Projekční práce pro zoologické zahrady – indonéská džungle v ZOO Praha

otopné soustavy

Drtivá většina z nás v životě zažila situaci, kdy byla postavena před problém, u něhož neznala optimální řešení, které by se opíralo o zkušenosti ostatních. Projektant u níže zmiňovaného projektu vytápění pavilonu indonéské džungle stál vlastně před obdobným problémem s tím rozdílem, že v případě špatného rozhodnutí by vytvořil nevhodné prostředí pro velice drahá a hlavně vzácná zvířata, nehledě na neefektivně vynaložené nemalé finanční prostředky.
Následující příspěvek názorně popisuje řadu otázek, které bylo nutno vyřešit bez možnosti inspirace obdobnými již zrealizovanými stavbami a vyhnout se tak případným problémům, které by v době projektové přípravy nikoho nenapadly, ale v reálném provozu by se pak ukázaly jako řešení nevhodná.

Zdeněk Číhal

Úvod

Ve svém úvodním článku (Topin č. 4/2018, str. 60), pojednávajícím o aspektech projekčních prací pro zoologické zahrady, jsem slíbil, že se v dalším pokračování již podrobně zaměřím na konkrétní pavilon, kterým bude právě budova indo­néské džungle v ZOO Praha. Projekt nové budovy s tematickým zaměřením na Indonésii začal vznikat v roce 2001, a pokud mne má paměť neklame, byly v té době na světě takové pavilony pouze dva – jeden v Londýně a druhý v New Yorku.

Architekti z projektového ateliéru AND tehdy navrhli velmi zvláštní budovu. Její základ tvoří elipsa o rozměrech cca 56 x 42 metrů. Budova má prosklenou střechu ve tvaru rotačního hyperboloidu, který je navíc ještě šikmo seříznutý. Mým úkolem bylo navrhnout do budovy otopnou soustavu a zdroj tepla.

S tak specifickým projektem jsem se do té doby nesetkal a předpokládám, že už se do konce své projektantské kariéry ani nesetkám. V době, kdy jsem tuto budovu navrhoval, tam z oboru vytápění nebylo vůbec nic typického, ba právě na­opak – naprosto vše bylo zvláštní. Návrh otopné soustavy pro budovu, kde není prakticky nic kolmé a ještě navíc v době, kdy můj software nedokázal kreslit rovnoběžné čáry s elipsou, to skutečně nebylo nic jednoduchého. Situaci mi nezlehčovala ani otázka následného způsobu montáže otopných prvků.

Obr. 1 • Pavilon ve výstavbě

Kotelna

Zdrojem tepla je plynová kotelna osazena třemi kotli o celkovém výkonu 780 kW. Netypický byl požadavek na dvoupalivové hořáky. Kromě zemního plynu je zde záloha extra lehkým topným olejem na dvoudenní provoz, pro případný výpadek dodávky zemního plynu.

Kotelna je zdrojem tepla pro vytápění objektu s tepelnou ztrátou 327 kW, pro dvanáct vzduchotechnických jednotek o celkovém výkonu 491 kW, ohřev bazénových vod s výkonem 124 kW, ohřev vody pro zálivku rostlin 80 kW a příprava teplé vody. Potřeba tepla pro vytápění se pak rozdělila na jednotlivé větve – otopná tělesa kryjí 57 kW, stěnové a podlahové vytápění 21 kW, podstřešní vytápění 141 kW a 108 kW dodává vzduchotechnika.

Vytápění expozice

Prostor expozice je obstoupen – obalen obslužnými chodbami, které jsou vytápěny klasickými litinovými tělesy na teplotu 20 °C a tvoří tak obálku kolem vlastní expozice, kde je teplota udržovaná nad 24 °C. V expozičním prostoru tvoří otopnou plochu soustava stěnového a částečně podlahového vytápění. Hlavní zdroj tepla tvoří „registr“ z hladkých trubek nainstalovaných do příhradové konstrukce pod střechou rotačního hyperboloidu.

Snahou bylo, aby tento systém s nosnou konstrukcí opticky splynul. Již návrh soustavy byl poměrně komplikovaný a její výroba taktéž. Dohodlo se, že není možné nechat výrobu otopné soustavy pod střechou pavilonu na topenářích, a proto vlastní systém rozvodů, velký otopný registr, zapojený do systému tichelmann, musela vyrobit firma dodávající příhradovou konstrukci.

