Errichtungsgesellschaft, Strabag Slovensko, s. r. o. Generálny dodávateľ: ZIPP Bratislava, s. r. o. Dodávateľ technológií: IMCOMEX-GP (Maďarsko), PPA Controll, a. s., Sauter

Vzduchotechnika
Pre celý objekt sa realizovali VZT centrály a odsávacie ventilátory. Systémy sa členia podľa jednotlivých priestorových zón, ktoré tvoria:

• miestnosti v suteréne,
• foyer, vstupná časť,
• rokovacie miestnosti,
• chodby,
• kuchyňa,
• jedáleň,
• miestnosti technologických zariadení,
• odsávanie CO₂ spalín z garáží.

Celý vzduchotechnický systém sa riadi automaticky.

Vzduchotechnická centrála v 2. suteréne (pre hlavný vstup a archívy v suterénoch)	Vzduchotechnická jednotka na streche (pre priestory pred výťahmi na poschodiach)

Výroba tepelnej energie a chladu
Vykurovanie a chladenie celého objektu sa rieši využívaním geotermálnej energie zeme pomocou tepelných čerpadiel. Pred zakladaním objektu a realizáciou spodnej dosky sa vyvŕtalo 89 ks sond do hĺbky približne 80 m. Sondy sú pospájané pomocou plastových potrubí a tvoria samostatné uzavreté systémy napojené cez zbernice vrtných sond na tepelné čerpadlá. Tepelné čerpadlá pracujú na elektrický pohon, pričom z tepelnej energie získanej zo zeme vyrábajú tepelnú energiu na vykurovanie a chladenie.

Ide o moderný a vysoko efektívny zdroj energie, ktorý využíva geotermálnu energiu zeme (ušetrí fosílne palivá a do ovzdušia neprodukuje NO_x alebo ďalšie exhaláty). Súčasne pri tomto riešení nastáva akumulácia tepelnej energie, a to v betónovom jadre budovy a v zemi, kam sa vracia prebytok energie (najmä pri prechode zo zimnej do letnej prevádzky a naopak). Napríklad, v letnom režime zabezpečuje tepelné čerpadlo svojou výrobou potrebu chladu. Prebytočné teplo sa odvádza do zemných sond, pričom v zemnom podloží nastáva akumulácia tepla, ktoré sa využije neskôr na jeseň.

Zberač a rozdeľovač zemných sond	Cirkulačné čerpadlá na aktiváciu betónového jadra (2 ks vpravo) a podlahové vykurovanie (2 ks vľavo)
Pohľad na inštalované tepelné čerpadlá spredu	Tepelné čerpadlá zo zadnej strany

Ak je prebytočného tepla príliš veľa, odvádza sa čiastočne aj do suchého chladiča umiestneného na streche budovy. V prechodnom jesennom období sa využíva naakumulované teplo zemného podložia z leta, čo napomáha nižšej spotrebe elektrickej energie tepelnými čerpadlami. V zime nastáva opačná situácia ako v letnom období – pomocou tepelných čerpadiel sa vykuruje a do podložia sa odvádza prebytočný chlad. V jarnom prechodnom období sa v prípade vyššej potreby chladenia vypomáha práve týmto naakumulovaným chladom.

V bežnej prevádzke nastáva neporovnateľne väčšie množstvo rozličných modifikácií uvedených režimov, na ktoré musí systém MaR operatívne reagovať zmenou požadovaných teplôt v rámci realizovaných deviatich vykurovaných, resp. chladených zón.

Kapacita tepelných čerpadiel – vrátane vnútorného vykurovacieho systému – sa nadimenzovala tak, že v zimnom režime pri –14 °C a v letnom režime pri +32 °C dosahuje: 

• betónové jadro teplotu 22 °C,
• maximálna teplota miestností v letnom období hodnotu 26 °C.

Regulačný rozsah podlahového vykurovania je pritom nastavený na ±3 °C.

Celý náročný systém sa riadi z jedného centra, kde sa identifikujú aj prípadné poruchové či havarijné stavy, o ktorých sa ihneď posiela upovedomenie zodpovedným pracovníkom. Očakáva sa, že celkové doladenie systému potrvá približne rok, keďže treba, aby prebehli všetky základné režimy. Na doladení systému sa podieľajú rakúski špecialisti, ktorí už majú podobné skúsenosti s prevádzkovaním centrály Strabagu vo Viedni.  

