Nový pavilon Nemocnice Pelhřimov – technologické řešení

Architekturu, projektové práce, statiku i technologická řešení s cílem dosažení maximální energetické soběstačnosti budovy zajistila projekční a stavebně-poradenská společnost Obermeyer Helika, která stavbu projektovala v pasivním standardu. S pracemi započala v roce 2019 a s dokončením stavby v lednu 2023 své aktivity úspěšně završila předáním dokumentací skutečného provedení objednateli. Návrh nového pavilonu byl projektován 3D technologií BIM (Building Information Modelling), která zefektivňuje nejenom proces výstavby, ale také veškerou budoucí správu budovy. Tato část projektu včetně konstrukčního řešení stavby byla popsána v čísle 08/2020 ­časopisu Stavebnictví.

Nový pavilon Nemocnice Pelhřimov, propojení provozů

Investice do zdravotnictví v Kraji Vysočina, konkrétně vybudování nového nemocničního pavilonu Péče o rodinu v Nemocnici Pelhřimov, zvýšila kvalitu zdravotnických služeb poskytovaných v této významné regionální nemocnici. Nový pavilon – architektonicky atraktivní pětipodlažní budova – nyní poskytuje pohodlné a příjemné prostředí pro pacienty dětského, gynekologicko-porodnického a neurologického oddělení.

V rámci dané investice byla vystavěna jak nová moderní budova, tak i tři nadzemní spojovací krčky, které propojily novostavbu a klíčové provozy nemocnice: Pavilon akutní medicíny s operačními sály a úsekem zobrazovacích metod, Stravovací pavilon, Pavilon dlouhodobé péče a nemocniční lékárnu. Realizace spojovacích mostů je významným krokem ke zlepšení provozních vazeb a zvýšení efektivity fungování nemocnice jako celku. Tímto propojením se umožňuje pohodlný a bezpečný přesun pacientů mezi různými odděleními a minimalizuje potenciální riziko nákazy.

Došlo ke zlepšení dostupnosti centrálních operačních sálů, což umožňuje rychlejší řešení akutních stavů vyžadujících mezioborovou spolupráci. Detailně bylo vyřešeno uspořádání jednotlivých oddělení, jejich návaznosti a koridory, s cílem dosáhnout co nejkratších přesunů pacientů. Zdravotnický personál může snadno komunikovat a spolupracovat při poskytování komplexní péče, aniž by musel ztrácet čas a energii při přepravě pacientů přes venkovní prostředí.

Neocenitelnou přidanou hodnotou této stavby je napojení transportu produktů ze stravovacího pavilonu přímo do většiny lůžkových oddělení nemocnice. Zvyšuje se kvalita stravovacích služeb poskytovaných pacientům, minimalizují se časové prodlevy mezi přípravou a podáváním jídel.

Důležitou funkcí budovy je také parkovací zázemí v podzemním podlaží, které slouží jak pro klienty nemocnice, tak i pro obslužná vozidla zdravotnického zařízení. Zlepšil se tak celkový provoz a přístupnost nemocnice.

Architektonické a materiálové řešení

Jednoduché tvarování objektu je podtrženo minimalistickým přístupem při návrhu fasád, které jsou prosty jakýchkoliv tektonických prvků, vystupujících z fasády.

Fasády jsou tvořeny rovinným obkladem a veškerá invence je soustředěna na kompozici spárořezu fasádního obkladu. Dispoziční zásady nemocničního provozu a stejně tak požadavky na intenzity osvětlení jednotlivých vnitřních prostor ovlivnily velikosti výplní otvorů. Vznikla tak na první pohled ležérní nahodilost pozic a velikosti oken, která má však své zákonitosti. Právě návrh spárořezu fasádních obkladů pracuje s touto kompozicí oken a dodává jí vizuální lehkost. Ta je, s ohledem na stísněné prostorové požadavky v území, více než žádoucí, a proto je barevnost fasád navržena ve světlých odstínech. Delikátnost, která by měla být nemocničním stavbám vlastní, je docílená kontrasty s tmavými rámy oken a klempířskými prvky.

Části fasád skrývající technologická střešní zařízení jsou řešena formou kovového světlého obkladu odrážejícího barevnost okolí, aby byla tato hmota co nejvíce potlačena či skryta. Lokálně je střešní technologická nástavba opatřena sítěmi pro popínavou zeleň. Komunikační mosty propojující nový pavilon s okolními objekty jsou celoprosklené, s důrazem na jejich vzdušnost volbou odrazivé podoby prosklení.

