Wielofunkcyjny kompleks

Wielofunkcyjny kompleks
W samym centrum stolicy pomiędzy aleją Jana Pawła II a ulicą Emilii Plater, tuż przy Dworcu
Centralnym powstaje jeden z bardziej nowoczesnych kompleksów wielofunkcyjnych „Złote Tarasy".
Obiekt, o powierzchni ponad 220 tysięcy m2 ma zostać ukończony jesienią tego roku. Pomieści biura,
galerie handlowe oraz część rozrywkową. Centralnym punktem kompleksu będzie osłonięty
olbrzymim szklanym dachem dziedziniec -przestrzeń o charakterze publicznym, stanowiąca miejsce
imprez, rekreacji i spotkań. Tak złożony obiekt i śmiałe zastosowanie szklenia wymagało gruntownie
przemyślanej strategii chłodzenia i klimatyzowania wnętrza (rys. 1).
Kompleks „Złote Tarasy" składa się z kilku budynków.
Od północy zaprojektowano dwa bliźniacze dwunastokondygnacyjne1 biurowce „Lumen". Obiekty na
planie wycinka okręgu, nazwane żartobliwie „bananami" wyróżniają się charakterystycznym
pochyleniem wynikającym ze zmiennej geometrii kondygnacji powtarzalnych.
W części południowo zachodniej zlokalizowano budynek multipleksu o podobnie zakrzywionym
planie. Obiekt jest najniższą częścią kompleksu. Multipleks i oba biurowce wyrastają z
trzykondygnacyjnej części nadziemnej mieszczącej funkcje handlowousługowe i tworzącej „podium".
Dominantę wysokościową stanowi 105-metrowy budynek biurowy, który zajmuje
południowowschodnią część działki przy ulicy Emilii Platter, nawiązując do wysokościowej zabudowy
tej ulicy. Podobnie jak pozostałe dwa biurowce cechuje go interesująca geometria bryły. Kulminację
stanowi tu fantazyjnie ukształtowana górna partia elewacji zachodniej.
Centralną część „Złotych Tarasów" tworzy najbardziej charakterystyczna struktura i główna atrakcja
kompleksu. Jest nią centralny dziedziniec przykryty szklanym dachem o unikalnej w skali światowej
formie przestrzennej (rys. 2).
Dach ma postać siedmiu kopuł o różnej wysokości,
płynnie przechodzących jedna w drugą. Daje to efekt falującej płaszczyzny z siedmioma
wybrzuszeniami, która opadając w kierunku południowowschodnim aż do poziomu gruntu, wylewa
się niczym fala z centralnej części kompleksu. Tam też znajduje się główne wejście do „Złotych
Tarasów", które poza częścią nadziemną zostały wyposażone w cztery kondygnacje garaży
podziemnych. Szklana struktura „oplata" ponadto kilkukondygnacyjny budynek na planie okręgu,
nazwany z racji swego kształtu „bębnem" (ang. „drum").
„Złote Tarasy" są chłodzone i klimatyzowane mechanicznie. Nie zakłada się pasywnego chłodzenia i
wentylacji naturalnej, polegającej na niewymuszonym dopływie powietrza zewnętrznego. Koncepcja
chłodzenia i klimatyzowania kompleksu, którą opracowała firma Tebodin jest zróżnicowana. Różnica
wynika głównie z odmienności funkcjonalnej i przestrzennej poszczególnych części „Złotych
Tarasów", co wynika z ich zróżnicowanych potrzeb grzewczo-klimatyzacyjnych. Do opracowania
projektu instalacji HVAC posłużyły uprzednio wykonane przez firmę Arup symulacje komputerowe
CFD (ang. computer fluid dynamics). Symulacje dotyczące m.in. warunków klimatycznych i ruchu
powietrza wewnętrznego dokonano na modelach przestrzennych. Dzięki temu można było określić
miejsca, w których potrzeby schładzania lub ogrzewania powietrza będą największe (rys. 3-6).
Zróżnicowanie w tym zakresie jest
szczególnie widoczne w sposobie klimatyzowania przeszklonego dziedzińca i pozostałych części
kompleksu.