V prípade extrémnej situácie a výpadku tepelných čerpadiel v zimnom období môžu dva elektrické prietokové ohrievače s výkonom 180 kW nahradiť podlahové vykurovanie (temperovanie) do vonkajšej teploty –5 °C. Celkovo by mal systém spoľahlivo fungovať do vonkajšej teploty –15 °C. V prípade tuhých dlhodobých mrazov sa môže využívať aj rezervné tepelné čerpadlo.

Hodnotenie jednotlivých miest spotreby

Vykurovanie:

A  B  C  D  E  F  G

Príprava teplej vody:

A  B  C  D  E  F  G

Vetranie/chladenie:

A  B  C  D  E  F  G

Energetická bilancia
Maximálny príkon elektrickej energie objektu je približne 1 100 kW na vykurovanie a 1 000 kW na chladenie. Výkon tepelného čerpadla na vykurovanie predstavuje 550 kW, pričom výstupná teplota média je 52 °C. Výkon tepelného čerpadla na chladenie je 589 kW, vtedy sa počíta s výstupnou teplotou média 8 °C.

V prevádzke sú súčasne pripravené všetky tri tepelné čerpadlá, pričom jedno čerpadlo je vždy rezervné. Každé tepelné čerpadlo je riadené autonómne, s prepojením na centrálny riadiaci systém celého objektu.

Dôležitou podmienkou na zrealizovanie princípu aktívneho betónového jadra na zabezpečovanie potrieb energie budovy bolo aj splnenie tepelno-technických vlastností sklenenej fasády objektu. Použitá fasáda má súčiniteľa prechodu tepla U = 1,2 W/m² . K. 

Podľa požiadaviek na administratívne budovy, ktoré reflektujú najnovšie kritériá, sa vypočítala energetická bilancia potrieb energie na vykurovanie, vetranie, prípravu teplej vody a chladenie podľa príslušných platných európskych noriem. Na základe výpočtov sa klasifikovala energetická náročnosť administratívnej budovy podľa prílohy č. 3 k vyhláške MVRR č. 625/2006 Z. z.

Potreba tepla na vykurovanie vypočítaná podľa normy STN EN ISO 13790 je 36,2 kWh/(m² . rok). Táto hodnota vyhovuje norme STN 73 0540-2, ktorá požaduje maximálne E_2,N = 52,4 kWh/(m² . rok) pre budovu s faktorom tvaru 0,332/m. Merné potreby energie pre jednotlivé miesta spotreby sa určili nasledovne:

• merná potreba energie na vykurovanie = 11,8 kWh/(m² . rok),
• merná potreba energie na vetranie = 11,0 kWh/(m² . rok),
• merná potreba energie na prípravu teplej vody = 3,6 kWh/(m² . rok),
• merná potreba energie na chladenie = 10,24 kWh/(m² . rok).

Kategorizácia jednotlivých miest spotreby na základe prílohy č. 3 k vyhláške MVRR č. 625/2006 Z. z. je v tabuľke. Z uvedeného je zrejmé, že administratívna budova predstavuje modernú, významne presklenú budovu, využívajúcu takmer všetky systémy techniky prostredia, pričom jej projektové riešenie rešpektuje požiadavky najnovších noriem EN súvisiacich s energetickou náročnosťou budov a tvorbou ich vnútorného prostredia.

Návratnosť investícií V centrále Strabagu vo Viedni, kde funguje obdobný systém, bola návratnosť investícií 5 rokov. Obe stavby však možno v tomto smere len veľmi ťažko porovnávať, keďže v Rakúsku boli výrazne odlišné vstupné podmienky s účasťou verejných financií. Pre konkrétny systém použitý v centrále Strabagu v Bratislave sa v slovenských podmienkach ráta s návratnosťou 8 až 15 rokov. Na porovnanie slúži aj nedávno realizovaná podobná stavba v Poľsku, kde vyšla návratnosť na 13 rokov. Uvedené čísla sa v súčasnosti stávajú o to zaujímavejšie, že sa týkajú systémov eliminujúcich závislosť od dodávok zemného plynu.

(sf)

Foto: Dano Veselský

Spracované z podkladov Ing. Miloša Hojnoša a Ing. Jozefa Végha zo spoločnosti ZIPP Bratislava, s. r. o., a z výsledkov energetického auditu kolektívu prof. Ing. Dušana Petráša, PhD., z STU v Bratislave

Článok bol uverejnený v časopise TZB HAUSTECHNIK.