Podľa hongkonskej definície inteligentných budov sú jedným zo ­základných aspektov hodnotenia práve náklady na prevádzku a údržbu počas životnosti. Ako hovorí S. Števo [1], medzi kvalitné vlastnosti architektonického konceptu patria dispozícia, tvar a hmota budovy maximálne využívajúca tepelné zisky a minimalizujúca tepelné straty (redukovanie potreby klimatizácie), maximálne využitie denného osvetlenia a prvkov (energií) okolia (miera využitia dažďovej vody a pod.) či optimálne navrhnuté rozvody (voda, plyn, HVAC atď.), aby dosahovali najkratšie vzdialenosti a nedochádzalo k zbytočným stratám.

Inteligencia budov sa delí na niekoľko zložiek

Medzi aktívnu inteligenciu zahŕňame všetky technologické zariadenia, ktoré sú v danej budove inštalované. Tieto technologické zariadenia môžeme rozdeliť do viacerých skupín:

  • energetické zariadenia (vykurovanie, chladenie, ohrev teplej vody, ventilácia, meranie a regulácia),
  • osvetlenie,
  • výťahy,
  • komunikácie,
  • elektronický zabezpečovací systém,
  • protipožiarna ochrana,
  • žalúzie, okenné a presvetľovacie systémy...

Práve svetlíky môžeme v určitých prípadoch, svojou konštrukciou a ovládaním, zaradiť hneď do dvoch skupín inteligentných zariadení. Patria medzi presvetľovacie zariadenia a zároveň patria medzi zariadenia na prirodzené vetranie a protipožiarnej ochrany.

Čo to sú svetlíky

Svetlíky sú strešné konštrukcie, ktoré slúžia na presvetlenie ­interiérových priestorov. Vhodnou úpravou a pridaním ovládania sa dajú využiť okrem presvetlenia na vetranie alebo aj na účely protipožiarnej ochrany, na odvod tepla a splodín horenia. Materiálové vyhotovenie býva rôzne, plast, hliník alebo rôzne zliatiny kovov (pri niektorých typoch zariadení na odvod tepla a splodín horenia).

Prečo je svetlo dôležité

Podľa hygienickej normy STN EN 12464-1 Svetlo a osvetlenie sú stanovené požiadavky na osvetľovacie systémy pre väčšinu ­vnútorných pracovných miest z hľadiska zrakovej pohody a zrakového výkonu. Na základe daných parametrov sa udáva potrebné množstvo prirodzeného, resp. umelého osvetlenia, pri ktorom sa pracovníci cítia príjemne a zároveň vedia podať najlepší výkon spojený s prácou. Práve tieto požiadavky sú kľúčové, aby sme mohli budovu označiť za inteligentnú maximalizovať potenciál ľudskej aktivity pri minimalizácii množstva technológií použitých v budove. Množstvo a druh osvetlenia závisia od typu práce a priestoru, v ­ktorom sa daná práca vykonáva.

Vo vyhláške 206/2011 Z. z. o podrobnostiach o požiadavkách na osvetlenie pri práci je jednoznačne definované, aké sú požiadavky na denné, umelé a združené osvetlenie priestorov, resp. požiadavky na pracoviská bez osvetlenia. Svetlíky sú podľa tejto vyhlášky zaradené medzi horné osvetľovacie otvory. Okná, presvetľovacie pásy v stenách, sa považujú za bočné osvetlenie, tie však nedokážu vo väčšine prípadov zabezpečiť dostatok denného svetla, najmä v centrálnych častiach plošne zložitejších objektov. Výhodou svetlíkov je presvetlenie ­práve týchto plôch. Svetlíky dokážu pri relatívne malej ploche osvetliť všetky priestory objektu. Na porovnanie pri osvetlení rovnakej ­plochy bočným osvetlením by tieto zariadenia museli mať až 5x väčšiu plochu ako strešné svetlíky.

Svetlíky sa využívajú na:

  • presvetlenie priestorov,
  • vetranie,
  • odvod tepla a splodín horenia.

