ARCHITEKTURA > SAMOSTUDIUM > architektonické cesty > Praha - NTK
 
 

Praha - NTK

Národní technická knihovna Praha | Projektil architekti
Budova významné instituce, a tou Státní technická knihovna bezesporu je, by měla být snadno identifikovatelná, rozpoznatelná, měla by být něčím charakteristická. V případě STK se klidně může říkat "ten čtveratej barák s kulatejma rohama". Možná to nezní tak poeticky jako Tančící dům, ale účel to splní. Na mapě prahy to bude stavba snadno identifikovatelná a rozpoznatelná. Budovu představují její autoři ze studia Projektil architekti.

GEOMETRICKÁ CHARAKTERISTIKA
Vítězný soutěžní návrh objektu NTK přichází s tvarováním objemu a hmot budovy, které vykazuje nezvykle nízkou, a tím i velmi příznivou geometrickou charakteristiku ( blížící se ideálu tvaru koule ). Díky tomu budova z hlediska parametrů tepelné ochrany splňuje požadovanou, a dokonce s rezervou i doporučenou normovou tepelnou charakteristiku, tedy parametr hovořící o budoucích energetických nárocích budovy.

Dalších výrazných úspor budoucích provozních nákladů na vytápění a klimatizaci budovy bude dosaženo aktivním využíváním „inteligentního“ pláště budovy, který nebude plnit pouze funkci vymezení hranice vnitřního a vnějšího prostředí, ale svým aktivním působením přispěje k tomu, aby požadovaných parametrů vnitřního prostředí v budově bylo za všech klimatických podmínek dosahováno s minimem nároků na primární energetické vstupy (pára, elektrická energie).

PRŮVODNÍ ZPRÁVA
Stavební parcela, která byla předmětem soutěže, se nachází přímo v ohnisku střetu téměř všech stavebních epoch této části. Tuto parcelu vyplňujeme dvěma objekty. Vlastní budovou knihovny a budovou parkingu, které mezi sebou svírají předepsaných 30 % volné nezastavěné plochy. Myslíme si, že stále ještě existují na světě místa a budovy, ke kterým je třeba alespoň několik symbolických kroků dojít pěšky.

Monoblok NTK s neprodyšnou, i když průsvitnou obíhající skleněnou fasádou, umisťujeme k hlavní ose areálu ČVUT (Technická ul.). V přízemním pásu je plášť průhledný a ze čtyř stran prolomený vstupními trychtýři. Tak je budova NTK (narozdíl od ostatních okolních budov vysokoškolských institucí) ve svém parteru zcela přístupná a dovoluje i pouze projít. Ke Flemingovu náměstí jsme umístili dlouhý solitérní objem parkingů s otevřenou fasádou.

Tvar hranolu na půdorysu sférického čtverce jsme pro budovu knihovny zvolili pro jeho charakter osově orientované centrály. Je to tvar, který navozuje pocit ochrany a soustředění, pro knihovnu velice důležitý. Orientace uvnitř budovy je podpořena vložením podélné dvorany s horním osvětlením. Na dně dvorany, v mezipatře, je umístěna hala služeb, veřejnosti přístupná přes jediný kontrolní bod v přízemí. Střední tři patra jsou věnována především oddělením volného výběru a studovnám. Poslední patro nad prosklenou střechou dvorany dává možnost pobytu s knihou na vzduchu v prostoru několika atrií. V tomto patře jsou individuální studovny. Část budovy knihovny přivrácená k parkingům, tedy do vnitrobloku, je věnována neveřejné – služební části NTK a je obsluhována samostatnou vertikální komunikací. Tato část se projeví prolomením okenních pásů v průsvitné skleněné fasádě. Základními vertikálními komunikacemi pro veřejnost jsou dva výtahy za kontrolním bodem a otevřená schodiště volně komponovaná dle předpokládaného pohybu návštěvníka NTK.

