STUDIE POSOUZENÍ STÁVAJÍCÍHO SYSTÉMU ÚSTŘEDNÍHO VYTÁPĚNÍ V OBJEKTU SG OSTRAVA A NÁVRH OPATŘENÍ PRO ÚSPORU TEPLA Investor : Sportovní gymnázium Dany a Emila Zátopkových, Ostrava, příspěvková organizace Volgogradská 2631/6, 700 30 Ostrava - Zábřeh Zpracovatel : Luděk Beneš Kontroloval : Ing. Martin Poloch Ostrava, listopad 2014 Z.Č. 060 / 14 / PD
Úvod: Tento posudek je zpracován na základě žádosti investora. Cílem je popsat stávající stav topného systému v objektu Sportovního gymnázia v Ostravě Zábřehu a zároveň navrhnout a vyčíslit opatření, které by vedly k úsporám tepla. Podkladem pro zpracování byla projektová dokumentace stávajícího ÚT, prohlídka objektu, konzultace s dodavatelem tepla (Dalkia a.s.) a informace pracovníků investora. Pro potřeby posudku bylo rovněž využito některých částí energetického auditu a projektu zateplení objektu. Sportovní gymnázium je tvořeno pěti vzájemně propojenými objekty a samostatnou tělocvičnou - viz následující situace: V pavilonech A a B jsou učebny, v C speciální učebny a v pavilonu D se nacházejí šatny a posilovna (tato je vytápěna z pavilonu F). Pavilon E tělocvična stojí zvlášť a je v přímém kontaktu s tělocvičnou vedlejšího klasického gymnázia. Pavilony A, B, C mají tři nadzemní podlaží. Pavilon D a pavilon E tělocvična mají jedno nadzemní podlaží. STUDIE ÚSPORY TEPLA 2014 str. 2
V pavilonu F se nachází kuchyně s jídelnou a ubytovna. Tento pavilon je po rekonstrukci a je samostatnou jednotkou včetně dodávky energií, proto celý pavilon není zahrnut do tohoto posouzení. Technické údaje: Teplotní spád primér (RS1, tělocvična) 80/40 C sekundér - škola 75/40 C Tepelný výkon škola 181,0 kw (po zateplení) tělocvična 37,8 kw Celková roční spotřeba tepla 776,2 GJ/rok Stávající stav: Pohled učebny (šatny, posilovna) Pohled - tělocvična STUDIE ÚSPORY TEPLA 2014 str. 3
Zdroj tepla: Dodávka tepla do jednotlivých objektů Sportovního gymnázia je zajištěna z centrálního rozvodu společnosti Dalkia a.s.. Teplovod primárního okruhu o parametrech v topné sezóně 80/40 C je přiveden do předávací stanice RS1 umístěné v objektu B v prostoru pod schodištěm. Odtud jsou do jednotlivých pavilonů vedeny přípojky ekvitermně řízené teplé vody o max. teplotním spádu 75/40 C. Parametry předávací stanice fy. SYSTHERM: Typ VNV Provozní teplota - primér 80 C - ÚT 75 C Tepelný výkon okruhu ÚT 150 kw Otvírací přetlak PV 5 bar V objektech A a D jsou vybudovány směšovací uzly RS2 a RS3, kde je pro regulaci objektů osazen trojcestný regulační ventil s pohonem, který je ovládan na základě vnitřní teploty snímané v referenčních místnostech, a čerpadlo s regulací otáček. Do objektu E tělocvična je rovněž přivedena přípojka teplé vody 80/40 C z centrálního rozvodu Dalkia a.s.. Zde je zřízena regulace teploty pouze pomocí trojcestného směšovacího ventilu s elektropohonem, který je řízen na základě teploty v referenční místnosti tělocvična. Ohřev teplé užitkové vody je zajištěn pomocí elekrických zásobníků TUV. Vytápění objektu: Momentálně se celý objekt zatepluje, takže celková tepelná ztráta objektů A, B, C, D bude dle energetického auditu a projektu zateplení 181 kw, v tělocvičně 37,8 kw, tedy celkem 218,8 kw. Roční spotřeba tepla pak bude 776,2 GJ/rok. STUDIE ÚSPORY TEPLA 2014 str. 4