Viditelné části konstrukcí v suterénu či v kontaktu s terénem jsou betonové, v přirozeném odstínu. V případě opěrných stěn, které navazují na stávající konstrukce, je převzat jejich kamenný obklad. Pokud to prostorové poměry umožňují, jsou tyto prvky doplněny o převislou nebo pnoucí zeleň.

Výrazným činitelem pro architektonické ztvárnění celku bylo světlo. Umístění budovy mezi tři stávající pavilony nemocnice, při současném novém propojení mosty, je z hlediska logisticko-provozního ideální, avšak velmi limitující z hlediska přirozeného osvětlení. Z toho důvodu byla jednoznačně zvolena bílá fasáda. Zároveň bylo nejnižší podlaží navrženo celoprosklené a ve vyšších podlažích byla maximalizována výška oken se sníženými parapety, vhodnými pro usednutí. K vysoké kvalitě vnitřního prostředí přispívá inteligentní řízení umělého osvětlení, užití akustických materiálů, to vše při splnění všech hygienických požadavků.

Pasivní standard budovy

Budova nového pavilonu pelhřimovské nemocnice plní legislativní požadavky na energetickou náročnost budov s téměř nulovou spotřebou energie a byla navržena v pasivním energetickém standardu.

Z toho důvodu návrh budovy zahrnuje několik specifických parametrů. Průměrný součinitel prostupu tepla budovy je stanoven na hodnotu 0,30 W/m2K. Měrná spotřeba tepla na vytápění budovy je 14 kWh/(m²·a). Měrná neobnovitelná primární energie je stanovena na hodnotu 116 kWh/(m²·a) a měrná potřeba chladu na chlazení budovy na 9 kWh/(m²·a).

Při pohledu na průměrný součinitel prostupu tepla by se mohlo zdát, že je pro pasivní stavbu relativně vysoký. Tato hodnota je ovlivněna zejména použitím celoprosklené fasády v části 1.NP a také relativně rozměrnými okenními výplněmi. Vysoký podíl prosklení byl zvolen především s ohledem na normové požadavky na denní osvětlení a také na potlačení stísněného pocitu v prostoru areálu, který by mohl vzniknout vzhledem k blízkosti okolních budov.

Dosažení pasivního standardu bylo v rámci návrhu nového pavilonu pelhřimovské nemocnice náročné zejména vzhledem ke specifickým hygienickým požadavkům na větrání a zvlhčování vzduchu lůžkových oddělení. V případě zdravotnických staveb jsou tyto parametry stanoveny několikanásobně vyšší než u obytných budov.

Jedním z nejproblematičtějších aspektů bylo v tomto směru dosažení požadovaných hodnot měrné neobnovitelné primární energie. U nemocnic je měrný tepelný tok větráním zodpovědný za zhruba 60–70 % celkového energetického toku, přičemž se využívá k minimalizaci ztrát rekuperace vzduchu. Naopak měrný tepelný tok přes konstrukce představuje pouze přibližně 25–30 % celkového energetického toku. V případě pasivních obytných budov je toto rozložení energetického toku obvykle obrácené.

Vzhledem k vysokým hygienickým standardům ve zdravotnických zařízeních bylo nezbytné důkladně posoudit a optimalizovat systémy větrání a zvlhčování vzduchu. Jedním z cílů bylo minimalizovat tepelné ztráty spojené s větráním, čehož bylo dosaženo využitím moderních rekuperačních systémů, které umožňují rekuperaci tepla z odcházejícího vzduchu a jeho předání do přívodního vzduchu.

Dalším důležitým aspektem při dosahování pasivního standardu byla správná volba izolačních materiálů a konstrukčních prvků, které minimalizují tepelné mosty a snižují ztráty energie přes obvodovou konstrukci budovy. Použití kvalitní izolace a dobře provedených konstrukcí obálky budovy bylo zásadní pro dosažení požadovaných hodnot měrné potřeby tepla na vytápění stavby.

Obálka budovy

Po dokončení stavby byl úspěšně proveden blower-door test pro prokázání požadavku neprůvzdušnosti obálky budovy (n50 ≤ 0,6 h-1), aby byla zaručena dokonalá vzduchotěsnost obálky budovy.

Veškeré prostupy obálkou budovy, patřící do celku, na který se posuzuje neprůvzdušnost, musí být de facto vzduchotěsné. Jako vzduchotěsnicí se používají veškeré vrstvy, které jsou v rámci konstrukce k dispozici, hlavně kvůli možné nedokonalosti provedení navržených detailů při realizaci. Výhodou návrhu bylo využití železobetonové stěnové obvodové konstrukce. Pozornost pak byla směřována na dokonalé utěsnění, respektive napojení prostupů rozvodů a instalací TZB i výplní otvorů.