V jediném podzemním podlaží jsou umístěny sklady knih, dílny, šatny personálu a ostatní technické zařízení budovy. Do úrovně tohoto podlaží sjíždí průjezdnou jednosměrnou rampou zásobovací komunikace. Tím, že se suterénní prostory omezily na minimum přesunutím parkingu do samostatného objektu, naskýtá se možnost uvažovat o větší kapacitě skladů knih přidáním dalšího suterénního patra. Myslíme si, že po technické stránce by měla být budova NTK jakousi stavební příručkou prezentující současné technologické trendy stavebnictví. Protože je stále víc aktuálním tématem stavebnictví ekologie, a především energetická úspornost, tvarovali jsme záměrně budovu NTK tak, aby její objem měl co nejmenší povrch, a tím i minimální tepelné ztráty a zisky. Navíc jsme neprůhlednou část fasády koncipovali jako dvojitou se žaluziovým stíněním v meziprostoru. Sluncem ohřátý vzduch je možné v tomto prostoru přesouvat jak vertikálně samotíží, tak horizontálně axiálními nehlučnými ventilátory.

Po konstrukčně-statické stránce využíváme v nadzemních podlažích možnosti dodatečně křížem předepínaného železobetonu. Dosažené rozpony 14,4 m × 14,4 m jsou ověřeny statickým posouzením. Tím dostáváme volný půdorys v podlažích pro tvorbu vlastního interiéru budovy NTK.

Roman Brychta, Adam Halíř, Václav Králíček, Petr Lešek

Text vznikl jako příspěvek sborníku k 1. Mezinárodní konferenci na téma Knihovna a architektura, která se konala ve dnech 9.-11.9.2001 v prostorách knihovny UP v Olomouci. Pořadatelem byla Knihovna UP v Olomouci ve spolupráci s Muzeem umění v Olomouci, Českou komorou architektů, Britskou radou a s Open Society Institute. Text byl převzat s laskavým svolením organizárora. Vzhledem k tomu, že od vítězství v soutěži v roce 2001 se na projektu STK stále pracuje, mohly některé údaje dostát změn.

TECHNICKÉ ÚDAJE
Název: Národní technická knihovna
Architekt: Projektil architekti (Roman Brychta, Adam Halíř, Václav Králíček, Petr Lešek)
Spolupráce: Miroslav Smutek – statika (RECOC s.r.o), Petr Matoušek – tepelná technika a prostředí stavby ((ŽEMLIČKA, projekční kancelář Praha, s. r. o.)

Ulice: Technická, Thákurova, Flemingovo náměstí, Dejvice
Město: Praha
Země: Česká republika

Soutěž: veřejná architektonická soutěž, 2000
Realizace: dokončení plánováno na prosinec 2008
Rozměry: sférický čtverec o hraně cca 70 m, rozpony sloupů 14,4 m
Počet pater: 5 nadzemních a 1 podzemní

Webové stránky:
www.stk.cz/ntk
www.projektil.cz



Národní technická knihovna
Příspěvek je věnován energetické náročnost budovy Národní technické knihovny (NTK) a řešení větrání, vytapění a klimatizace s ohledem na využití akumulačních schopností stavebních konstrukcí.

Architektonické řešení budovy z hlediska energetické náročnosti
Energetická náročnost budovy je dána především architektonickým návrhem, fyzikálními vlastnostmi použitých stavebních materiálů a jejím provozem.

Budova NTK je architektonicky řešena jako kompaktní celek s minimálním členěním. Tím je dosaženo velice dobrého poměru plochy obvodových konstrukcí ke kubatuře a k užitné ploše objektu. Energeticky výhodné je i oddělení prostor podzemních garáží technickým podlažím od nadzemní části objektu, která má vyšší nároky na vnitřní prostředí.

V nadzemních podlažích je při dispozičním řešení respektována orientace budovy ke světovým stranám. Velkoprostorové místnosti jsou umístěny u JV, JZ a SZ fasád, kancelářský trakt je umístěn u fasády SV. Tím se sníží tepelná zátěž z vnějšího prostředí (sluneční záření) a zároveň se dosáhne rovnoměrnějšího osvětlení, především kanceláří, během dne a v průběhu roku.

K minimalizaci energetické náročnosti rovněž přispívá umístění velkoplošných místností u vnějšího obvodového pláště s orientací JV, JZ a optimalizovaná plocha transparentních výplní v 2. NP až 6. NP, která nepřesahuje 50 až 70 % plochy obvodového pláště příslušejícího danému prostoru. Transparentní plochy obvodového pláště jsou opatřeny účinnou ochranou proti tepelným ziskům z vnějšího prostředí (vnější clonění).