Chłodzenie i klimatyzowanie przestrzeni "pod szkłem"
Przestrzeń przykryta szklanym dachem określana jest przez firmę Arup, jako „wielokondygnacyjny
kanion, który łączy cechy krajobrazu naturalnego z handlem i rozrywką. Szklany dach chroni przed
negatywnymi warunkami pogodowymi, pozwalając na użytkowanie przestrzeni nawet w trakcie
najbardziej surowych polskich zim."2
Wielkie szklane przykrycie stanowi jednak zagrożenie przegrzewania się wnętrza latem, zwłaszcza,
że nie przewiduje się bezpośredniej wymiany powietrza wewnętrznego z otoczeniem. Szklany dach
nie posiada otworów cyrkulacyjnych, jest szczelnie zamkniętą powłoką.
Głównym sposobem klimatyzowania i chłodzenia przestrzeni "pod szkłem" jest kaskadowy system
wentylacji. Do każdej powierzchni handlowej, usługowej i gastronomicznej na piętrach
handlowo-usługowych, rozmieszczonych wokół dziedzińca, dostarczane jest powietrze
klimatyzacyjne. Powietrze to doprowadzane jest z central klimatyzacyjnych, które w większości
usytuowano w pomieszczeniach technicznych na trzeciej kondygnacji budynków biurowych „Lumen".
Powietrze z powierzchni handlowych przedostaje się następnie do przestrzeni dziedzińca. Tam
nagrzane, zgodnie z efektem kominowym, unosi się pod szklany dach. W tym miejscu następuje
zasysanie ogrzanego powietrza do wszystkich czterech podziemnych powierzchni garażowych
(B01-B04). Powietrze wędruje w dół szachtami wentylacyjnymi, które rozmieszczono w centralnych
partiach dziedzińca. Szachty wystają na ok. 3,5 m. ponad podłogę najwyższej kondygnacji (L03)
przestrzeni "pod szkłem". Zasysają powietrze dzięki wentylatorom osiowym umieszczonym w ich
wnętrzu. Hałas wynikający z przepływu powietrza i pracy wentylatorów tłumiony jest dzięki
zastosowaniu izolacji akustycznej na ścianach szachtów. Z garaży podziemnych powietrze jest
usuwane za pomocą wyrzutni umieszczonych na dachach biurowców (rys.7).
Powietrze doprowadzane do
powierzchni handlowych schładzane jest mechanicznie do temperatury 18°C. Jest tzw. powietrzem
higienicznym. Oznacza to, że każdy z przyszłych najemców zobowiązany jest dodatkowo do
zainstalowania indywidualnych klimakonwektorów. Każda powierzchnia handlowa wyposażona jest
w rury z wodą grzewczą i chłodniczą. Po dwie biegną pod stropem każdej z kondygnacji, jako
odgałęzienie z centralnego kanału klimatyzacyjnego.
Zakłada się, że temperatura powietrza w przestrzeniach handlowych wyniesie 24°C i będzie o około
2°C wyższa w momencie przedostawania się do przestrzeni dziedzińca, po uprzednim ogrzaniu w
wyniku procesów użytkowania. Na wypadek, gdyby temperatura powietrza napływającego do
dziedzińca przekraczała 30°C, przewidziano bezpośrednie doprowadzanie do jego przestrzeni
powietrza schłodzonego w centralach klimatyzacyjnych do temperatury 16°C. Zakładana wymiana
powietrza wynosi 30 m3/h w przeliczeniu na 1 użytkownika przestrzeni „pod szkłem".
Ponadto, we fragmentach części wspólnych poziomów L00, L01, L02 i L03 został zainstalowany
system ogrzewania i chłodzenia podłogowego (chłodzenie w okresie letnim, ogrzewanie w okresie
zimowym), będący dodatkowym elementem tworzenia mikroklimatu w przestrzeni przykrytej
szklanym dachem. W połączeniu z kaskadowym systemem wentylacji ma tworzyć optymalne warunki
mikroklimatyczne w tak specyficznej architektonicznie przestrzeni usługowo-handlowej.
System kaskadowy ma kilka zalet. Nie wymaga stosowania rozbudowanego systemu zewnętrznych
czerpni powietrza podrażających inwestycję. Pozwala na bezpośrednią wentylację powierzchni
garażowych. Cechuje się energooszczędnością w aspekcie ogrzewania powierzchni dziedzińca, jako
że powietrze o wartości 26°C (wg założeń) doprowadzane z powierzchni handlowych jest w tym
aspekcie całkowicie wystarczające.
Chłodzenie i klimatyzowanie pozostałych części kompleksu
Warunki mikroklimatyczne w pozostałych budynkach zapewnione są przez bardziej tradycyjne
rozwiązanie systemu klimatyzacyjnego.
