A cikksorozat első részében bemutatásra került a Keleti-utascentrum kivitelezésében felmerült építészeti, belsőépítészeti nehézségek és műszaki szakmai megoldásaik, most arra teszünk kísérletet, hogy a gépész- és a villamosterületen próbálunk néhány érdekességet bemutatni. Jelen cikkrész fókuszába a megújuló energia fontossága, a fűtési-hűtési rendszer, a komfortszellőzés, a hő- és füstelvezetés, az épületfelügyeleti rendszer került.
A MÁV Műszaki Tervezési Osztály életében, így az épületgépészeti szakág esetében is, nagy jelentőséggel bíró feladatként jelentkezett 2017-2018-ban a Keleti pályaudvar felújításának átfogó vizsgálata. Az átfogó vizsgálat során minden érintett szakágra vonatkozóan állapotrögzítő felméréseket készített, amelynek része volt a meglévő épületgépészeti rendszereket érintő összefoglaló. A szakági összefoglaló összeállítását nehezítette, hogy a meglévő állapotokat tükröző tervi állomány nem állt teljes mértékben rendelkezésre vagy hiányos volt. Közösen az üzemeltetési-karbantartási csoportok segítségnyújtásával, ezt a problémát végül kezelte a projekt-előkészítés csapata. A helyzetértékelést követően elkészítésre került a szakági koncepció, amely a lehetséges építészeti, ingatlanhasználati lehetőségeket is figyelembe vette. A kidolgozott koncepció az épületegyüttes teljes körű rehabilitációját tűzte ki célul, tekintettel a pályaudvar minél magasabb fokú folyamatos üzemeltethetőségének biztosítására. A koncepció megvalósítása több ütemre tervezett akkor, azonban az előkészítő munkákban szereplő javasolt átfogó program üzemeltetési, valamint gazdasági okok miatt szűkítésre került. Ennek részeként a közforgalmi utasvécé, valamint egy központi utascentrum kialakítása vált kiemelt feladattá. Épületgépészeti szempontból nagy jelentőségű volt a meglévő, gyakran igencsak elhasználódott épületgépészeti hálózatok, rendszerelemek minél pontosabb, magasabb fokú felmérése, ezek kiválthatóságának előkészítése. Utóbbi feladatoknál külön figyelemmel kellett lennie a tervezőnek arra, hogy az éppen aktuális tervezési területekre fókuszáló épületgépészeti megoldások kialakítása ne „építse el” a további, még felújításra váró területek fejleszthetőségét. Fontos tényező volt továbbá, hogy a tárgyi épületegyüttes műemléki védelem alatt áll, miközben a mai kor elvárásainak megfelelő komfortigények, munkakörülmények kiszolgálása a cél. Ennek érdekében a tervezett épületgépészeti megoldások – az általában felmerülő szakági igények kielégítése mellett – igen komoly mértékben igazodtak az illetékes Építésügyi és Örökségvédelmi Hivatal által előirányzottakhoz. A tervezési, majd kivitelezési folyamat megmutatta, hogy meglévő épületek felújítása, korszerűsítése során kiemelten fontos a résztvevők (gondolunk itt a megrendelő, felhasználó, tervező, üzemeltető, hatóság) részéről a folyamatos, konstruktív, előremutató, kompromisszumkész egyeztetés, egymás munkáinak, feladatainak segítő támogatása.
A megújuló energia fontossága
A megújuló energia ötlete és javaslata Nikola Teslának köszönhető. Manapság az épületgépészeti beruházásnál alapvető követelmény az ilyen típusú energia felhasználása. A megújuló energia alapvetően valamilyen környezeti energia felhasználását jelenti. A hőtermelést tekintve a legegyszerűbb és legkompaktabb megoldás a levegő-víz hőszivattyú. Ennek megfelelően az utascentrum kiviteli tervében és így a megvalósulásban is szerepelt egy levegő-víz hőszivattyú. A jelenlegi energiaárak összehasonlítása az 1. táblázatban található. A táblázat Arány oszlopára hívjuk fel a figyelmet, amely szerint, ha a hőszivattyú jósági foka az 1,23 értéktől nagyobb, akkor az kedvezőbb/olcsóbb megoldás a földgázhoz viszonyítva. (A táblázatban nincs figyelembe véve kazánhatásfok, illetve a távvezeték hővesztesége.) Ennek megfelelően az ide beépített hőszivattyú üzemeltetési költség szempontjából optimális megoldás. A berendezés teljesítménye alapján (+4 °C külső hőmérsékletre vonatkoztatva) pedig biztosítja a teljes fűtési hőigényt. A kivitelezésre került hőszivattyú (1. ábra) fűtési jósági foka 1,6 kW/kW, következésképpen ezzel a berendezéssel költséghatékonyabb a fűtés, mint a telepi távhővel.