 

Obr. 1 Stropní konstrukce s armováním, předpínacími kabely a potrubim systému TABS
Obr. 2 Instalace potrubí TABS, jednotlivé okruhy systému TABS se překrývají, při poškození jednoho okruhu je minimalizován vliv na funkci systému

Provoz budovy a parametry vnitřního prostředí z hlediska energetické náročnosti
Provoz budovy (počet osob, provozní doba) a zvolené parametry vnitřního prostředí (teplota, relativní vlhkost) ovlivňují nejen spotřebu energií, ale mají přímý vliv na volbu vytápěcích a chladících zařízení, výši instalovaného výkonu, a tím i výši prvotních investic. Je třeba pečlivě zvážit, jaké budou provozní doby, především v letních měsících, a jaká bude návštěvnost v průběhu celého roku. Rovněž při zadání parametrů vnitřního prostředí je třeba zvážit, zda je nutno striktně dodržovat v daném prostoru teplotu a relativní vlhkost v úzkých hranicích a zda je přípustné krátkodobé vybočení ze zadaných hranic. Daleko důležitější než udržovaní teploty a relativní vlhkosti v úzkých hranicích je zamezit skokovým změnám, což je při daném architektonickém řešení NTK zaručeno.

Řešení technických zařízení pro vytápění a klimatizaci
Optimalizované architektonické a konstrukční řešení umožňuje nejen účinné využívání akumulačních schopností budovy, ale vedle klasických systémů pro vytápění, chlazení a klimatizaci i nasazení systémů, které jsou zatím v České republice málo známé – velkoplošné systémy vytápění a chlazení místností doplněné o plně automatické přirozené větrání. Přirozené větrání je zároveň využíváno pro noční předchlazování betonových konstrukcí v letním období. Navržené řešení vede ke snížení instalovaného chladícího a vytápěcího výkonu při zachování tepelné pohody.

Vytápění a chlazení velkoplošnými sálavými plochami
Sálavé teplo a chlad z obvodových stavebních konstrukcí umožňují vytápět místnosti na nižší teplotu v otopném období (2 až 4 °C) a naopak připustit vyšší teplotu v letním období (1 až 2 °C) při zachování tepelné pohody, neboť výsledná teplota, kterou v daném prostoru pociťujeme, je dána jak teplotou vzduchu v daném prostoru, tak i teplotou povrchů, které nás obklopují.

Sálavé plochy mohou být v různém provedení:
• aktivace betonového jádra (PVC potrubí o průměru cca. 20 mm zabetonované přímo v nosné konstrukci objektu)
• kapilární trubičky (průměr cca. 2 mm) zabudované pod omítkou (strop, stěny)
• zavěšené sálavé panely (kovové, sádrokartonové atd.)
• podlahové vytápění s možností přichlazování.

U budovy NTK byla pro vytápění a chlazení volných výběrů a kancelářských prostor navržena aktivace betonového jádra (používaná zkratka TABS nebo BKT) doplněná otopnými registry.

V kombinaci s velkorozponovou konstrukcí s modulem 15 x 15 m a s oboustranně předepnutou stropní deskou se jedná dle dostupných informací o první stavbu tohoto druhu ve světě.

Co je aktivace betonového jádra TABS?
Během krátké doby se chlazení a vytápění místností pomocí aktivace betonového jádra stává v západní Evropě stále častěji konkurencí klasických klimatizačních systémů. Při TABS je potrubí pro vytápění a chlazení integrováno přímo ve stavební konstrukci, většinou v neutrální ose betonových stropů. Topné nebo chladící medium odevzdává akumulační hmotě stavební konstrukce teplo nebo chlad. Potrubí z plastu, většinou dimenze 20 x 2 mm nebo 17 x 2 mm, je vkládáno do stavební konstrukce zároveň s armováním, a to buď ručně nebo ve formě topných registrů. Běžná rozteč potrubí je 150 mm. Topné registry jsou dodávány na stavbu předhotovené. Systémy s vloženým potrubím ve stavební konstrukci jsou známy již dlouhou dobu, především pod označením Crittall. Jejich většímu rozšíření však bránila nejen materialová základna (ocelové potrubí), ale i vysoká energetická náročnost budov a tehdejší systémy měření a regulace.

