Sdružené trasy městských vedení technického vybavení Přednáška č.3. BP51 Inženýrské sítě J. Raclavský Ústav vodního hospodářství obcí
Kolektor v Zürichu ve Švýcarsku 2
Kolektor v Torontu v Kanadě 3
Historie Kolektorová síť byla budována v letech 1863 1904 v Londýně. Roku 1920 byla zprovozněna ve švýcarském Curychu a v letech 1928 1929 v Berlíně. [1] V Praze je systém kolektorů dlouhý 90 kilometrů. Byl zde budován již od roku 1969 a v budoucnu se plánuje jeho rozšíření na asi 120 km. Pražské kolektory jsou vysoké 2,4 m a široké 2,7 m a spravuje je společnost Kolektory Praha. V Brně je délka kolektorové sítě, budované od roku 1973, cca 17 km. Průměr brněnských primárních kolektorů je 5 m, sekundárních 3 m. Jejich správcem je a. s. Technické sítě Brno. Jednotlivé kolektory bez ucelenější koncepce byly vybudovány i v Plzni, Mostě, Karlových Varech, Jihlavě, Ústí nad Labem a Ostravě. [1] 4
Brněnský kolektorový systém Přehledná situace: 1 primární a sekundární kolektory v historickém centru města; 2 sídliště Vinohrady; 3 sídliště Kamenný Vrch; 4 jižní část města Brna Zvonařka 5
Budování kolektorů v Brně V Brně je v dlouhodobějším výhledu výstavba kolektorů koncepčně řešena v Územním plánu města Brna, zejména ve vazbě na celkový rozvoj města. V generelu byly zpracovány dva základní okruhy primárních kolektorů kolem historického jádra a navazující průmyslové oblasti mezi ulicemi Křenovou, Cejlem a řekou Svitavou. Realizace kolektorů byla zahájena v roce 1973 stavbou primárního kolektoru Dornych Křenová. 6
Primární kolektory Primární neboli hlubinné kolektory se zpravidla nachází 25 až 35m pod povrchem. Jejich hloubka je závislá na geologické skladbě podloží. Rozměry jsou dány požadavky na množství kabelů a dimenze potrubí. Pro hlavní trasy se rozměr ustálil na kruhovém profilu o průměru 5,10 m s rovným dnem o světlé výšce 4,0 m.. 7
Sekundární kolektory Sekundární neboli podpovrchové kolektory se zpravidla nachází asi 5 m pod povrchem. Příčný profil je závislý na obsazení inženýrskými sítěmi. V hlavních trasách je velikost 3,0m x 3,3m. Výstavba kolektorů řeší problém v historickém středu města, kde je z prostorových důvodů vyloučené další ukládání sítí. Do sekundárních kolektorů lze uložit všechny druhy inženýrských sítí mimo plynovodu. Do primárních kolektorů lze uložit všechny druhy inženýrských sítí mimo kanalizace a plynovodu 8
Situace primárních kolektorů v historickém jádru města Brna 9
Sekundární kolektory v historickém jádru města Do kolektorů v HJmB jsou ukládány tyto sítě: parovod, výhledově horkovod; vodovod; kanalizace; kabely silové; kabely sdělovací; kabelová televize; kabely vlastního vybavení (napájení, ovládání, signalizace). Do kolektoru není ukládán plynovod, s jehož osazováním není počítáno ani do budoucna. 10
Situace sekundárních kolektorů v historickém jádru města Brna 11
Kolektor Josefská Masarykova v provozu a technická komora Masarykova Jánská, Panská v provozu 12
Podélný řez ulicí Josefskou s kolektorem 13
Dokončování raženého profilu v ulici Kobližné 14
Příčný řez sekundárním kolektorem: 1 primární ostění (stříkaný beton H V4-B25 s příhradovou ocelovou výztuží a ocelovou sítí); 2 sekundární ostění vyztužené ocelovou sítí; 3 železobeton H V4-B25; 4 beton prostý B15; 5 vodotěsná izolace; 6 drén DN 80 (odvodnění během výstavby); 7 odvodňovací žlábek; 8 kabelový kanálek; 9 stoka; 10 chránička pro čištění kanalizace 15
Příčný řez kolektorovou přípojkou: 1 vodovod; 2 centrální zásobování teplem; 3 kabely silové a slaboproudé; 4 kanalizační stoka; 5 přípojky inženýrských sítí; 6 domovní přípojka kanalizace; 7 kanalizační spadiště 16
