asb-portal.cz - Odborný portál pro profesionály v oblasti stavebnictví

Nová budova New York Times

28.05.2008
Představy společnosti New York Times o moderním, komfortním, tvůrčím a energeticky hospodárném pracovním prostředí nového sídla se přetavily do 51poschoďové skleněné věže, která byla dokončena v závěru loňského roku. Architekt Renzo Piano navrhl budovu tak, aby sloužila jako zhmotněné poselství společnosti: transparentnost podávaných informací. Jednotlivé designové prvky podpoří vnitřní komunikaci mezi redakčními úseky. Navíc bude nová budova díky speciálnímu zasklení nejen transparentní, ale i energeticky hospodárná.

Vnitřní stěnu fasády 51poschoďového mrakodrapu tvoří dvojvrstvé bělené spektrální selektivní sklo s nízkým obsahem železa. Přibližně 45 cm od povrchu této prosklené fasády se nacházejí vnější horizontální keramické tyče, které jsou od sebe různě vzdáleny. Jsou uloženy natěsno mezi parapety a rozestupují se ve výšce očí. Tyto tyče zastiňují horní i dolní část hlavní skleněné fasády na každém podlaží. Průhledná část okenních stěn ve výšce přibližně 87 až 198 cm nad podlahou je nezastíněná a poskytuje výhled stojícím nebo sedícím osobám.

Průhlednost a výhled do rušných ulic New Yorku pro každého zaměstnance – to vše se podařilo zachovat díky otevřenému rozmístění nábytku. Nízké, 120centimetrové přepážky umocňují koncept otevřené, transparentní organizace a umožňují hlubší průnik světla do prostoru. Architekt použil křížový plán interiérového uspořádání. Vzdálenost mezi vnitřními kancelářemi a fasádou je menší než 750 cm, proto má většina pozicí v obvodové oblasti výhled ve třech směrech. Konferenční místnosti a prosklené soukromé kanceláře jsou umístěny ve vzdálenosti 690 cm od okenní stěny. Výška stropu se ve směru od okna snížila z původních 309 na 288 cm (údaj z odstupu 105 cm od okenní stěny). V budově byly kromě toho použity i další prvky denního osvětlení: čtyřpodlažní redakční pódium, které je přirozeně osvětlené díky vnějším fasádám, sklem ohrazená otevřená zahrada s množstvím bříz a mechu a také velkoplošné stropní okno s automatickými ochrannými žaluziemi.

Klíčem k úspěšné realizaci tohoto projektu byla automatizovaná posuvná stínidla. Jejich aktivní ovládání totiž umožňuje řešit případné problémy s osluněním, přičemž se maximalizuje denní osvětlení a možnost výhledu. Kdyby se jejich ovládání ponechalo na osobě sedící nejblíže k okenní stěně, s velkou pravděpodobností by byly pro pracovní zaneprázdněnost zaměstnanců většinu času spuštěny. Aktivní ovládání stínidel a denního osvětlení zároveň přináší prospěch i provozu vytápění, větrání a klimatizace. Díky této kogenerační schopnosti budou moci The Times pokračovat v základní zpravodajské činnosti i v případě částečného nebo úplného výpadku elektřiny.

Případová studie denního světla

Během studia jednotlivých technických možností se před majiteli budovy obvykle vynoří otázky týkající se nákupu nových výrobků: Jak budou fungovat v tomto konkrétním případě? Platí to, co tvrdí výrobce? Jaké je riziko? Zůstane kvalita výkonu zachována po celou dobu životnosti dané instalace? Většina projektantů a majitelů budov není připravená odpovídat na takovéto otázky, a tím se zpomaluje proces inovace. Také proto se investor rozhodl ve spolupráci s Národními laboratořemi Lawrence Berkeleyho (LBNL) vyzkoušet si příští fungování budovy. „Používali jsme maketu, která nám pomohla rozvíjet nápady a posoudit několik ukázek ovládání systémů automatizované fasády i využití denního světla,“ říká Glenn Hughes, stavbyvedoucí The New York Times Company.