 

Obr. 3 Sekce stropu s potrubim v levo před betonáží, v pravo po betonáži
Obr. 4 Betonáž stropů s instalovaným potrubím systému TABS

Překvapující je, že hlavními průkopníky těchto systémů jsou převážně architekti, neboť systém TABS jim umožňuje větší variabilitu při navrhování interiérů (odpadnou rušivé elementy jako FCU, indukční jednotky atd.). Přitom si ale neuvědomují, že využití těchto systémů umožňuje teprve z energetického hlediska dobré architektonické řešení, to znamená především nízká plošná tepelná zátěž a dobré akumulační schopnosti nosných konstrukcí.

Aktivace betonového jádra je vhodná pro kompaktní budovy s nízkými tepelnými ztrátami a nízkými tepelnými zisky, s velkoprostorovými kancelářemi, studovnami, výstavními sály apod. Dále je vhodná pro prostory, které nemají požadavek na přesnou regulaci teploty v jednotlivých místnostech v letních měsících. Pro případ vytápění je nutné kombinovat tento systém s jiným systémem (VZT, otopné plochy).

Vždy je třeba dbát na to, aby se povrchová teplota stropu/podlahy co nejvíce přibližovala teplotě místnosti. Tím se plně využije autoregulace, to znamená - při zvýšení odchylky vnitřní teploty od požadované teploty v místnosti se zároveň zvyšuje i chladicí (topný) výkon a naopak. Navíc lze při aktivaci betonového jádra plně využít odpadního tepla od chladících zařízení. Aktivace je vhodná v kombinaci s tepelnými čerpadly nebo se slunečními kolektory, nebo lze využít spodní vody pro přímé chlazení.

Výhody:
• žádná údržba otopných ploch,
• žádný hluk,
• možnost využití nízkopotencionálního tepla při vytápění (od cca. 24 °C) a vyšších teplot vody při chlazení (nad 18 °C)
• vysoká tepelná stabilita objektu
• vysoký podíl sálavého chladu umožňuje snížit žádanou teplotu ve vnitřních prostorách při dodržení tepelné pohody, a tím snížit nejenom náklady na vytápění, ale i na zvlhčovaní vzduchu
• využití autoregulačních schopností při dimenzování otopných ploch na povrchovou teplotu blízkou teplotě v místnosti
• nižší provozní náklady a vyšší hygiena provozu oproti klasickým systémům chlazení, např. pomocí vzduchotechniky nebo fan-coils a vytápění deskovými tělesy nebo konvektory
• plná možnost využití akumulačních schopností budovy pro noční předchlazovaní, a tím možnost zmenšení instalovaného výkonu na zdroji chladu (dle typu budovy až o 40 %)
• využití strojního chlazení v nočních hodinách, kdy toto pracuje s vyšší účinností
• životnost systému srovnatelná se životností budovy
• zkrácení doby výstavby, umělohmotné potrubí pro vytápění a chlazení je vkládáno do stropů již ve fázi hrubé stavby při betonáži.


Obr. 5 Rozdělovač a sběrač jednotlivých okruhů TABS umístěný ve zdvojené podlaze

Nevýhody:
• vysoká tepelná setrvačnost, tzn. pomalá reakce na změny vnitřních stavů, TABS nelze využít pro malé místnosti s rychle proměnnou tepelnou zátěží
• vyšší pořizovací náklady oproti ostatním způsobům chlazení a vytápění
• nízký chladící výkon na m2 plochy vzhledem k malému teplotnímu rozdílu u chladícího media mezi přívodem a zpátečkou
• větší dopravní množství chladícího a topného média, a tím i větší dimenze potrubí
• nutnost instalovat v místech s vysokou tepelnou zátěží (např. zasedací místnosti) dodatečný systém
• omezena možnost regulace v jednotlivých místnostech
• nutnost doplňkového systému pro vytápění vzhledem k velké tepelné setrvačnosti
• nemůže být použito zavěšených podhledů
• vysoké nároky na koordinaci betonářských prací a pokládaní potrubí pro vytápění a chlazení v době hrubé stavby.