Fűtési-hűtési rendszer
A fűtési-hűtési rendszer hőenergia-igényét egyrészt a telepi távhő, másrészt a fentebb említett levegő-víz hőszivattyú biztosítja. Az egyes helyiségekben hűtő-fűtő Fan-coil berendezés, illetve radiátorok biztosítják a termikus komfortot. A hűtést illetően külön kiemelkedő érték a hőszivattyú szezonális hűtési jósági foka, ami 4,05 kW/kW érték. Az 1. ábrán szereplő berendezés tömege – a méretezési adatlap szerint – 768 kg és ezt a 2. ábrán látható déli homlokzati kép alapján kilenc méter magasra kellett daruval beemelni. A 2. ábrán jelölve van a hőszivattyú (kék téglalap), a friss levegővételi és az elhasznált levegő lamellás szellőzőjének – járdaszinttől 23 méter – (zöld téglalap), valamint a hő- és füstelvezető ventilátor – járdaszinttől 23 méter – (piros téglalap) helye.
1. ábra. A Keleti-utascentrumot ellátó hőszivattyú
2. ábra. Keleti pályaudvar déli homlokzati képe
Komfortszellőzés
Mivel az utascentrum egy zárt tér és folyamatosan emberek tartózkodnak benne, ezért a mesterséges szellőztetés kialakítása nélkülözhetetlen, ezért amire oda kellett figyelni, az a szokásostól eltérő, azaz a következő szempontok voltak:
Külön szellőzés biztosítása az ügyféltérnek és a kiszolgálóhelyiségeknek.
A két rendszert szét kell választani és tartószerkezettel megtámasztani.
A frisslevegő-vételi hely és az elhasználódott levegő kivezetésének a helye csak a tetőn lehetséges.
A tetőfelépítmény kialakítása és a lamellás szellőzők (3. ábra) bedaruzása a tetőre.
3. ábra. Lamellás szellőző a tetőn
Hő- és füstelvezetés
A hő- és füstelvezetés kialakítása is nélkülözhetetlen, de ebben az a kiemelkedő nehézség, hogy a ventilátorberendezés tömege 154 kg és ezt a járdaszinttől 23 méterre kellett beemelni (4. ábra).
4. ábra. A hő- és füstelvezető ventilátor az A épület tetején
Belső komfort
Ezen a szakterületen a légtechnika és a hűtéstechnika a kritikus tényező, mert ezeken egy kisebb eltérés is komoly komfortproblémát okozhat. Ennek elkerülése érdekében az épületgépész műszaki ellenőr minden kivitelezési munka esetében ellenőrző méréseket végez. Ilyen mérések a következők:
zaj (a mért érték a tervezett/előírt határérték alatt van);
légmennyiség;
huzat (lásd az 5. ábrát a légsebességmérésről);
légállapot: hőmérséklet, relatív páratartalom, harmatpont (6. és 7. ábra).
5. ábra. A légsebesség értéke az ügyféltérben (a vetőfúvókák sebességleépülése megtörtént a tartózkodási zónában)
A Keleti-utascentrum esetében ezen mérések eredményei megnyugtatók voltak mindenki számára, mert a kapott értékek az előírt/tervezett komfortértékeket biztosítják. A méréseket hiteles eszközökkel végezték. Az esetleges diszkomfort tényezőkre – mint a huzatérzet, vertikális hőmérséklet-különbség, meleg-hideg padló, sugárzási aszimmetria – nem volt példa.
6. ábra. A levegő hőmérséklete és relatív páratartalma 7. ábra. A 6. ábrán lévő légállapothoz tartozó harmatponti hőmérséklet (td dewpoint)
Épületfelügyeleti rendszer
Minden komolyabb épületgépészeti rendszerhez tartozik egy szabályozástechnika is, amely az épületgépészeti elemeket felügyeli és irányítja (8. ábra). Ebben az a rendkívüli, hogy nincs két egyforma épületgépészeti hálózat, így csak egyedileg készített szoftverrel lehet kezelni az egyes elemeket. Az alkalmazás Visual SCADA/HMI segítségével készült, aminek SQL szerverkapcsolata is van. Természetesen ez az alkalmazás szerzői joggal védett. A szoftver – VPN-en keresztül – elérhető távolról is a kezelés megkönnyítése érdekében. További különlegessége az épületgépészeti és szabályozástechnikai rendszernek, hogy a tavaszi és őszi átmeneti időszakokban is kiszolgálható a termikus komfort.
8. ábra. Az épületfelügyeleti rendszer főmenüje
Kivitelezési nehézségek
Az épületgépészeti berendezések és szerkezetek kivitelezése során felmerültek nehézségek, hiszen a szakipari munkák egymásra épülnek és egymástól függenek. Ilyenek voltak például a következők:
A fűtési vezeték közel kettő évig nem üzemelt, így a vezetékekben lerakódások keletkeztek. Ennek eltávolítására az volt a megoldás, hogy a próbaüzem alatt a szűrőket és iszapleválasztókat folyamatosan figyelemmel kísértük és szükség esetén tisztítottuk.