W biurowcach „Lumen", obróbka powietrza odbywa się w centralach klimatyzacyjnych,
usytuowanych w centralnej wentylatorni na poziomie L03, gdzie również zlokalizowano centrale
klimatyzacyjne obsługujące przestrzeń "pod szkłem". Wlot i wyrzut powietrza klimatyzowanego
odbywa się w wentylatorni od strony ulicy Złotej (północna granica działki). W budynku
wysokościowym zaś, rolę tę pełni jego piąta kondygnacja.
Klimatyzacja w budynkach biurowych polega na doprowadzaniu powietrza klimatyzacyjnego (w
ilościach higienicznych) do belek indukcyjnych pracujących w funkcji chłodzenia i ogrzewania
(budynki „Lumen") lub chłodzenia (budynek wysokościowy). Belki indukcyjne (ang. "induction units",
"chilled beams"), to elementy zintegrowane z przestrzenią sufitową, analogicznie do systemów
oświetlenia sztucznego pomieszczeń (rys. 8).
Do belek podłączone jest rurami powietrze
klimatyzacyjne, dostarczane z central klimatyzacyjnych z kondygnacji technicznych oraz woda
lodowa lub woda lodowa i grzewcza. Belki rozmieszczone w powierzchni sufitu równomiernie nad
przestrzenią biurową pozwalają na efektywny napływ schłodzonego powietrza i usuwanie powietrza
"zużytego". Zakłada się trzy wymiany powietrza na godzinę. Funkcja belek jest zróżnicowana w
zależności od ich usytuowania. Belki w zewnętrznej strefie biur nawiewają powietrze do biur.
Cofnięte w centralną część powierzchni biurowej są belkami nawiewno-wywiewnymi, zaś w
najgłębszych partiach budynku umieszczono belki oddymiające (rys. 9).
Przy ścianach zewnętrznych budynków
biurowych zlokalizowano grzejniki wodne. Rozwiązanie to ma na celu uniknięcie niekorzystnego
zjawiska "down draft", polegającego na intensywnym ruchu zimnego powietrza, który powstaje w
wyniku zastosowania znacznych powierzchni szklanych ścian zewnętrznych.
Powierzchnie podziemne nie są klimatyzowane. Do wentylacji higienicznej i oddymiającej
zastosowano bezprzewodowy system wentylacji oparty na wentylatorach strumieniowych (ang.
„jetfans"). Napływ i odprowadzenie powietrza umożliwiają szachty wentylacyjne doprowadzone do
przestrzeni garażowej.
Wszystkie instalacje wentylacyjne, klimatyzacyjne, grzewcze i chłodnicze są regulowane i
monitorowane przez skom-puteryzowany system BMS (ang. Building Management System). Ma on
zapewnić utrzymanie określonych warunków wewnętrznych budynku poprzez kontrolę wszystkich
parametrów pracy instalacji.
Rozwiązania o pośrednim wpływie na temperaturę powietrza wewnętrznego
Urządzenia HVAC wraz z ich infrastrukturą są najistotniejszymi elementami zapewniającymi
komfortowy mikroklimat wnętrza kompleksu. Należy jednak wspomnieć o rozwiązaniach, które
pełnią w tym aspekcie rolę uzupełniającą.
Jednym z tych elementów jest rodzaj szklenia zewnętrznego i jego parametry techniczne, głównie te
związane z przepuszczalnością światła i ciepła słonecznego.
Ma to szczególne znaczenie dla
przestrzeni dziedzińca przykrytego szklanym dachem o powierzchni ponad 10 tys. m2. Trójkątne
panele szklane kształtujące dach zostały wykonane ze szkła przeciwsłonecznego zadrukowanego
(ang. „fritted glass"). Choć niewidoczny gołym okiem, nadruk jest najgęstszy w górnych, centralnych
partiach dachu i wynosi 60%, oznacza to, że szklenie w tych strefach najsilniej ogranicza dostęp
promieni słonecznych. W strefie pośredniej szklanego dachu zastosowano to samo szkło, lecz o
mniejszej gęstości nadruku (około 50%). Powierzchnia przeszklenia w partii, w której przechodzi w
elewację, jest wykonana ze szkła przeziernego bezodblaskowego, gdyż projektantom zależało na
uzyskaniu jak największych możliwości wglądu do atrakcyjnego architektonicznie dziedzińca (rys.
12).