Presvetlenie

Presvetľovacie (pevné) svetlíky sú určené iba na osvetľovanie ­vnútorných priestorov. Nie sú s možnosťou vetrania či odvodu tepla a splodín horenia (ZOTaSH). Ich konštrukcia je jednoduchšia, skladajú sa zo zateplenej rovnej alebo skosenej podstavy z oceľového plechu a samotnej konštrukcie svetlíka – konštrukcia rámu s ­výplňou (polykarbonát, sklo). Výhodou polykarbonátu je jeho ­nízka hmotnosť a ľahká manipulácia pri montáži, naopak sklo má napr. lepšie tepelnoizolačné vlastnosti. Pevné svetlíky sú montované do jedného celku bez prídavných mechanických zariadení.

Vetranie

Svetlíky určené na vetranie patria medzi zložitejšie zaradenia. Týmto spôsobom možno zabezpečiť požadovaný prísun čerstvého vzduchu do priestorov, kde sa zdržujú alebo pohybujú ľudia. Už v samotnom návrhu stavby treba naplánovať, ako sa bude prirodzené vetranie realizovať. Existuje viac systémov – svetlík môže byť otváraný celý, resp. môže obsahovať otváraciu iba niektorú časť (otváracie krídlo). Medzi používané otváracie systémy patria pneumatický a elektrický.

Samotné ovládanie môže byť zabezpečené dvoma spôsobmi:

  • manuálne (pracovník zodpovedný za obsluhu príde k ovládacej skrinke, kde priamo pomocou mechanického zariadenia svetlíky odklopí do vetracieho stavu, prípadne ich zatvorí),
  • automaticky (na systém sú napojené senzory rýchlosti prúdenia vzduchu, dažďový, teplotný senzor ap. ktoré vyhodnocujú vonkajšie a vnútorné klimatické pomery a na základe ich analýzy svetlík otvoriazatvoria).

Vhodným riešením sú multifunkčné svetlíky s nepretržitým vetraním či už počas priaznivého, alebo nepriaznivého počasia. Ako bolo na začiatku uvedené, správnym návrhom zariadení sa dá z bežnej budovy spraviť inteligentná. Dosiahne sa to jednoduchým, finančne relatívne nenáročným zariadením (rozdiel v cene je cca 35 %). Uvediem jednoduchý príklad. Pri návrhu zariadení, ktoré nemôžu byť použité na vetranie pri nepriaznivom počasí, treba navrhovať ďalšie zariadenia, ktoré budú výmenu vzduchu v tomto počasí ­zabezpečovať. Keď sa spočítajú náklady na tieto dodatočné zariadenia (napr. klimatizácia, ventilátory), ďalšiu elektroinštaláciu a ich nutnú údržbu a porovnáme ich s nákladmi na vyhovujúci typ svetlíkov, výhoda je neodškriepiteľná.

Zariadenia na odvod tepla a splodín horenia

Patria medzi najzložitejšie svetlíkové systémy – pri požiarnej ochrane sa označujú ako zariadenia na prirodzené odvetrávanie (klapky). Tieto zariadenia sú inštalované v priestore celého svetlíka ako jeho časť alebo samotné bodové klapky. Oproti jednoduchším svetlíkom na vetranie musia byť certifikované podľa STN EN 12101-2 [2] a so špeciálnym materiálovým vyhotovením. Táto norma stanovuje, že každá odvetrávacia klapka musí byť vybavená jedným, alebo viacerými z nasledujúcich automatických zariadení. Patria sem:

  • tepelné zariadenia,
  • iniciačné zariadenia aktivované elektrickým signálom zo vzdialeného zdroja, napr. zariadením na detekciu tepla a splodín horenia, pri prerušení dodávky elektrického prúdu, alebo manuálne aktivovanie spínačom,
  • pneumatické iniciačné zariadenia, napr. pneumatický signál ­alebo strata tlaku stlačeného vzduchu,
  • iným typom iniciačného zariadenia schopným reagovať na spúšťacie systémy.

Vo všeobecnosti musí byť odvetrávacia klapka vybavená otváracím mechanizmom ako súčasťou klapky. Tento mechanizmus môže byť elektrický, pneumatický alebo pružinový. Ďalší spôsob je použitie vonkajšieho zdroja energie.