Svislou nosnou konstrukci fasády (včetně atik) tvoří obvodová monolitická železobetonová stěna tl. 180 mm. Fasáda na úrovni 1.NP je řešena jako prosklený hliníkový lehký obvodový plášť se vsazenými dveřmi. Hlavní vstup i požární únik jsou osazeny dvoukřídlovými dveřmi, otvíravými směrem ven. Na úrovni 2–4.NP je navržena provětrávaná fasáda s rovinným obkladem. Provětrávaná mezera má 60 mm. Tepelná izolace je z minerální vaty tl. 240 mm, ʎd = 0,035 W/m·K. Okna jsou hliníková. Otvíravá okna jsou vybavena spínačem stavu otevření okna. V případě, že je okno otevřeno, regulátor MaR blokuje topení a chlazení v místnosti. Na objektu jsou navrženy venkovní okenní hliníkové lamelové žaluzie v pásech s možností natáčení lamel.

Celkový součinitel prostupu tepla prosklených výplní pro standardizovaný rozměr Uw = 0,84 W/m²K, izolační trojsklo
(8-6-5.5.2) s teplým distančním rámečkem, g = 60 %, TL = 77 %. Celkový součinitel prostupu tepla prosklených dveřních výplní pro standardizovaný rozměr Ud = 1,5 W/m²K. Na úrovni technologického ustoupeného 5.NP je použit kontaktní zateplovací systém. Zateplení je minerální vatou tl. 100 mm,
ʎd = 0,038 W/m·K.

Technologické řešení stavby

TZB a MaR

Řízení technických zařízení budovy v novém pavilonu pelhřimovské nemocnice je zajišťováno systémem měření a regulace, který se zaměřuje zejména na větrání, chlazení, topení a jednotky FCU pro klimatizaci jednotlivých prostorů a ovládání venkovních žaluzií. Systém také zahrnuje signalizaci čidel zaplavení, souhrnných stavů výtahů, technologie mediplynů, hlavních stavů a využití odpadního tepla z kogenerační jednotky i detekční systém úniku plynu.

Pro monitorování a ovládání výše uvedených technologií byl navržen řídicí systém, umístěný poblíž technologických center objektu, v rozvaděčích výměníkové stanice v 1.NP a ve strojovně větrání a chlazení
v 5.NP. Návrh zajistil připojení k existujícímu velínu v areálu nemocnice, což dovoluje z jednoho místa sledovat a ovládat připojené technologie MaR, nastavovat jejich provozní parametry a časové programy, zaznamenávat historii i alarmové deníky.

Vytápění a ohřev teplé vody

Vytápění budovy je realizováno částečně teplovodním systémem. Jako zdroj tepla pro ohřev topné vody a teplé užitkové vody slouží areálová kotelna vybavená sestavou plynových kotlů a kogeneračních jednotek. Nový pavilon je napojen na rozvod areálového teplovodu a ve výměníkové stanici je osazen deskový výměník pro topnou vodu o výkonu 600 kW a 2× deskový výměník pro okruh přípravy teplé vody o výkonu 80 kW. Jako doplňkový zdroj pro topný systém objektu je v novém pavilonu navržena kogenerační jednotka s tepelným výkonem přibližně 90 kW umístěná v 1.PP.

Teplovodní otopná soustava je dvoutrubková, s nuceným oběhem vody a standardním teplotním spádem pro radiátory. Vstupní teplota vody do otopné soustavy je regulována ekvitermně, což umožňuje udržovat stálou teplotu v místnostech. Otopná tělesa jsou vybavena termostatickými ventily pro individuální regulaci teploty v jednotlivých prostorech.

Pro přípravu TV jsou, jak bylo uvedeno, navrženy dva deskové výměníky o výkonu 80 kW, teplá voda bude pro špičkový odběr akumulována ve dvou zásobnících o objemu 750 l.

Při provozu chladicích jednotek se využije pro předehřev TV odpadní teplo z chlazení. Pro předehřev TV je navržen deskový výměník 50 kW a akumulační zásobník 1 000 l.

Jako opatření proti Legionelle je teplota TV požadována 60 °C. Je také navržena příprava pro dávkování biocidního přípravku. Rozvody TV zajišťuje cirkulace, což zabezpečuje rychlý a efektivní ohřev vody.

