Biblioteka Uniwersytetu Papieskiego Jana Pawła II w Krakowie
Sobota, 05 Listopad 2011 18:34
W 1999 r. biuro Ingarden & Ewý wygrało konkurs na projekt i realizację nowego zespołu Uniwersytetu Papieskiego Jana Pawła II w Krakowie. Powstanie kompleksu zaplanowano w Dębnikach, na 4,5-hektarowym obszarze oddalonym o kilka kilometrów od centrum Krakowa.
Forma w kontekście
Budynek biblioteki jest pierwszym zrealizowanym fragmentem projektowanego kampusu. Jego zwarta bryła harmonizuje z krajobrazem i falującą linią horyzontu. Obiekt stanowi południową pierzeję przyszłego placu akademickiego, pozostałe będą tworzyły budynki: administracji (po wschodniej stronie) i dydaktyczny (po północnej). Forma założenia, podporządkowana linii krajobrazu, jak również prawom fizyki, określa jego charakter. Jest ona wynikiem analizy termicznej obiektu i ma na celu optymalizację kosztów jego eksploatacji.
Dach ukształtowano ze spadkiem w kierunku południowym, w celu ograniczenia nasłonecznienia wnętrza. Jednocześnie jego geometria pozwala na wykorzystanie naturalnej konwekcji powietrza we wnętrzu, co wspomaga wentylację i klimatyzację. Od strony przyszłego placu zaprojektowano przeszkloną, cofniętą za rzędem kolumn ścianę, dzięki czemu przestrzeń holu wejściowego biblioteki otrzymała wizualne otwarcie w kierunku dziedzińca, a kolumnada i podcień definiują przestrzeń placu i wyznaczają skalę kolejnych budynków.
Funkcja - rozwiązania przestrzenne
Wnętrze obiektu zaprojektowano jako trójkondygnacyjny, jednoprzestrzenny układ z antresolami pod dachem, zapewniający wolny dostęp do zbiorów. Realizacja zawiera również w swoim programie cały szereg funkcji towarzyszących: salę konferencyjną, księgarnię, kawiarnię i inne. Materiały definiujące charakter budynku to piaskowiec o czerwonawym kolorycie, surowy beton kolumn ze stalowymi kapitelami oraz aluminium na dachu i jego drewniana konstrukcja. Docelowa wielkość biblioteki to 15 000 m2 (pojemność ok. 2 mln woluminów). W pierwszym etapie realizowana jest część o powierzchni ok. 9500 m2. Funkcjonalnie jest to układ biblioteczny z wolnym dostępem do półek – większość zbiorów (ok. 2/3) jest udostępniona czytelnikowi, by umożliwić efektywną pracę z książką. Wolny dostęp skraca drogę „czytelnik–książka”, uwalnia też od konieczności stosowania kosztownych systemów do transportu i składowania, a także zapewnia równomierne rozłożenie ruchu czytelników. Układ budynku zapewnia częściową zmienność w zakresie aranżowania funkcji we wnętrzu: funkcje komunikacji pionowej zlokalizowano w miejscach pozwalających na dowolną aranżację i podziały kondygnacji na mniejsze wnętrza, w zależności od potrzeb. Przestrzeń niezagospodarowanych magazynów otwartych będzie można wykorzystać na tymczasowe salki dydaktyczne – w początkowej fazie eksploatacji budynku.
Elewacje
Elewacje zostały wyraźnie zróżnicowane. Każdą z nich zaprojektowano w inny sposób – w odpowiedzi na różne warunki fizyczne występujące po każdej stronie budynku. Elewacja południowo-wschodnia, mocno nasłoneczniona, została znacznie obniżona opadającym w stronę południową dachem. Pozostała część jest przeszklona i otrzymała osłony w postaci pionowych i poziomych żaluzji zewnętrznych. Elewację południowo-zachodnią, także wystawioną na działanie słońca, wykonano z kamienia, z niewielką ilością otworów okiennych oraz z wywiewami układu wentylacji i oddymiania, wkomponowanymi w pionowe pasy. Główny fragment elewacji północnej, stanowiącej pierzeję placu, jest całkowicie przeszklony. Ma to na celu wizualne otwarcie przestrzeni holu wejściowego biblioteki na publiczną przestrzeń głównego dziedzińca.
Konstrukcja i strefy pożarowe
Konstrukcja budynku jest oparta na ekonomicznym module konstrukcyjnym 6,00x6,00 m oraz miejscowo 6,60x6,00 m. Jest to konstrukcja stalowa szkieletowa, z układem zdwojonych rygli w obu kierunkach, umożliwiających bezkolizyjne prowadzenie kanałów instalacyjnych w przestrzeniach stropowych. Konstrukcję nośną dachu stanowi układ belek z drewna klejonego, wyeksponowanych we wnętrzu. Wszystkie kondygnacje stanowią jedną strefę pożarową, z wyjątkiem pomieszczeń wydzielonych pożarowo.
Wentylacja i klimatyzacja
W przestrzeniach księgozbiorów otwartych przewidziana została wentylacja wyporowa. Zasada jej działania polega na wprowadzeniu powietrza nawiewanego bezpośrednio do strefy przebywania ludzi. Nawiewniki laminarne mają małą prędkość nawiewu i niski poziom hałasu. Powietrze wypływa z nawiewnika i ogrzane w kontakcie z ludźmi unosi się. Wskutek tego utrzymana jest odpowiednia temperatura powietrza w strefie przebywania ludzi oraz zmienna temperatura, uzależniona od ilości zysków ciepła, pod stropami i pod dachem, skąd powietrze to jest usuwane. System klimatyzacyjno-wentylacyjny zakłada minimalizację kosztów eksploatacyjnych.