Figyelmeztettük a kivitelezőt, hogy a lezáratlan gépészeti vezetékek végeit elpiszkolódás ellen védeni kell. Ez nem mindig történt meg, ennek most az lett a következménye, hogy a kiszolgálóhelyiségek légkezelőjében (9. és 10. ábra) a befúvószűrő (F7 finomszűrő) már eltömődést (nyomásemelkedést) mutat. Természetesen ezt a vállalkozó garanciálisan cseréli.
9. ábra. A B épület légkezelő gépháza 10. ábra. Az A épület légkezelő gépháza
Javaslat az üzemeltetéshez
Az üzemeltetésnél az egyik alapvető szempont a termikus komfort biztosítása, a másik a gazdaságos üzemeltetés, azonban ezek szemben állnak egymással. További nehézséget okoznak a következők:
a benn lévő személyek hőérzete szubjektív;
átmeneti időszakban egyszerre lép fel hűtési és fűtési igény;
adott helyiségen belül eltérő termosztáthőmérséklet- (Fan-coil, illetve befújt levegő) beállítás.
A fenti nehézségekből az következik, hogy a fűtési és hűtési rendszer hőmérséklet szempontjából „szétszabályozódik” és „energiagyilkosság” lesz, hiszen a tér egyik pontján lévő lehűtött levegő a tér másik részén felmelegítésre kerül. Ez hőmérséklet szempontjából 2-4 °C-ot is jelenthet, ami az energiapazarláson túlmenően termikus diszkomfortérzetet is okoz. Ezt elkerülendő, a komforttérben dolgozókkal és az üzemeltetőn egységesen befújt és a termosztátokon beállított hőmérsékleti koncepció a megoldás.
Villamosenergia-ellátás
Általánosan elmondható, hogy a teljes munkára hatással vannak a közbeszerzési eljárás kötöttsége/„szabadsága”, a MÁV Zrt. üzemeltetőinek jogos elvárásainak való megfelelés kettőssége, a tervezés lezárása és a megépítés közötti műszaki előírás- és utasításváltozások érvényre juttatásának kezelése. A közbeszerzési eljárásban meghatározott munkákon túl, az üzemeltetőnek a munkaterületet érintő, de azokhoz közvetlenül nem tartozó feladatokat kezelnie kellett, igazodva a vállalkozó határidő-rendszeréhez, amelyekhez munkaerő-, eszköz- és anyagszükséglet is társult. Teljes felújítás esetén ez nem merült volna fel.
KUC épületvillamossági tervezési összefoglaló
A tervezési munka kezdetét állapotfelmérés és a helyszín részletes feltárása előzte meg. Az állapotfelmérésben és az üzemelő rendszer megismerésében nagy segítséget nyújtottak az üzemeltetői tapasztalatok, információk. A rendelkezésre álló információk alapján sor kerülhetett a villamos szakági koncepció kidolgozására. A koncepció kialakítása során bizonyossá vált, hogy a terület részére független táplálást kell kiépíteni a megnövekedett teljesítményigény kiszolgálása érdekében. A megnövekedett teljesítmény zömében az utas-, illetve a dolgozói komfort növeléséből tevődik ki.
11. ábra. Kábelbehúzás előkészítése a peronon
Az utascentrumot tekintve a villamosenergia-ellátási koncepciójaként a kéttranszformátoros táplálású rendszer mellett született döntés. A kéttranszformátoros táplálás a jobb terhelésmegosztás és tartalékképzés miatt fontos, ennek segítségével az újonnan kiépült rendszer nagy üzembiztonsággal képes üzemelni. A táplálókábelek a tápforrás és az elosztóberendezések között alépítményben haladnak. Új nyomvonal kiépítésére nem volt lehetőség, ezért a kábelek behúzását megelőzően az alépítményrendszer precíz felmérésére és feltárására volt szükség. Rendkívüli nehézséget okozott, hogy a Keleti pályaudvar meglévő alépítmény-hálózata igencsak telített, és a nagy keresztmetszetű kábelek behúzását tekintve ez megnehezítette az elvégzendő feladatot.