Wydaje się, że rezygnacja ze szklenia
przeciwsłonecznego w tej partii, nie powoduje znacznego ryzyka przegrzewania się wnętrza, jako że
południowo-wschodnia orientacja przeszklenia wskazuje, iż letnie, padające pod dużym kątem
promienie słoneczne będą w bezpośredniej formie oddziaływać głównie na górne partie szklanego
przekrycia.
Każdy z paneli składa się z trzech tafli. Warstwę izolacyjną stanowi uwięziony między szybami gaz argon. W zagłębieniach sfalowanego dachu nie może gromadzić się śnieg, dlatego newralgiczne
miejsca będą zimą podgrzewane.
W omawianym aspekcie znaczenie ma nie tylko rodzaj szklenia dachu, ale również jego forma
przestrzenna. Model dachu był szczegółowo badany w laboratorium pod Innsbruckiem. Dopilnowano
m.in., aby pofałdowana powierzchnia szklenia nie powodowała ogniskowania się promieni
słonecznych, wpadających do wnętrza.
W dwóch bliźniaczych budynkach biurowych „Lumen" zwraca uwagę zastosowanie okien z poziomym
podziałem w proporcjach ok. 3/4-1/4, licząc od dołu. Podział ten tworzą półki, przypominające
elementy przeciwsłoneczne „brise soleil”. Górna partia szklenia (1/4) została wykonana z ciemnego
szkła przeciwsłonecznego. Układ ten sprzyja ochronie przed przegrzewaniem się pomieszczeń
ulokowanych od strony południowej, ograniczając bezpośredni dostęp promieni słonecznych do
wnętrza. Należy dodać, że żadne z okien budynków biurowych nie są otwierane ani uchylne, co
potęguje rolę elementów przeciwsłonecznych w kreowaniu komfortowego środowiska termicznego
biur (rys.11).
Omawiając aspekt mikroklimatyczny należy na koniec
podkreślić bogate wykorzystanie zieleni oraz wody w przestrzeni "pod szkłem". Są to elementy
powszechnie pożądane w przestrzeniach wewnętrznych, głównie strukturach szklarniowych, nie
tylko ze względu na walory estetyczne, ale również pozytywny wpływ na jakość i temperaturę
powietrza.
Podsumowanie
Kompleks "Złote Tarasy" jest nowoczesną realizacją na miarę XXI wieku. Tak skomplikowana i
rozbudowana forma przestrzenna wymagała przyjęcia zróżnicowanych strategii kształtowania
mikroklimatu wnętrza. Oparto ją w głównej mierze na mechanicznej wentylacji i klimatyzacji wnętrz,
z uwzględnieniem lokalnych potrzeb użytkowych. Zwracają uwagę gruntowne badania symulacyjne z
zastosowaniem technik komputerowych. Efekt końcowy jest rezultatem współpracy wielobranżowej z
dużym zaangażowaniem badań naukowych. Optymalizację "funkcjonowania" budynku zapewnia
system centralnego sterowania BMS, będący dziś niejako znakiem rozpoznawczym nowoczesnego
budownictwa wielkoskalarnego.
Wątpliwości może budzić jedynie całkowita rezygnacja z koncepcji naturalnego kreowania
mikroklimatu wnętrza w przestrzeni dziedzińca (wymiana powietrza z otoczeniem), który w założeniu
ma stanowić enklawę przyrody w &qu t;sercu" stolicy. Światowe realizacje z nurtu architektury
proekologicznej wskazują, że koncepcja taka, jako uzupełniająca, może przynosić korzyści polegające
na zmniejszeniu zużycia energii operacyjnej i jest dobrze przyjmowana przez użytkowników.
Co jednak godne podkreślenia, kaskadowy system wentylacji przyjęty w "Złotych Tarasach" nosi
cechy rozwiązania niskoenergetycznego, zgodnego z duchem architektury zrównoważonego rozwoju.
O komforcie użytkowania zaś przekonamy się zapewne już po pierwszym roku eksploatacji budynku.
dr inż. arch. Janusz Marchwiński
Wydział Architektury, WSEiZ-Warszawa
Objaśnienia:
1 łącznie z trójkondygnacyjnym "podium"
2 strona www firmy Ove Arup - www.arup.com/environment
Konsultacje i materiały: Tebodin, Epstein, Arup Poland, Skanska
KONTAKT
Chłodnictwo & Klimatyzacja
Tel: +48 22 678 84 94
Fax: +48 22 678 84 94
Adres:
al. Komisji Edukacji Narodowej 95
02-777 Warszawa