Související NORMY ČSN 737505 Sdružené trasy městských vedení technického vybavení 17
Vedení technického vybavení kabely či potrubí včetně armatur a objektu na vedení, zabezpečující napojení velkých územních celků, sídelních útvarů, zón a jednotlivých objektů na příslušné druhy technického vybavení. Podle územní působnosti a kapacitního významu se vedení technického vybavení dělí na 4 kategorie, definované v ČSN 73 6005 18
Společná a sdružená trasa Společná trasa: směrové a výškové koordinované sjednocení podzemních vedení technického vybavení, ukládaných do společného výkopu Sdružená trasa: směrové a výškové koordinované sjednocení minimálně dvou podzemních vedení uložených do: a) kolektoru, b) technické chodby, c) technického kanálu, d) formou suterénních rozvodů. 19
Kolektor objekt, zpravidla podzemní, realizovaný jako samostatná (stavebně od ostatních staveb oddělená) průchozí liniová stavba. Jeho využití je možné pro všechny kategorie vedení technického vybavení. Podle způsobu provádění dělíme kolektory na: a) hloubené (tj. budované v otevřeném výkopu), b) ražené (tj. budované ražbou, bez porušení nadloží) 20
Technická chodba průchozí prostor v budově, stavebně související s konstrukcí budovy, ale provozně od ní odděleny a zpravidla umožňující průchozí propojení mezi sousedními, navzájem přilehlými budovami 21
Technický kanál samostatná, stavebně od ostatních staveb oddělená, neprůlezná liniová stavba, jejíž stropní desky mohou být až v úrovní komunikace či upraveného terénu veřejného prostoru 22
Suterénní rozvod ukládání vedení do vymezeného průchozího prostoru v suterénu objektu, který je bezpečně stavebně odděleny od ostatního suterénního prostoru alespoň mříží, nebo drátěným pletivem apod. Mezi objekty se souvisejícími rozvody nemusí být průchod pro obsluhu 23
Sdružená trasa se skládá z těchto částí: a) části stavební (liniový objekt technického vybavení), b) trubních a kabelových vedení, c) výstroje, d) vybavení včetně zabezpečovacího zařízení 24
Stavební část sdružené trasy se skládá z těchto částí: a) vodorovných podzemních prostor (tj. vlastní chodby, kanály, stoly, tunely; technické, armaturní a kabelové komory, podzemní ventilátorovny), b) svislých podzemních prostor (tj. vstupní, únikové, armaturní, montážní, větrací šachty, čerpací jímky) c) přidružených pozemních staveb budovaných pro potřeby zajištění provozu (např. dispečink, transformovaný, nadzemní ventilátorovny, výdechy a sání vzduchotechniky, strojovny výtahu) 25
technická komora: prostor v kolektoru, umožňující odbočování křížení jednotlivých druhů technického vybavení kabelová komora: uzavřeny podzemní prostor na přechodu mezi kabely uloženými v zemi nebo v kabelovodu a kolektorem, sloužící k vyrovnání různých hloubek uložení. Využívá se k zatahování kabelu a ukládání kabelových spojek armaturní komora: uzavřený prostor na přechodu mezi trubními vedeními, uloženými v zemi a v kolektoru, kde jsou uloženy armatury 26
Ukládání technického vedení do průchozích podzemních chodeb Důvody a výhody: snadná kontrola a údržba -- větší životnost (zejm. z hlediska možné koroze) menší půdorysný záběr plochy lepší ochrana proti mech. poškození lepší tepelná izolace lepší možnost dálkového řízení (umístění čidel, přívod energie k ovládacím prvkům atd.) 27
Nevýhody a protiargumenty: Vyšší investiční náklady, riziko nízké výhledové využitelnosti Nahrazování kovových materiálů nekovovými (plastová potrubí) Nové tepelné izolace umožňují tzv. bezkanálové uložení teplovodů. IN na tepelné kanály (stavební část) byly argumentem pro jejich zvětšení a přechod na kolektory 28