Testovací program makety budovy The New York Times byl navržen tak, aby splnil hned několik úloh:
•    umožnit prodejcům nejen prokázat kvalitu různých prvků svých systémů, ale i doladit tyto systémy tak, aby splňovaly měnící se požadavky majitele budovy,
•    pomoci pochopit výhody a omezení přístupu jednotlivých výrobců k ovládání stínění a denního osvětlení.

V blízkosti místa, kde nyní budova stojí, byla postavena maketa s rozlohou 1 372 m2. Její jihozápadní roh byl zařízen nábytkem skutečných rozměrů. Maketa byla rozdělena na dvě části, v nichž dva výrobci žaluzií a dva různí výrobci tlumitelných osvětlovacích systémů nainstalovali běžně dostupné soustavy s různými typy čidel a postupy ovládání. Cílem testu nebylo porovnání dvou „konkurenčních“ systémů. Cílem bylo pochopit, jak mohou rozhodnutí prodejce ohledem řídicí infrastruktury a designu ovlivnit fungování systému v praxi. Konečným záměrem monitorovací fáze nebyl výběr konkrétního produktu jednoho z výrobců podílejících se na maketě, nýbrž vypracování podrobné specifikace výkonu, která byla v další fázi předmětem nabídek kvalifikovaných prodejců.V každé části se přístrojovým vybavením LBNL nebo kontrolními systémy výrobců nepřetržitě monitorovala spotřeba energie na osvětlení pracoviště a jeho distribuci. Zohledňovány byly parametry týkající se zrakového komfortu, řídicích činností, vnějších solárních podmínek, jakož i další parametry týkající se životního prostředí. Zjištěné údaje nejsou přímo porovnatelné, jelikož část makety s označením A měla výlučně západní expozici, zatímco část B západní i jižní expozici. Monitoring probíhal od prosince do června, aby byl zachycen úplný rozsah solárních podmínek. Dodatečné kontrolní možnosti byly zkoumány v období od června do září. Během této etapy mohli výrobci vylepšovat svoje návrhy či dolaďovat systémy v zájmu dosažení optimálního výkonu. Společnost The New York Times se po posouzení účinku svých původních kontrolních specifikací rozhodla některé kontrolní hodnoty pozměnit tak, aby se podařilo vytvořit systém, který nejlépe splňuje potřeby společnosti. V případech, kdy průběžné provozní údaje z LBNL naznačovaly, že některé systémy nesplňují specifikace majitele budovy, výrobci daný systém pozměnili.

Regulační systémy denního osvětlení

Denní světlo se v praxi využívá uplatněním regulačních systémů, které tlumí elektrické osvětlení v závislosti na jeho hladině v interiéru. V případě potřeby umělého osvětlení se využívá světelný výkon fluorescenčních lamp, který se mění pomocí elektronických stmívačů. Fotosenzory, které jsou obvykle umístěny na stropě, měří množství denního světla v prostoru a určují míru ztlumení světel tak, aby byla zachována hladina předepsaná pro pracoviště. Je-li úroveň denního osvětlení více než přiměřená, elektrické osvětlení může být vypnuté. Simulační studie ukazují, že roční spotřebu energie a špičkovou spotřebu lze snížit až o 20 až 30 % ve srovnání s budovami bez denního osvětlení. Tato technologická řešení jsou stále častěji klíčem k úspěšnému splnění přísných norem energetické účinnosti a získání klasifikace LLED za projekt podporující trvale udržitelný rozvoj.

Praktická studie vyhodnocovala dva systémy:
•    V maketě v části A byl použit proporční regulační systém s otevřeným regulačním obvodem, který tlumil a vypínal zóny s vícenásobným osvětlením v závislosti na výstupu ze stíněného fotosenzoru, umístěného vedle okna v rovině stropu. Bylo použito konvenční stínění 0–10 V. Tato část přijímala denní osvětlení především od severozápadně orientovaných oken.
•    V části B byl použit integrální řídicí systém, který tlumil a vypínal zóny s vícenásobným osvětlením v závislosti na výstupu ze stíněného fotosenzoru, umístěného v rovině stropu. Každá zóna si vyžadovala samostatný fotosenzor. Bylo použito stínění DALI (digitální adresovatelné osvětlovací rozhraní). Tato část přijímala denní osvětlení od jihozápadní i od severozápadní fasády.