Soustava je tvořena tak, že středem střechy procházejí dvě hlavní potrubí fungující jako rozdělovač. Z každého je vedeno 50 otopných potrubí pod střechou směrem dolů, kde je po obvodu u paty střechy hlavní sběrné potrubí. Tento systém tvoří jakousi teplotní clonu proti padajícímu chladnému vzduchu ze střechy pavilonu. Tepelná ztráta střechy byla kryta právě výkonem této otopné soustavy.

Celý návrh koncepce vytápění a vzduchotechniky byl také posuzován na Strojní fakultě ČVUT na Katedře techniky prostředí. K mému drobnému zklamání se však tato větev otopné soustavy nepoužívá, i přesto to, že je plně funkční – praxe totiž ukázala, že je v pavilonu dostatek tepla i bez jejího provozu.

Další zdroj tepla tvoří stěnové vytápění, jehož montáž proběhla na vnitřních stěnách expozičních prostorů. Následně byl systém potrubí zakryt stříkaným betonem tak, aby z hlediska architektury vznikl dojem skalního profilu. Vše bylo v pořádku až na expoziční prostor s varany komodskými, pro které stříkaný beton vytvořil dokonalou lezeckou stěnu. Kdo viděl Daniela Craiga, alias Jamese Bonda, ve filmu Casino Royal, jak se v kdesi v Macau dostal mezi varany, pochopí, že čeští ošetřovatelé si nemohli dovolit nechat tato zvířata pobíhat mezi návštěvníky. Stěny výběhu bylo proto nutné poněkud vyhladit.

Obr. 2 • Stěnové vytápění REHAU

Střecha pavilonu

K dalším zajímavostem patří také samotná střecha pavilonu, kterou tvoří již zmíněný tvar. Střecha je zasklená cca 320 tabulemi konexového dvojitého skla. Každá z tabulí je atypická – ani u jedné neexistuje pravý úhel. Způsob zasklení byl navržen z důvodu bezpečnosti, pevnosti i tepelných vlastností. Jak jsem již zmínil, nakonec se ukázalo, že právě tyto tepelné vlastnosti vlastně eliminují potřebu pod kopulí vytápět a zasklení zároveň brání průniku UV záření. To je pak doplňováno UV lampami, které zlepšuji prostředí pro některá zvířata i rostliny.

Obr. 3 • Střešní příhradová konstrukce

Obr. 4 • Expozice varanů, quartzová topidla

Obr. 5 • Kousek střechy v zeleni s napojením stropního registru

Větrání

Po čtrnácti letech provozu se ukazuje, že není problém pavilon vytápět, ale naopak jej dostatečně vychladit. Také 12 instalovaných vzduchotechnických zařízení, která zabezpečují klima v pavilonu, je třeba někdy doplnit o přirozené ­aerační větrání. Pan profesor Drkal by měl asi radost, aerace u 16 m vysokého pavilonu opravdu funguje a je provozně zadarmo.

Další zajímavostí pavilonu je, že se zde také připravují bazénové vody, které pavilonem protékají. Jedná se o 5 samostatných okruhů s různou kvalitou i teplotou vody.

Pro zajímavost je například na obr. 7 vidět strom, který není jenom estetickou záležitostí expozice, ale také příkladem možnosti instalace vzduchotechnického potrubí, které odvádí vzduch z prostoru pod střechou.

Obr. 6 • Interiér pavilonu

Obr. 7 • I tak může vypadat vzduchotechnika

Obr. 8 • Interiér pavilonu, stromy se vzduchotechnikou jako sochařské dílo

Závěr

V expozicích jsou samozřejmě umístěna i lokální elektrická quartzová topidla – viz obr. 4, která zejména u varanů vytváří mikroklima pro optimální pohodu zvířat. Výběr a volba těchto lokálních zdrojů také nebyla úplně jednoduchá, neboť se nacházíme v prostředí s vlhkostí přes 90 %, a to celoročně.

Jediným klasickým příkladem vytápění v daném objektu jsou otopná tělesa v obslužných chodbách a zázemí, která jsou tvořena článkovými litinovými tělesy. Ta jsou přeci jenom odolnější proti nárazům koleček a dopravních vozíků, to ale návštěvníci nevidí.

V některém z dalších čísel Topin se podíváme do pavilonu, který je součástí Údolí slonů – největší a nejnákladnější stavby v historii pražské ZOO.

Projecting Works for Zoos – Indonesian Jungle at Prague Zoo

In our life the vast majority of us experienced a situation facing a problem without knowing the optimal solution that would be based on the experience of other colleagues. The author of the article stood in front of a similar problem, except that in case of a wrong decision he would created an inappropriate environment for expensive and first of all very rare animals, apart from the ineffective spending of large amounts of money.

Keywords: heating, ventilation, zoo, animal pavilion, restrictive conditions