Vytápění objektu je původní z roku 1969, takže je již za hranicí životnosti (mimo tělesa, která jsou litinová). V roce 1993 byl vypracován projekt na snížení spotřeby tepelné energie pomocí regulačních uzlů v jednotlivých pavilonech, a ten byl posléze realizován. Regulační stanice byly doplněny trojcestnými směšovacími ventily s oběhovými čerpadly, které slouží k autonomní regulaci vnitřní teploty vytápěných objektů v závislosti na teplotě venkovní a na teplotě v referenční místnosti. Tímto vzniklo 5 regulačních uzlů: RS1 pavilon B+1/2C RS2 pavilon D RS3 pavilon A+1/2C RS4 stravovámí, internát (není součástí tohoto posudku) RS5 tělocvična V roce 2006 byla místo stanice RS1 namontována tlakově nezávislá předávací stanice tepla s výkonem 150 kw (80/40 C 75/40 C) a příslušná regulace, která řídí ekvitermně a časově vytápění všech školních pavilonů. Příprava TUV: Příprava teplé užitkové vody je řešena elektrickými zásobníkovými ohřívači v budově A (150 l/2,2 kw a 150 l/2,4 kw) a také v budově E (2x 200 l/2,0 kw). Jelikož nejsou ohřívače napojeny na zdroj tepla, dále se jimi studie nezabývá. Stávající elektrické bojlery STUDIE ÚSPORY TEPLA 2014 str. 5
Potrubní vedení: Systém rozvodu topné vody v pavilonech ABC je souproudý (Tichelman), v pavilonu D protiproudý a je proveden z ocelového potrubí vedeného v kanálcích pod podlahou 1. NP. Je opatřen izolací z minerální vlny zabalené v hliníkové fólii. Jednotlivé odbočky ke stoupačkám jsou opatřeny ve většině případů nefunkčními ventily a vypouštěcími kohouty. Stoupací potrubí jsou vedena volně po stěnách a při prostupu podlažími zčásti v podlaze. Přípojky k jednotlivým tělesům jsou standardně provedeny z ocelového potrubí. Provedení těchto přípojek k tělesům je často technicky neodborné a esteticky nevyhovující, rovněž kvalita emailových nátěrů a tedy i vzhled potrubí jsou často nevyhovující. Armatury: V objektech jsou v regulačních uzlech nainstalovány různé typy uzavíracích armatur, které jsou 20 let staré a jeví známky netěsností. Na tělesech jsou pak většinou původní dvojregulační radiátorové kohouty. Jednotlivé stoupačky jsou nad podlahou opatřeny uzavíracími ventily a vypouštěním. STUDIE ÚSPORY TEPLA 2014 str. 6
Otopná tělesa: Otopná tělesa jsou většinou litinová, článková typu SLAVIA, v šatnách a tělocvičně jsou osazeny registry z trub žebrových. V posilovně jsou nainstalována nová litinová tělesa typu KALOR, tyto jsou ale napojena na rozvody v jídelně. Proto nejsou zahrnuty do tohoto posouzení. Po zateplení objektu budou tato tělesa v jednotlivých místnostech značně předimenzována, jelikož tepelná ztráta objektu se sníží cca o 40 %. Tělesa jsou ve třídách, na chodbách a tělocvičně opatřena zákryty a prodlouženými parapety, které značně snižují výkony těchto těles. Regulace: 1) Regulace vytápění pro pavilony A, B, C, D V přízemí budovy B se nachází nová předávací stanice SYSTHERM typ VNV s provozní teplotou 75 C, která má tepelný výkon 150 kw pro ÚT. Výkon 150 kw je nedostačující, jelikož dle auditu bude po zateplení tepelná ztráta objektu dosahovat 181 kw. Topná voda je zde regulována ekvitermně s přihlédnutím na nastavení týdenního časového programu. Z této předávací stanice jsou přímo vytápěny pavilony B+1/2C a dále je topná voda přivedena k regulačním uzlům v objektech A a D, kde lze rovněž upravenou vodu regulovat. STUDIE ÚSPORY TEPLA 2014 str. 7
Předávací stanice fy. SYSTHERM 2) Regulace vytápění pro pavilon D (spojovací objekt) Teplota v referenční místnosti vstupní haly a teplota v šatnách se přenáší do podstanice v regulační stanici RS2, kde jsou průměrovány a pro tuto teplotu je regulována topná voda pomocí trojcestného směšovacího ventilu. Podstanice rovněž spíná oběhové čerpadlo. STUDIE ÚSPORY TEPLA 2014 str. 8