Systém oken a automatizovaná soustava zabezpečily dostatečné denní osvětlení pro celou 1 320 cm hlubokou obvodovou zónu. Díky tomu bylo možné výrazně ztlumit elektrické osvětlení v téměř celé zóně. Pro konvenční design oken s vysokými přepážkami nebo se samostatnými kancelářemi přímo u okenní stany je typická asi 300 až 450 cm hluboká obvodová zóna s denním osvětlením. Denní úspory na osvětlování takovéhoto objektu s prosklenou fasádou a minimálními interiérovými přepážkami byly 30 ± 9 % ve vzdálenosti 330 cm od západně orientovaného okna a 10 ± 3 % ve vzdálenosti 930 cm od okna, které bylo během devítiměsíčního monitorovacího období v části osvětlené především od severozápadně nasměrované fasády. Je třeba podotknout, že uvedená strana měla méně denního a slunečního světla než části ostatní. Tyto úspory jsou udávány pro hodiny účinků denního světla a porovnávány se zónou, která nemá žádnou regulaci denního osvětlení. Stínicí systémy byly regulovány tak, aby zabezpečily osvětlené vnitřní prostředí a eliminovaly oslunění oken. Úspory energie na osvětlení byly největší v zónách, které měly denní osvětlení od jihozápadní i od severozápadní fasády, obvykle 50 až 60 % ve vzdálenosti 330 cm od oken a 25 až 40 % ve vzdálenosti 420 až 750 cm od fasády.

Pokud jde o dodržování předepsaných úrovní osvětlení pracoviště za různých slunečních podmínek a podmínek za oblačného počasí, byla spolehlivost regulačních soustav vynikající. Po řádné zkoušce obou systémů bylo zjištěno, že v průměru bylo ve všech zónách celkové osvětlení v rozmezí do 10 % požadované hodnoty pro 95 až 100 % dne. Stínění 0–10 V nevykázalo žádné provozní problémy. Stínění DALI sice vykázalo provozní problémy, ty ale bylo možné vyřešit v dalších stadiích technického dolaďování.

Regulace osvětlení

Regulační systém osvětlení, které společnost The New York Times specifikovala pro svoji novou centrální budovu, je systém založený na DALI se svítidly, jež se dají ztlumit v celém interiéru. Díky tomu lze ztlumit elektrické světlo v závislosti na přístupu toho denního. Poskytuje možnost nastavení různých cílových hodnot úrovně osvětlení pracoviště. The New York Times má v úmyslu přizpůsobit cílové hodnoty potřebám jednotlivých úseků. Sekvence regulace osvětlení jsou připojeny na kontrolní účelové diagramy, které rozdělují prostor každého podlaží na několik kontrolních zón. Hlavním cílem je zabezpečit, aby elektrické světlo svítilo, pouze je-li v prostoru přítomná osoba, a aby svítilo jen tolik, kolik je potřeba k dosažení cílové hodnoty pro konkrétní pracoviště daného úseku. Jeden úsek většinou zabírá několik podlaží.

Automatizované rolety

Prostřednictvím změn výšky stínění regulují automatizované rolety denní světlo, tepelný zisk ze slunečního záření, výhled, oslunění, soukromí i vzhled budovy. Roleta je z tkaniny obtočené kolem vodorovné trubky, v níž se nachází trubkový motor. Ten rotuje, když je připojen na střídavý nebo jednosměrný proud, díky čemuž se dosáhne změny výšky stínění. Regulační systém je možno navrhnout tak, aby optimalizoval současně několik proměnných, přičemž nejběžnější z nich je regulace přímého slunečního záření. V případě této aplikace byly rolety regulovány na pět přednastavených výšek, které ladily s architektonickými prvky fasády. Přímé slunce proniká pouze do specifické vzdálenosti od okenní stěny. Společnost The New York Times rovněž vyžadovala, aby bylo možné ovlivňovat oslunění od oken a aby se zároveň dala maximalizovat možnost výhledu a denního světla. Bylo třeba omezit i zbytečné zdvihání a spouštění rolet. Dodatečné hledisko představoval výběr tkaniny (hustota vazby, barva tkaniny směrem k interiéru a exteriéru). Měla splňovat nejen nároky na vzhled, ale i zrakový komfort a prospěch z denního osvětlení.

