Ústřední vojenská nemocnice v Praze 6 - Střešovicích pavilon CH2 Posílení klimatizace angiografických vyšetřoven F1.4.b zařízení pro ochlazování staveb Technická zpráva INVESTOR : ÚVN Praha DATUM : 12/2012 VYPRACOVAL : Ing. Jiří Müller ČKAIT 000 4036 1
1. Všeobecně Jednostupňová dokumentace zařízení pro ochlazování staveb pro provedení stavby řeší vytvoření doplňkového chladícího systému pro udržení požadované teploty ve dvou angiografických vyšetřovnách v pavilonu CH2 ÚVN Praha Střešovice. Stávající stav Vyšetřovny jsou vybaveny nuceným přívodem a odvodem upravovaného vzduchu. Přiváděný vzduch je v zimě ohříván a v letních měsících chlazen. Přívod vzduchu do vyšetřoven je zónově rozdělen na vyšetřovnu č.1 (u fasády) a vyšetřovnu č.2. Chlazení vzduchu v letních měsících je centrálně v klimajednotce na hodnotu +15 C (reálný odhad teploty přiváděného vzduchu do větraného prostoru po ohřátí na ventilátoeu a ve vzduchovodech je 17,5 C. Ohřev vzduchu v klimajednotce je na hodnotu +15 C. V zónách přivodu vzduchu pro vyšetřovny jsou instalovány dohřívače dimenzované na výstupní teplotu vzduchu + 25 C. Množství větracího vzduchu pro vyšetřovnu č.1 je +2000/-1800 m3/h. Množství větracího vzduchu pro vyšetřovnu č.2 je +2000/-2000 m3/h (podle projektu z r. 2010 byla množství vzduchu do okolních místností podle původního projektu z r. 4/1993 zmenšena ve prospěch vyšetřovny č. 2. Vyšetřovna č.1 (u fasády) je osazena dvěma podokenními FCU jednotkami napojenými na chlazenou vodu. Tyto FCU jednotky měly za účel chladit místnost vyšetřovny, protože původně byla technika angiografu s velkým vývinem tepla celá umístěna ve vyšetřovně. Technologie angiografie byla postupem času měněna a pro techniku angiografu byla v prostoru vyšetřovny vytvořena skříň s chladícím splitsystémem. Z tohoto důvodu podokenní FCU jednotky přestaly byt provozovány. Místnost není vybavena systémem ústředního vytápění. Vyšetřovna č.2. V roce 2010 byla měněna technologie angiografu. Technika angiografu byla přemístěna do samostatné místnosti. Tato místnost byla vybavena dvěma podstropními chladícími jednotkami napojenými na centrální zdroj chlazené vody. Množství větracího vzduchu stávajícího vzduchotechnického zařízení není schopné odvést tepelné zisky obou vyšetřoven ani pokrýt tepelnou ztrátu stavební konstrukcí vyšetřovny 1. Zvýšení množství větracího vzduchu pro vyšetřovny by znamenalo rekonstrukci celého vzduchotechnického zařízení a značné stavební úpravy. Z tohoto důvodu jsou pro odvod tepelných zisků, resp. krytí tepelných ztrát stavební konstrukcí, navrženy do zmiňovaných vyšetřoven lokální chladící/vytápěcí jednotky pracující s oběhovým vzduchem. Tyto jednotky budou napojeny na venkovní kondenzační jednotky umožňující vnitřním jednotkám topit nebo chladit. Dokumentace je zpracována monoprofesně jako zařízení pro ochlazování staveb. Dokumentaci navazujících profesí (zdravotně technické instalace, elektro-silnoproud, měření a regulace a stavební úpravy) bude, pokud bude pro potřebu realizace potřeba, zpracovávat generální dodavatel zakázky. Generální dodavatel zajistí dokumentaci skutečného provedení ve všech profesích. 2