Nevýhody a protiargumenty Zkapacitnění sdělovacích kabelů novými technologiemi (světlovody) snižuje počet a prostorové nároky těchto sítí Bezvýkopová uložení potrubí jsou levnější než štolování pro kolektor ( při tzv. nedotknutelnosti povrchu). Sanace potrubí umožňuji zvýšit provozní parametry stávajících potrubí a tím síť zkapacitnit bez vkládání sítě vyšší kategorie do území. 29
Hospodárnost kolektoru Odvisí v podstatné míře od množství inženýrských sítí, které do příčného řezu mají být umístěny. Z toho hlediska bývá často směrodatným zvolený způsob zásobení teplem. Systém CZT (centrální zásobení teplem) pracuje se 4-mi až 6-ti potrubími. Pro kolektory může hovořit i stávající systém podzemních prostor (Tábor) 30
3 komposiční části kolektoru Stavební část (vlastní konstrukce) Vystrojení - ukládané inženýrské sítě Funkční vybavení vlastní rozvody a další příslušenství, které umožňuje uloženým sítím ve stavební konstrukci fungovat zabezpečují vlastní provoz kolektoru 31
Stavební část Je ovlivněna způsobem provádění Hloubkové kolektory se provádějí ražením hornickými postupy Staticky výhodný tvar je s klenbou kruh, parabola atp. tvaru je přizpůsoben razicí štít. Prefabrikace: je možná pouze v menších prvcích 32
Podpovrchové uložené s krytím do 3,0 3,5 m, tj. do hloubek, kdy je hospodárné otevřít výkop z terénu. Volí se pravoúhlý průřez, je možná prefabrikace z velkých prvků Obdélníkovému profilu se dává přednost pro větší Využitelnost příčného řezu 33
Vložit obr. Využitelnost kruh. Profilu Kruhový profil vykazuje ve srovnání s pravoúhlým hluché prostory Poměr využitelnosti kruhového a pravoúhlého průřezu cca 0,75 34
Základní rozměry kolektoru 1 plynovod 2 horkovod přívod 3 vodovod 4 horkovod, vratné potrubí 5 rozvod a cirkulace TUV 6 kabely vn 7 - kabely nn 8 - sdělovací kabely Minimální průchozí profil kolektoru 35
Min. rozměry kolektoru Světlá výška průchozího prostoru u kolektoru, technických chodeb a suterénních rozvodu má být nejméně 2100 mm a může být lokálně (např. svítidly) snížena o 200 mm. Při kolektorovém propojení mezi budovami či technickými chodbami a rovněž pro krátké kolektorové úseky (do 10,0 m) je možno snížit světlou výšku až na 1800 mm. Pro kolektorové přípojky do 3,0 m délky podle ČSN 73 7505 7/24 se povoluje snížení až na 1500 mm. U dveří se dovoluje nejmenší průchozí profil 600 mm 1800 mm. 36
Technologický profil kolektoru Technologický profil se řeší na základě prostorových nároků jednotlivých vedení určených k uložení v kolektoru a nároků na uspořádání jejich vzájemného prostorového vztahu zejména s ohledem na statické podmínky uložení, na možnosti montáže, demontáže a vzájemného negativního působení apod. Do technologického profilu se započítává též plocha, kterou zaujímají úložná zařízení a konstrukce, dále plocha zdůvodněné rezervy (neměla by chybět) jako místo pro další možná vedení a též plocha určená minimálními vzdálenostmi povrchu vedení od stěn, stropu a dna kolektoru i od sousedního vedení dle ČSN 73 7505. 37
Typové řešení kolektoru (zleva) a netradiční řešení s umístěním stokové sítě v horní 38 části kolektoru Ostrava
a) b) Hlubinný kolektor: a) monolitický, b) sestavený z betonových částí tybinků 39
Nadpovrchový kolektor Kolektor z monolitického betonu 40
Kombinovaný kolektor (zleva) z betonových monolitických žlabů ve tvaru U a z prefabrikovaných polorámů 41
Vstupní šachty zajišťují únikové cesty obsluze max. délka cesty 50 m vzdálenost šachet tedy 100 m (u podpovrchových, u hloubkových mnohem více umožňují dopravit stroje a zejména potrubí pro výměnu (montážní funkce) umožňují větrání u hloubkových kolektorů slouží pro vstup a výstup inž. sítí z povrchu do kolektoru Pro každou funkci musí být v půdoryse šachty vyhrazen samostatný prostor, montážní šachty mohou být cca 4 x méně četnější než vstupní šachty. 42