Při studiu makety se hodnotily dva systémy:
•    v části A se k regulaci oslunění použil prototyp stínicího systému, používajícího interiérové čidlo upevněné na stropu,
•    v části B se k regulaci přímého slunečního záření a později i oslunění od oken použil motorový stínicí systém, který je na trhu již 30 let.

Regulace přímého slunečního záření a oslunění pomocí rolet snižuje hladinu vnitřního denního osvětlení, zabezpečuje úsporu energie a svícení a přístup k výhledu. Každý z výrobců zvolil u makety odlišný způsob pro snímání a regulaci stínění, což vedlo ke zjevným rozdílům ve výkonu. Hodnocené roletové systémy měly faktor otevřenosti 3 % s přidruženou viditelnou přesností přibližně 6 %. Rolety byly dvoubarevné: bílý povrch směřoval ven a šedý dovnitř. Na úvodních setkáních prodiskutovaly LBNL s The New York Times také alternativní designové možnosti stínění interiéru. Cílem bylo, aby regulace oslunění neomezovala denní osvětlení.

Nejvíce problémů spojených s osluněním způsoboval nízký úhel dopadu slunečních paprsků v jihozápadní expozici. Pracovní tým na maketě ihned odhadl tento problém vyplývající z nízkých slunečních paprsků v zimním období. Díky tomu se mohly možnosti řešení prodiskutovat s výrobci i architektem. Monitorované údaje ukázaly, že oslunění přímými i odraženými slunečními paprsky by pro některá místa v prostoru představovalo výrazný problém. V určitých případech by mohlo dojít i k oslunění od jasné oblohy (i když většinu základních pracovních úkolů vykonávají zaměstnanci zády k oknu). Aby se toto oslunění dalo regulovat, bylo třeba upravit provoz stínidel a uvažovalo se i o náhradních stínicích tkaninách. Ve výsledné budově jsou systémy dolaďovány podle specifických požadavků zaměstnanců, podle orientace oken, stupně clonění a odrazu denního světla okolní zástavbou. V celé budově se na stěny umístily dotykové displeje. Díky nim budou moci pracovníci manuálně dolaďovat automatizovaný regulační systém stínění.

Současní zaměstnanci při srovnání se svými dosavadními prostory jednoznačně upřednostnili jasnější variantu s denním osvětlením. Poukazovali na možné pozitivní účinky takovéto formy osvětlení na lidské zdraví. Zjistili, že kvalita denního osvětlení se výrazně liší dopoledne a odpoledne. Potěšili je jemné změny barev, intenzity světla a atmosféry prostoru během dne. Zdvihání a spouštění rolet je navíc upozornilo na měnící se venkovní podmínky.

Rolety a jejich řízení

Rámec činnosti rolet a jejich řízení vychází z filozofie, že pracovníci v administrativních budovách upřednostňují přirozené osvětlení před elektrickým. Cíle systému stínění budovy The New York Times Building jsou tyto:
•    maximalizovat přirozené osvětlení,
•    maximalizovat kontakt pracovníků s vnějším prostředím, tj. výhled ven,
•    zabránit průniku přímých slunečních paprsků, aby se zamezilo přímému slunečnímu ozáření pracovníků,
•    udržet prostředí bez oslunění,
•    zabezpečit pracovníkům možnost manuálně nastavovat rolety,
•    očekává se, že rolety na kterékoli fasádě jsou řízeny tak, aby spodní strana obruby byla ve stejné výšce.

Hlavním záměrem je ponechat rolety, je-li to jen trochu možné, vytažené, aniž by se tím způsobila tepelné nebo zraková nepohoda. Tepelný komfort je zabezpečen sledováním slunce a geometrií vnějších slunečních clon. Zrakové pohodlí zajišťuje řízení jasu na okenní stěně. Systém manuálního nastavování je speciálně založen na zpětných hodnoceních pracovníků administrativních budov s automatizovaným roletovým systémem. V těchto studiích si pracovníci nejvíce stěžovali na to, že rolety nelze nastavit manuálně.


Lawrence Berkeley National Laboratory
Foto: Lawrence Berkeley National Laboratory

Komentáře

Prepíšte text z obrázku do poľa. Ak nedokážete text rozoznať, kliknite na obrázok.

Další z Jaga Media