Budova národní technické knihovny
Na projektu knihovny jsme s architekty z ateliéru Projektil spolupracovali společně již od začátku. Původní energetický koncept (soutěž) spočíval ve dvojité fasádě, s ventilátory, které transportovaly vzduch uvnitř vzduchové mezery v zimním a přechodném období z osluněné na neosluněnou fasádu. Hlavní myšlenkou byla minimalizace tepelných ztrát a předehřev větracího vzduchu pro vzduchotechnická zařízení. Projekt čtyři roky ležel a po zkušenostech s jinými objekty jsme dospěli k názoru, že dvojitá fasáda není z energetického hlediska u knihovny odůvodnitelná – zkomplikuje celou stavbu a jsou i jiné možnosti, jak udělat tento
objekt energeticky úsporný. S investorem jsme znovu konzultovali a následně změnili zadání. S architekty jsme se soustředili na úpravu dispozic a rozložení instalačních šachet, celoplošné prosklení bylo z velké části nahrazeno fasádou s parapety, individuální studovny byly přemístěny od fasády k atriím, prostory se stejnými funkcemi a s vysokými nároky na větrání a chlazení byly soustředěny do celků u instalačních šachet. Tím byly sníženy energetické nároky natolik, že bylo možno nejen minimalizovat zdroj tepla a chladu, ale pro chlazení a temperování mohla být zvolena aktivace betonových ploch (TABS).

Pro větrání byl zvolen tzv. hybridní systém, tzn. minimalizace strojního větrání a zároveň využití plně automatizovaného přirozeného větrání okny v přechodném období.

Pro TABS byla zvolena dimenze potrubí 20 x 2 mm a rozteč 200 mm. Potrubí bylo vkládáno do stavebních konstrukcí ručně. Jednotlivé sekce potrubních celků odpovídají sekcím postupu betonáže. V každé sekci je několik okruhů délky cca. 80 m. Celkový počet okruhů je 970. Konce okruhů jsou vyvedeny buď do zdvojené podlahy nebo pod strop (6.NP), kde jsou napojeny na rozdělovač/sběrač. Celkem bylo položeno cca. 49 000 m potrubí (obr. 1 až 5).

Realizace TABS v České republice
V České Republice byly k dnešnímu dni s TABS realizovány:
• budova firmy Schwan Cosmetics v Českém Krumlově, 1 100 m2
• Informační Centrum TU Liberec, 1 200 m2
• budova KIC (Knihovnicko-Informační Centrum) v Hradci Králové, 3 400 m2
• budova NTK v Praze, cca. 10 000 m2.

Závěr
Základní podmínkou pro využití sálavých systémů pro vytápění a chlazení, především pak využití TABS, je energeticky úsporné architektonické řešení budovy.

V neposlední řadě je nutné upozornit investora a provozovatele především na nevýhody těchto systémů a na nutnost správného provozu.

Na optimalizaci energetického konceptu budovy NTK spolupracovali:
Investor:    Národní Technická Knihovna,
Ing. Martin Svoboda

Architekt:    Projektil Architekti, s. r. o.,
Mgr. akad. arch Roman Brychta,
Ing. arch. Petr Lešek,
Ing. Ondřej Hofmeister
Generální projektant:
Helika, a. s., Ing. Petr Jileček,
Ing. Karel Vácha

Projektant
HVAC:    Zemlicka + Pruy,
Ingenieur-Planung GmbH,
Ing. Jan Žemlička
PBA International Prague, s. r. o.,
Pavel Žemlička, Ing. Josef Smrž

Termická simulace
objektu:    Ing. Miloš Lain,
Ing. Vladimír Zmrhal, Ph.D.

Dodavatel systemu
BKT:    UPONOR, s. r. o.


Montážní firma
systému TABS:    OHL ŽS, a. s.,
koordinace Bohumír Lisý


Ing. Jan Žemlička
Zemlicka + Pruy, Ingenieur-Planung GmbH
Dresdner Str. 22, D-92 318 Neumarkt/OPf
e-mail:

 

 
 
 
 
 
 
 

PŘÍPRAVNÉ KURZY K TALENTOVKÁM NA ARCHITEKTURU

Powered By CMSimple.dk | Design By DCWD | 2Bdesign