Soupis prací a dodávek v profesi zařízení pro ochlazování staveb je zpracován v úrovni pro provedení stavby. V soupisu prací a dodávek jsou uvedeny položky návazných profesích, které zař. pro ochlazování staveb doplňují, nebo i podmiňují. Jsou uvedeny zásadní položky, které umožní sestavit nabídku na veřejnou zakázku, ale nejsou určené pro objednávání materiálu a realizaci. 2. Výchozí podklady 2.1 Dokumentace vzduchotechniky DMS-KTK r.1993, Ing. Petr Skala r. 2010 2.2 Konzultace se zdravotnickým a technickým personálem ÚVN 2.3 ČSN 127010 - Navrhování větracích a klimatizačních zařízení (Všeobecná ustanovení) 2.4 ČSN 73 05 48 - Výpočet tepelné zátěže klimatizovaných prostorů 2.5 ČSN 730802 - Požární bezpečnost staveb (společná ustanovení) 2.6 ČSN 730872- Ochrana staveb proti šíření požáru vzduchotechnickým zařízením 2.7 Nařízení vlády č.93/2012, kterým se mění nařízení vlády č. 361/2007 Sb, kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví při práci ve znění NV. č. č. 68/2010 2.8 Vyhláška č.6/2003, kterou se stanoví hygienické limity chemických, fyzikálních a biologických ukazatelů pro vnitřní prostředí pobytových místností některých staveb 2.9 Nařízení vlády č.272/2010 Sb o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací 2.10 Další vstupní údaje, parametry, podmínky a předpoklady použité pro návrh a dimenzování vzduchotechnických a chladících zařízení : - výpočtové parametry venkovního vzduchu : léto te =+32 o C he = 59 kj/kg zima te = -15 o C xe=1 g/kg s.v. - parametry pro bilanci tepelných zisků : osoby 65 W/os technologie ve vyšetřovně 1-1000 W technologie ve vyšetřovně 2-2000 W souč. prostupu obvodovým pláštěm 0,8 W/m2.K sluneční radiace procházející standardním jednoduchým zasklením: západ 650 W stínící součinitel oken: 0,5 [-] (venkovní světlé žaluzie) 3
stínící součinitel proskleného parapetu 0,8 [-] požadovaná teplota v létě: max. +21 C součinitel prostupu tepla oknem (odhad) 3 W/m2/K Vyšetřovny nejsou místnostmi s definovanou a kontrolovanou třídou čistoty ve smyslu ČSN EN 14644-1:2000 Čisté prostory a příslušné řízené prostředí část. 1 klasifikace čistoty vzduchu. Použití split systémů pro odvedení nadbytečné tepelné zátěže prostorů angiovyšetřoven, které větrací vzduch není schopen odvést, je podmíněno zvýšenou četností sanace vnitřních chladících jednotek, čistění kondenzátních vaniček a výměny filtrů chladících jednotek. 3. Popis zařízení Podle podmínek, uvedených v oddílu 1 a 2, byly navrženy dva nové split systémy vnitřních a venkovních chladících jednotek. Venkovní kondenzační jednotky budou umístěny v technickém podlaží. Toto umístění bylo vytipováno v součinnosti s technickým oddělením ÚVN. Vnitřní výparníkové jednotky byly navrženy v podstropním provedení. Ovládání split systémů bude programovatelnými nástěnnými ovladači. Podmínkou pro úspěšný odvod tepelných zisků je využívání stínícího účinku venkovních žaluzií. 4. Energetická bilance zařízení Celkový jmenovitý chladící výkon "split" systémů 15 kw El. energie : instalovaný výkon elmotorů venkovních jednotek 4 kw 5. Ochrana proti hluku Vnitřní chladící split jednotky jsou velmi tiché (35 db(a)). Venkovní kondenzační jednotky budou umístěny v technickém podlaží. Vzhledem k hlučnosti stávajících zařízení lze předpokládat, že celková hladina ak. tlaku ve strojovně se nezvýší. Umístění nových kondenzačních jednotek je v místě, kde vyzařování akustického výkonu neovlivňuje chráněné prostředí stavby. 6. Ochrana proti šíření požáru Zařízení nevyžaduje zvláštní ochranu proti šíření požáru ve smyslu ČSN 730802 - Požární bezpečnost staveb (společná ustanovení) a ČSN 730872- Ochrana staveb proti šíření požáru vzduchotechnickým zařízením 4