3) Regulace vytápění pro pavilon A+1/2C Na základě teploty v referenčních místnostech pavilonu A a C je topná voda regulována v regulační stanici RS3 stejným způsobem jako ve stanici RS2. 4) Regulace vytápění pro pavilon E (tělocvična) Zde je teplota vody regulována na základě teploty v referenční místnosti (tělocvična) v regulační stanici RS5 pomocí trojcestného směšovacího ventilu se servopohonem. Ústředna zde rovněž spíná oběhové čerpadlo a je na ni možno nastavit topné křivky a časový program. STUDIE ÚSPORY TEPLA 2014 str. 9
Zhodnocení: Na základě výše uvedeného je zřejmé, že bude nutno provést úpravy v celém systému vytápění tak, aby nedocházelo po zateplení objektu k přetápění v jednotlivých místnostech, a případně aby se odstranila možnost havárie (prasknutí) jednotlivých armatur či potrubí. Rovněž je možno zvážit výměnu stávajících neestetických litinových radiátorů s velkým objemem vody za nová ocelová desková tělesa. U jednotlivých regulačních uzlů bude nutno zkontrolovat jejich funkčnost a nastavení parametrů dle požadavků investora. Závěr: Dle zvážení stávajícího stavu systému vytápění a s ohledem na zateplení objektu doporučujeme: 1) Vypracování kompletní realizační PD Aby se mohly přesně vyčíslit náklady na realizaci úprav jakékoliv části ústředního vytápění doporučujeme vypracovat kompletní projektovou dokumentaci vč. detailní specifikace materiálu a rozpočtu, což bude podkladem pro případné výběrové řízení. 2) Instalace termostatických ventilů a uzavíracího regulačního šroubení na otopných tělesech včetně výměny přípojek a stoupacího potrubí Cílem tohoto opatření je snížení spotřeby tepla efektivnější regulací teploty v každé místnosti. V součastné době jsou tělesa osazena uzavíracími ventily typu zavřeno otevřeno, které neumožňují jednoduchou regulaci teploty v místnosti. Navrhujeme proto na všechna otopná tělesa nainstalovat termostatické ventily s hlavicemi mimo tělocvičnu, a spojovací krček, kde dojde pouze k výměně stávajících kohoutů za ruční ventily. Na chodbách, kde jsou tělesa opatřena zákryty, budou instalovány termostatické ventily s odděleným čidlem. Na všechna tělesa se zároveň na zpátečce namontuje uzavíratelné regulační šroubení, čímž se splní požadavek vyhlášky 193/2007 Sb. STUDIE ÚSPORY TEPLA 2014 str. 10
Jelikož jsou stávající ocelové rozvody za hranicí životnosti, doporučujeme tyto vyměnit zároveň při instalaci termostatických ventilů. Jednotlivé stoupačky budou nad podlahou opatřeny novými kulovými ventily a vypouštěním a nové potrubí z Cu trubek přivedeno k jednotlivým tělesům. Jednotlivé větve, které budou osazeny termostatickými ventily, musí být vybaveny novými elektronickými čerpadly navrženými v PD. Při realizaci dojde k drobným stavebním úpravám při prostupu trubek podlažími. Po osazení těchto ventilů se celý systém zareguluje dle projektové dokumentace. 3) Výměna horizontálních rozvodů Jednalo by se o kompletní rekonstrukci rozvodů, které jsou dnes vedeny v kanálcích pod podlahou 1. NP. Nové horizontální rozvody by byly provedeny z ocelového a měděného potrubí a vedly by nad podlahou a pod stropem 1. NP u obvodových zdí objektů. Při realizaci dojde k nemalým stavebním výpomocem. Realizace tohoto záměru bude vycházet již z kompletní projektové dokumentace ÚT. 4) Výměna otopných těles Po zateplení objektu by správně měla následovat úprava velikosti teplosměnných ploch otopných těles tak, aby otopná soustava byla i ve vztahu k provedenému zateplení budovy dimenzována rovnoměrně. Navrhujeme proto vyměnit veškerá litinová článková tělesa za ocelové deskové radiátory. Tímto by došlo ke snížení objemu vody v otopné soustavě, která by rychleji reagovala na změny při útlumech a změnách venkovních teplot. Jelikož mají ale litinová tělesa prakticky neomezenou životnost, záleží tato investice na finančních možnostech investora. STUDIE ÚSPORY TEPLA 2014 str. 11