Elektrické ovládanie

Pri elektrickom spôsobe ovládania svetlíka je dôležité vyriešiť ­základné požiadavky:

  • Kabeláž musí spĺňať podmienky vyhlášky MV SR č. 94/2004.
  • Musí byť projektovaný záložný zdroj energie (môže byť súčasťou ovládacej centrály alebo externý). Záložný zdroj (napr. záložné akumulátorové batérie, diesel agregát) treba neustále priebežne sledovať.

Pneumatické ovládanie

Môže byť ako jedno- alebo dvojčinný systém. Výhodou pneumatického systému je jeho jednoduchosť a nenáročnosť na ovládanie a údržbu. Medzi výhody zaraďujeme nepotrebnosť prívodu elektrickej energie, nehorľavých káblov a záložný zdroj elektrickej energie. Jednočinný systém funguje na princípe nahlásenia požiaru pomocou senzorov (resp. EPS) a otvorením klapky bez možnosti automatického zatvorenia. Stlačený vzduch sa dostane ku klapke pomocou medených rúrok. Výhodou dvojčinného systému je možnosť otvorenia klapky, ale ­zároveň zatvorenie v prípade falošného poplachu. Na zdôvodnenie výhody možno opäť použiť jednoduchý príklad.

Ak sa klapky otvoria za nepriaznivého počasia a ide iba o falošný poplach, je ­jednoduchšie, ak zodpovedný pracovník zatvorí celý súbor z ­interiéru, z ovládacej skrinky, ako by mal každú jednu klapku zatvárať manuálne zo strechy. Táto informácia by mala byť podstatná pre ­investora, najmä ak bude aj budúcim prevádzkovateľom budovy. Na trhu existuje množstvo výrobcov svetlíkových systémov, ktoré majú odlišné technológie vyhotovenia a materiálového ­spracovania, a je len na investorovi, k akému zariadeniu sa prikloní a či chce svoju budovu nazvať čiastočne inteligentnou pomocou projektovaných zariadení. Samozrejme, zariadenia na odvod tepla a splodín horenia možno doplniť aj systémom na vetranie.

Prečo je to všetko dôležité

Ako už bolo napísané, svetlíky ako také sú dôležité z hľadiska ­presvetľovania a výmeny vzduchu v objekte a na zvýšenie pohody a výkonnosti pracovníkov. Na to, aby boli pracovníci a užívatelia objektu v bezpečí, však nestačí použiť obyčajný svetlík, je výhodné zabudovať doňho (alebo ako celok) ovládacie systémy na odvod tepla a splodín horenia. Náklady na takéto mechanizmy sú v porovnaní s inštalovaním ďalších zariadení potrebných na ZOTaSH minimálne a takisto ich údržba je skoro nulová, pričom vo všeobecnosti ­náklady na údržbu predstavujú až dve tretiny z celkových nákladov na stavbu. Nemalou výhodou je tiež nízke zaťaženie životného prostredia, keďže svetlíky prepúšťajú dostatok svetla bez použitia umelého osvetlenia a dostatok vzduchu bez použitia klimatizácie či iných zariadení na výmenuúpravu vzduchu.

Literatúra

1. Števo S.: Inteligentná budova. Architektúra vs. Technika. iDB Journal 32011. ISSN 1338-3379.
2. STN EN 12101-2 Zariadenia na odvod tepla a splodín horenia. Časť 2: Zariadenia na odvod tepla a splodín horenia prirodzeným odsávaním
3. Vyhláška 206/2011 ktorou sa mení a dopĺňa vyhláška Ministerstva zdravotníctva SR č. 541/2007 Z.z. o podrobnostiach o požiadavkách na osvetlenie pri práci
4. Vyhláška 94/2004 Z.z. ktorou sa ustanovujú technické požiadavky na protipožiarnu bezpečnosť pri výstavbe a pri užívaní stavieb
5. www.roda.de
6. Foto archív autora [obr.1],,  [obr.2,3], http://www.eloragroup.cz, http://www.rwasystemy.cz
7. Vyhláška č. 94/2004 z.z., ktorou sa ustanovujú technické požiadavky na protipožiarnu bezpečnosť pri výstavbe a užívaní stavieb.

Ing. Lenka Strigáčová

Slovenská technická univerzita v Bratislave
Stavebná fakulta
Katedra technológie stavieb