Větrání budovy

Zdravotnická budova má oproti běžným stavbám výrazně vyšší nároky na větrání – konkrétně na násobnost výměny vzduchu v jednotlivých prostorech podle požadavku na hygienu, resp. sterilitu prostoru. V některých případech je to mnohonásobně vyšší objem měněného vzduchu oproti bytovým stavbám. Tato skutečnost výrazně zvyšuje nároky, má-li se dosáhnout pasivního standardu. Větrání budovy je zajištěno 96% nuceným větráním s rekuperací tepla při 100% větracím toku. Vlhčení vzduchu je implementováno při 87% větracím toku bez rekuperace vlhkosti. Průměrná vypočtená hodinová výměna vzduchu dosahuje hodnoty 0,91násobku vzduchového objemu budovy.

Vzduchotechnika a klimatizace

Návrh řešení větrání a klimatizace vychází ze současných požadavků kladených na vnitřní prostředí jednotlivých místností. Prostory s odlišnými provozními podmínkami jsou od sebe odděleny i po stránce vzduchotechniky. Jsou větrány prostory, které to vyžadují z hlediska hygienického, funkčního či technologického. Větrací systémy a jednotlivé funkční celky jsou navrženy tak, aby byl trvale zajištěn kaskádový přetlak vzduchu (od prostor s nejvyšší třídou čistoty k nejnižší).

Nejvyšší třída čistoty je předepsána pro operační a zákrokové sály, oddělení JIP a lůžkové oddělení novorozenců. Operační sál porodního oddělení je zatříděn jako septický, tzn. je udržován v podtlaku vůči okolí. Ve všech případech, kde je to technicky možné, je navržen ve vzduchotechnických (VZT) jednotkách zpětný zisk tepla z odpadního vzduchu. Sání a výfuk centrálních jednotek je dispozičně situován tak, aby nemohlo dojít ke zpětnému nasátí znehodnoceného vzduchu.

VZT jednotky pro pavilon jsou umístěny ve společné strojovně v 5.NP. Provoz VZT jednotek se předpokládá v plném nebo útlumovém režimu, podle provozu jednotlivých oddělení. VZT jednotky pro spojovací mosty jsou umístěny nad podhledy větraných prostorů. Vybrané místnosti jsou chlazeny cirkulačními konvektorovými jednotkami (fan-coil), jedná se o prostory s předpokládanou vyšší tepelnou zátěží. Tyto chladicí jednotky jsou nezávislé na centrálním VZT zařízení, ovládání je individuálně v jednotlivých místnostech s možností centrálního zásahu z velínu. Vzduchotechnická zařízení budou splňovat požadavky na „ekodesign“ v době uvádění těchto zařízení do provozu.

Chlazení

Systém chlazení budovy je rozdělen do dvou částí: chlazení vodou pro vzduchotechniku a fan-coily a přímé chlazení technologických prostor a elektrických rozvoden. Zdrojem chladu pro chlazení jsou dvě chladicí jednotky o celkovém výkonu 720 kW, umístěné v 5.NP. Suché chladiče jsou umístěny na střeše budovy za technologickou akustickou ohradou v úrovni strojovny chlazení. Systém chlazení je navržen jako uzavřený dvoutrubkový cirkulační, s nuceným oběhem chladicí vody.

Areálová kotelna, energocentrum

Společně s výstavbou nového pavilonu se modernizovala také areálová kotelna, konkrétně technologie, a instalovaly se kogenerační jednotky. Modernizací prošlo rovněž energocentrum, kde byly nahrazeny původní dieselagregáty za nové, 2× 651 kVA, a to včetně navazujících technologií nutných pro provoz.

Fasáda a zelená střecha

Součástí sadových úprav je rovněž návrh dvou střešních zahrad ve 4.NP a nad 5.NP a návrh ozelenění částí fasády popínavými rostlinami. Zahrada na horní úrovni střechy nad 5.NP je založena jako extenzivní, s vegetační vrstvou 110 mm a s rozchodníko-bylinnou vegetací. Druhá střešní zahrada ve 4.NP, která je přístupná z odpočinkové terasy, je řešena jako polointenzivní s vegetační vrstvou 280 mm. V ní je kromě rozchodníkového koberce navržena také smíšená výsadba suchomilných trvalek a okrasných trav.

Části východní a západní fasády na úrovni 5.NP jsou využity k ozelenění popínavými rostlinami, které jsou vysazeny do prostorných zateplených nádob s odtokovými otvory, aby byla zajištěna dlouhodobá perspektiva vysazených rostlin. Na fasádu jsou instalovány podpůrné konstrukce, jež umožní výsadbu nesamopnoucích druhů popínavých rostlin a usnadní jejich údržbu.