7. Ovládání zařízení Ovládání vnitřních jednotek split systému bude autonomní prostřednictvím nástěnných kabelových ovladačů s možností nastavení požadované teploty. Přepínání split systému mezi režimem topení (tepelné čerpadlo / chlazení) bude prováděno na základě potřeb vyšetřoven z nástěnného ovladače. Teplotní úpravy větracího vzduchu dodávaného stávajícím vzduchotechnickým zařízením, které jsou v současnosti řízeny od teplotních snímačů ve vyšetřovnách (informace z původního projektu z r. 1993) bude změněno na řízení na konstantní hodnotu přiváděného vzduchu snímači teploty v přívodním potrubí. Stávající snímače teploty ve větraném prostoru budou ponechány pro informační snímání teploty vzduchu v prostoru.. 8. Požadavky na ostatní profese 8.1 Stavba zateplení parapetu ve vyšetřovně č.1 na hodnotu U=0,34 W/m2/K zhotovení prostupů pro průchod kabelů a potrubí dozdění prostupů po montáži potrubí a kabelů vč. začistění úpravy malby po montáži 8.2 Zdravotně-technické instalace odvod kondenzátu od vnitřních jednotek chladícího systému plastovým potrubím o světlosti min DN 32 mm do kanalizační stoupačky. Ve výkresové části je vyznačeno upřednostňované místo napojení. Připojení na kanalizaci přes zápachovou uzávěrku. viditelné vedení potrubí odvodu kondenzátu bude umístěno v plastovém kanálu odvod kondenzátu od venkovních jednotek v technickém podlaží do stávající kanalizační stoupačky 8.3 Elektro silnoproud připojení venkovních kondenzačních jednotek na el. energii ze stávajícího jištěného přívodu do místa instalace venkovních jednotek. Před připojením venkovních jednotek je nutné zrevidovat tento přívod el. energie a doplnit případnými prvky pro napájení dvou venkovních split jednotek. Napájení vnitřních jednotek je předpokládáno z venkovních jednotek. Napájecí a komunikační kabely mezi venkovními a vnitřními jednotkami budou v souběhu s chladivovým potrubí 8.4 Měření a regulace změny ve stávajícím systému automatické regulace řízení úpravy vzduchu v zónách pro vyšetřovny od snímačů teploty v prostoru změnit na řízení na konstantní hodnoty přiváděného vzduchu snímači teploty v přívodním potrubí. Stávající snímače teploty ve větraném prostoru ponechat pro informační snímání teploty vzduchu v prostoru. 5
Příloha - výpočet tepelných zisků pro návrh doplňkového lokálního systému chlazení ÚVN pavilon CH2 angiografie bilance tepelných zisků Angiografická vyšetřovna č.1 (s okny) přívod upraveného vzduchu 2000 m3/h (podle původního projektu z r. 1993) odvod vzduchu 1800 m3/h přetlak 200 m3/h směrem do okolních místností (toto množství vzduchu není do bilance vzduchu protékajícího místností započítáváno vytváří přetlak) Tepelné zisky: osoby : 1xpacient 65W, 3x zdravotník á 80 W 305 W osvětlení : 8 zářivkových těles á 80W 640 W 4 halogeny (nejsou při výkonu v provozu) okna: radiace 650 W/m2, plocha oken 8,64 m2, souč. stínění 0,5 (venkovní žaluzie) 2800 W parapet okna : sklo se zeleným nátěrem = vyšší součinitel pohltivosti, povrchová teplota min. 40 C, souč. stínění odhadnut na 0,8 [-], ikdyž je parapet zakryt skříňkami jsou v parapetním prkně mřížky a prošlá slun. energie ohřívá vzduch, který mřížkami proudí do místnosti. Plocha parapetů pod okny 4,32 m2 prošlá energie (uvažována pouze radiace) 4,32*650*0,8=2260W technologie : odhad podle angiografu Siemens instalovaného ve VFN 1000 W (technika angiografu umístěna v samostatné chlazené skříni nezatěžuje prostor vyšetřovny) CELKEM 7005 W Angiografická vyšetřovna č. 2 (bezokenní) přívod upraveného vzduchu (podle projektu z r. 2010 upraveno oproti projektu z roku 1993) 2000 m3/h odvod vzduchu 2000 m3/h přetlak 200 m3/h směrem do okolních místností (toto množství vzduchu není do bilance vzduchu protékajícího místností započítáváno vytváří přetlak) Podle nového projektu bylo množství vzduchu v okolních místnostech sníženo ve prospěch angiografické vyšetřovny, která by měla zásobována +/- 2000 m3/h vzduchu Tepelné zisky: osoby : 1xpacient 65W, 3x zdravotník á 80 W 305 W osvětlení : 12 zářivkových těles á 80W 960 W 6 halogenů (nejsou při výkonu v provozu) technologie : odhad podle angiografu Siemens instalovaného ve VFN, ale zařízení je dvojnásobné 2000 W (technika angiografu umístěna v samostatné chlazené místnosti nezatěžuje prostor vyšetřovny) CELKEM 3265 W 6
Chladící účinek přiváděného vzduchu: Chladící výkon chladiče klimajednotky je dimenzován na ochlazení venkovního vzduchu z +30 na +15 C, ohřátí ve ventilátoru (příkon 6,2 kw, využití výkonu 60%) 1,5K, ohřátí ve vzduchovodech 1K (Kelvin) => min. dosažitelná teplota přiváděného vzduchu 17,5 C. Požadovaná teplota v prostoru vyšetřoven max. 21 C pracovní rozdíl teplot vzduchu (teplota vzduchu v místnosti mínus teplota přiváděného vzduchu) je 3,5 K. Chladící účinek přiváděného vzduchu ve vyšetřovně č.1 (2000 m3/h) je 2000 W vyšetřovně č. 2 (2000 m3/h) je 2000 W Deficit chladícího výkonu deficit chladícího výkonu ve vyšetřovně č.1 je 5000 W vyšetřovně č.2 je 1265 W Jmenovitý chladící výkon splitsytémů ve vyšetřovnách je stanoven vzhledem k ne zcela definovatelným tepelným ziskům okny, parapetem, technologií a k nízké požadované teplotě vnitřního vzduchu (21 C) s rezervou následovně: vyšetřovna č.1 je 10 k W vyšetřovna č.2 je 5 kw Chladící výkon bude plynule regulovatelný v rozsahu od 20 do 100% Tepelná ztráta vyšetřovny 1 celková prosklená plocha (okna + parapet = 2*(2,7*1,8) + 2*(2,7*0,9)=9,72+4,86=14,58 m2 součinitel prostupu tepla 3 W/m2/K Q=S*U*dt=14,58*3*(21-(-12))=1444 W prostup zděnou částí 3 m2 Q=S*U*dt=3*0,8*(21-(-12))=80 W Celková tepelná ztráta vyšetřovny 1 je 1525 W. Topný účinek přiváděného vzduchu: Dosažitelná teplota přiváděného vzduchu za dohřívačem 25 C. Požadovaná teplota v prostoru vyšetřoven min. 21 C pracovní rozdíl teplot vzduchu (teplota vzduchu v místnosti mínus teplota přiváděného vzduchu) je 4 K. Chladící účinek přiváděného vzduchu ve vyšetřovně č.1 (2000 m3/h) je 2700 W vyšetřovně č. 2 (2000 m3/h) je 2700 W 7
Topný účinek větracího vzduchu by měl být teoreticky dostačující pro pokrytí tepelné ztráty, nicméně ve vyšetřovně 1 dochází ke stížnostem na nedostatečné vytápění. Topný výkon split systému pro vyšetřovnu 1 je 11 kw což tyto problémy určitě odstraní. 8