Ezen körülmények, az átvitt teljesítmény, a több száz méteres fektetési hossz figyelembevételével gumikábel kiválasztása és alkalmazása volt indokolt. Az erenként 240 mm2 keresztmetszetű, közel 8 cm külső átmérőjű térhálósított polietilén szigetelésű gumikábelt, még a kis hajlítási sugár ellenére is, embert próbáló feladat volt behúzni (11. és 12. ábra). A gumikábel beszerzése tekintetében az volt a tapasztalat, hogy a kábel beszerzése időigényes, mivel ilyen kábelt ebben a keresztmetszetben a gyártók is csak megrendelésre készítenek. A Keleti pályaudvar járható felületeinek teherbírása miatt a kábeldobot vasúti szállítójárművel kellett a helyszínre szállítani (13. ábra). A tervezési és a kivitelezési munka során, mivel vasúti területről van szó, szem előtt kellett tartani a közel 100%-os üzemidőt. Ekkora mértékű kihasználtság csak megfelelő minőségű eszközök tervezésével és beépítésével biztosítható. A villamos berendezés típusa és gyártója ennek szem előtt tartásával került kiválasztásra. Ezenfelül a tartalék alkatrészek rendelkezésre állása és könnyű beszerezhetősége is fontos szempont volt a gyártó kiválasztásának tekintetében. A villamos elosztórendszerek sajátossága, amelyek vasúti területen kerülnek kiépítésre, hogy a földelési viszonyok és villamosmozdonyok vontatásiáram-visszavezetése miatt a villamosenergia-elosztó hálózaton tranziens jelenségek jelenhetnek meg, amelyek hatással lehetnek az érzékeny elektronikus berendezésekre.
12. ábra. Betápláló kábelek behúzása
A főelosztókból induló, különböző szervezetekhez, szolgálatokhoz tartozó leágazások, fogyasztók távleolvasható fogyasztásmérőkkel kerültek kialakításra. Ezenfelül az almérők kialakításánál szem előtt kellett tartani az 1/2020 MEKH-rendeletben foglaltakat. A villamoselosztó rendszerben többlépcsős túlfeszültségvédelmi rendszer került kialakításra. A betáplálási ponton T1+T2, az alelosztókban T2 és létfontosságú, valamint kiemelt fogyasztók beépítési helyein T3-as típusú túlfeszültséglevezető került beépítésre. A pénztárakban az esztétikum és a beépítési lehetőségek miatt a villamos csatlakozóaljzatok az adatátviteli végpontokkal együtt, padlódobozokban kerültek beszerelésre. A kivitelezésnél különös figyelmet kellett fordítani arra, hogy az építészeti, valamint az összes érintett villamos szakág képviselői (kivitelező, műszaki ellenőr és adott helyzetben tervező) szoros együttműködésben hajtsák végre a feladatukat.
13. ábra. A kábeldob vasúti szállítójárművel történő beszállítása
A normál világítási berendezés kialakítását LED-lámpatestekkel terveztük. Az utasforgalmi részek világítása, beleértve a lámpatesteket és azok vezérelhetőségét, az építészeti és belsőépítészeti kívánalmak figyelembevételével került kialakításra. Az építészeti követelmények mellett nem lehetett megkerülni az MSZ EN 12464-1 szabvány szerint előírt átlagos megvilágítás minimális értékét és az egyenletességre meghatározott követelményeket. Ezenfelül az utasforgalmi és irodaterületeknél fontos követelmény a káprázásmentes világítás kialakítása. Ezen területek lámpatestjeinek kiválasztása során nagy hangsúlyt fektettünk erre a követelményre. Az utasforgalmi részekbe, jegypénztár álmennyezetébe süllyesztett sávos lámpatestek kerültek beépítésre állítható fényáramú kivitelben, a természetes megvilágítás és szükséges megvilágítás közötti egyensúly eléréséhez. A lámpatestek elrendezése igazodik a megvilágítandó területek geometriájához és a belsőépítészeti elgondoláshoz. A folyosókon, raktárakban mélysugárzó lámpatestek kerültek alkalmazásra mozgás- és jelenlétérzékelővel vezérelve. Azon helyiségekben, ahol a felhasználási körülmények megkívánták, por- és páramentes lámpatestek kerültek kiválasztásra. A normál megvilágítási rendszer mellett tartalékvilágítási rendszer létesítése is követelmény volt. A tartalékvilágítási rendszer központi akkumulátoros kialakítású. Az utasforgalmi és építészetileg fontos területeken a biztonsági világítás a normál lámpatestek megfelelő, egyenáramról is működő meghajtóval történő alkalmazásával lett kialakítva. A biztonsági világítás vezérlése az egyes elosztókban elhelyezett feszültségfigyelő modulok által történik. A feszültségfigyelő modulok bemenetei ellenőrzik a normál világítási áramkörök feszültségének meglétét. Amint az egyik bemeneten a feszültség eltűnik, a tartalékvilágítási központban a bemenethez tartozó kimenet aktívvá válik (a központhoz tartozó adatátviteli kábelezésen keresztül), így biztosítva, hogy nem borul teljes sötétségbe egy-egy épületrész. A mozgólépcső-felügyeleti munkahely létrejöttével lehetőség nyílik további fejlesztésekkel állandó épületüzemeltetési felügyelet létrehozására.