W centrali nawiewno-wywiewnej dla księgozbiorów zastosowano „zimowy” odzysk ciepła w obrotowym wymienniku. System odzysku przyjęto jako ten o najwyższej sprawności, zwracający koszty inwestycyjne w najkrótszym czasie. Wymienniki obrotowe służą do odzysku ciepła i wilgoci z powietrza wywiewanego przez obracającą się tarczę. Powietrze wywiewane oddaje do wymiennika wilgoć i ogrzewa go. W trakcie obracania ogrzany i „wilgotny” element wymiennika dostaje się w strumień zimnego i suchego powietrza zewnętrznego, któremu oddaje energię cieplną i wilgoć. Wydajność odzysku reguluje się prędkością obrotową wymiennika. W procesie tym z usuwanego powietrza można odzyskać do 70% ciepła i wilgoci. W okresie letnim nawiew powietrza do pomieszczeń księgozbiorów następuje w nocy, ze stuprocentowym udziałem świeżego, chłodniejszego niż w dzień powietrza, w celu zakumulowania zimna w masie książek. Praca nocna zaplanowana jest bez udziału agregatu ziębniczego.
W centrali nawiewnej i wywiewnej dla czytelni zastosowany został glikolowy odzysk ciepła. Jest to odzysk ciepła jawnego z powietrza wywiewanego poprzez dodatkowy czynnik pośredniczący, jakim jest wodny roztwór glikolu. Rurociągi glikolu instalacji zimowego odzysku ciepła są wykorzystane również w instalacji letniego odzysku ciepła. Projektując chłodnice glikolowe dla agregatów ziębniczych chłodzonych wodą (wodny roztwór glikolu), wykorzystano możliwość zastosowania odzysku ciepła skraplania. Szczególnie dotyczy to układu klimatyzacyjnego dla zbiorów specjalnych, gdzie występuje konieczność głębokiego odwilżania powietrza w okresie letnim i przejściowym. Wykorzystano również możliwość uzyskania chłodu z powietrza zewnętrznego do otrzymania wody ziębniczej bez pracy sprężarek agregatów ziębniczych (tzw. free cooling).
Instalacją klimatyzacji, oddymiania i ogrzewania dla budynku biblioteki zarządza centralny system sterowania budynkiem (BMS). W jego skład będą również wchodziły systemy kontroli dostępu, sygnalizacji antywłamaniowej i napadu oraz pożaru. System ten pozwoli na sterowanie oraz monitoring temperatur, zabezpieczeń silników, stanów filtrów, zabezpieczeń przeciwzamrożeniowych, sterowania silnikami i zaworami regulacyjnymi oraz przepustnicami powietrza.
Krzysztof Ingarden
---
Wywiad z ekspertem: Mariusz Wołos – product manager Swegon sp. z o.o.
Jakie elementy dostarczali Państwo dla realizacji budynku Biblioteki Uniwersytetu Papieskiego. Czy były one produktami standardowymi?
Zakres dostaw realizowanych przez naszą firmę obejmował centrale klimatyzacyjne z różnymi wymiennikami ciepła, nawiewniki wyporowe (źródłowe) oraz kanałowe wymienniki ciepła. Były one dopasowane do wymagań projektowych, związanych głównie z potrzebą maksymalizacji oszczędności energii zarówno cieplnej, jak i elektrycznej. Ze względu na specyficzne wymagania dotyczące rozpływu powietrza nasza firma wykonała dodatkowo specjalne nawiewniki, zaprojektowane indywidualnie dla tego obiektu. Ciekawostką może być fakt, że w realizacji zastosowano nowatorskie rozwiązanie nawiewników wyporowych (źródłowych) z opracowanym przez naszych konstruktorów modułem indukcyjnym. Pozwala on podłączyć je do instalacji klimatyzacyjnej, w której powietrze świeże doprowadzane do nawiewników ma standardową, niską temperaturę, natomiast moduł indukcyjny odpowiada za domieszanie powietrza z pomieszczenia w celu jego ogrzania, tak by spełnić wymagania temperaturowe nawiewu powietrza bezpośrednio do strefy przebywania ludzi.
Które z zastosowanych w obiekcie rozwiązań technologicznych oceniają Państwo jako szczególnie istotne dla optymalizacji jego energooszczędności?
Zdecydowanie największy wpływ na energooszczędność systemu mają zastosowane wymienniki odzysku ciepła. Nasza firma słynie z produkcji opatentowanych konstrukcji wymienników rotacyjnych. Konstrukcja ta wyróżnia się rozwiązaniami, które optymalizują stopień odzysku ciepła i wilgoci w relacji do oporów przepływu powietrza. Centrale z wymiennikami odzysku ciepła oraz z wymiennikiem pośredniczącym zostały również zoptymalizowane tak, aby uzyskać maksymalny odzysk ciepła przy możliwie najniższych oporach przepływu czynnika pośredniczącego. Innym rozwiązaniem, mającym wpływ na energooszczędność instalacji, było zastosowanie wentylatorów promieniowo-osiowych, również konstrukcji Swegon, z bezpośrednim napędem, z silnikami klasy eff1, przeznaczonych do sterowania przetwornikami częstotliwości.
----
Artykuł pochodzi z magazynu dla architektów i projektantów "świat architektury" i został przedrukowany za wiedzą i zgodą redakcji.
Pobierz wersję elektroniczną (pdf) magazynu "świat architektury" - za darmo!
red./świat architektury