Technické galérie V místech křížení kolektorů a odboček uzlech kolektorové sítě. Nepostačuje pro odbočující vedení podchodná výška, jsou vytvářeny atypické prostory větších výšek. Soustřeďují se v nich armatury trubních sítí. Umisťují se do nich Čerpací jímky (viz funkční vybavení, odvodnění) Spojují se se vstupními šachtami Bývají lépe osvětleny než liniová část. 43
Kompenzátorové komory umisťují se do nich ohybové kompenzátory potrubí. nemusí být opatřeny vstupy 44
Stavební materiály kolektorů Železobeton U liniových staveb jsou dobré ekonomické předpoklady pro prefabrikaci, ta je možná zejména u podpovrchových kolektorů, do otevřeného výkopu lze osazovat prvky velkých rozměrů U hloubkových kolektorů (ražených) pouze prefabrikáty malých rozměrů a monolitické konstrukce 45
Vystrojení kolektorů Sítě v kolektoru nepovolené: Plynovody topné plyny o vtl a vvtl tlaku Propan butan (těžší než vzduch, nelze jej odvětrat) technické plyny Elektrické silové kabely nad 110 kv Tepelné sítě horká voda nad 180 o C pára nad 1,6 MPa 46
Plynovody v kolektorech hloubkových (ražených) vždy musí být instalována signalizace úniku plynu podpovrchových signalizace u plynovodu stl. Elektroinstalace kolektoru v němž je veden plyn musí být v nejiskřivém provedení. Materiál plynovodů pouze ocel spojovaná svařováním (zákaz lpe požární nebezpečí) 47
Vodovod Jediné trubní vedení, u něhož jsou přípustné hrdlové spoje Materiály: litina, ocel, lpe, PVC Pozor: teplota vody nižší než v kolektoru na povrchu trub se vytváří rosný bod kovové vodovody je nutno chránit před korozí! cementokaseinové nátěry, pásy skelné tkaniny a bitumen slabá tepelná izolace + povrchová folie (viz tepelné izolace) 48
Tepelné sítě tepelná izolace musí být nehořlavá 49
Kabelová vedení Opláštění silových i telekomunikačních kabelů musí být z obtížně hořlavých a samozhášivých materiálů (při hoření se vytváří obal z netečných plynů) Silové kabely nad 35 kv: Vlož foto vyžaduje se uzpůsobená úložná konstrukce (odpudivé a přitažlivé síly mezi fázemi) 50
Stoky Uložení v kolektoru se nedoporučuje Důvody: odlišné spády stoky a kolektoru při připouštěném přetížení stok může být kolektor zaplaven do kolektoru mohou pronikat stokové (výbušné) plyny. Řešení: Při velmi shodných spádech se ukládá stoka pode dno kolektoru. Vstupuje se do ní buď samostatnými šachtami (z povrchu, mimo kolektor), nebo z kolektoru šachtičkami se vodotěsným a zápachuvzdorným poklopem. 51
Kolektory v Praze V Praze lze za začátek systematické kolektorizace považovat závěr roku 1968, kdy u rozpočtové organizace Technická správa komunikací (odd. mostů) byl zřízen referát pro výstavbu a provoz kolektorů Kolektorizace centra města Náročnější pro stavbaře byly a jsou kolektory ražené budované v centru Prahy, kde se hloubka jednotlivých tunelů pohybuje v rozmezí 5 až 35 m. Některé z kolektorů mají průměr větší než tunely metra. 52
53
54
V kolektorech je monitorováno: přerušení dodávky elektrické energie porucha teplovodních sítí porucha plynovodu únik vody (vodovodu, horkovodu a průsaky) dlouhodobé zvýšení teploty nad určitou hranici (30 C, 60 C) dlouhodobé snížení teploty pod určitou hranici (5 C) výskyt oxidu uhelnatého požár zpětné vzdutí kanalizace neoprávněný vstup zamoření nebezpečnými látkami zaplavení regulační prvky kolektoru (čerpadla, servopohony, ventilátory, osvětlení apod.) 55
Kolektor Ďáblice 56
Kolektor Ďáblice 57
Kolektor Příkopy 58
Kolektor Žižkov 59
Kolektor Žižkov 60
Kolektor Centrum - KC 61
Kolektor Centrum - KC 62
Centrální dispečink 63