Národný futbalový štadión má vysoký podiel zelenej energie

Stavba získala cenu EFEKTIA 2019 za energetickú efektívnosť v kategórii súkromný sektor. Okrem technického riešenia hodnotila porota aj prínos projektu, ktorý ukazuje, že aj pri značnom zastavaní územia sa dá realizovať dielo s výnimočnými výsledkami z využívania podielu obnoviteľných zdrojov energie.

Štadión vyrástol v areáli pôvodného stánku ŠK Slovan Bratislava a má kapacitu 22-tisíc miest a kategóriu 4 podľa smernice UEFA pre infraštruktúru štadiónov. Súčasťou štadióna bude aj nákupné centrum, dvadsaťposchodová administratívna budova a byty.

Jednou z podmienok, ktoré Národný futbalový štadión vyžadoval pri verejnej obchodnej súťaži na dodávateľa energie, bolo práve využívanie obnoviteľných zdrojov v najvyššej možnej miere. Cieľom bolo nájsť najefektívnejšie, najlacnejšie a zároveň „najzelenšie“ riešenie dodávky tepla, chladu a elektrickej energie na 20 rokov.

Rozhodovacími kritériami tak boli ceny všetkých komodít, podiel obnoviteľných zdrojov v projekte a maximálne medziročné zvýšenie ceny tepla a chladu. Súťaž vyhrali Slovenské elektrárne – energetické služby, s. r. o. (SEES), ktoré sem budú dodávať teplo, chlad a elektrinu počas stanovených 20 rokov a budú sa starať aj o údržbu.

Všetky stroje, rúry či elektrické skrine zostávajú v majetku SEES počas celého kontraktu, čo znamená, že spoločnosť nesie plnú zodpovednosť za udržanie celého energetického centra vo vynikajúcom stave. A najlepší stav znamená najlepšie ceny pre všetkých dotknutých zákazníkov.

Technické riešenie

V rámci riešenia sa Slovenské elektrárne – energetické služby zaviazali vybudovať miestnu distribučnú sústavu elektrickej energie. Riešenie pozostáva zo štyroch transformátorových staníc od renomovaného dodávateľa Schneider (osadené sú v nich vždy dva kusy transformátorov), ktoré budú fungovať ako samostatné alebo ostrovné distribučné miesta.

To umožní ponúknuť zákazníkom lepšiu konečnú cenu. V prípade núdze je objekt napojený na dva záložné dieselagregáty. Záložné napájacie batérie sa používajú na systémy nevyhnutné na prevádzku štadiónov (a iných objektov), ako sú osvetlenie, výťahy, bezpečnostné zariadenia atď.

Zrealizuje sa aj doplnková elektrická prípojka, ktorou sa zabezpečí zvýšenie energetickej bezpečnosti objektu.
Vykurovanie a chladenie je postavené na kombinácii využitia tepelných čerpadiel so studňami a plynovej kotolne.

Unikátom je využívanie tzv. odpadovej energie v prechodných obdobiach, keď sa jednotlivé časti objektu budú môcť podľa potreby vzájomne vykurovať či ochladzovať.

Efektívnosť štadióna zvyšuje aj osvetlenie modernými LED svietidlami, pre ktoré sa investor rozhodol v rámci výmeny pôvodne vyprojektovaného osvetlenia. Vykurovací výkon je spolu 8 MW, chladiaci výkon 6 MW. Elektrická energia s výkonom  4 MW sa do dvoch rokov ešte zvýši.

Vykurovanie a chladenie

Ako hlavný zdroj slúžia tepelné čerpadlá typu voda-voda, vrcholy vo vykurovaní budú pokryté kondenzačnými plynovými kotlami a vrcholy v chladení chladičmi s chladiacimi vežami. Ako záložný zdroj sa môže použiť teplo od miestneho dodávateľa teplej vody.

Obnoviteľnými zdrojmi energie bude celkovo pokrytých 45 % tepla a chladu. Na realizáciu tepelných čerpadiel bolo potrebné vybudovať dve vsakovacie a štyri čerpacie studne, vďaka ktorým sa využíva nízkopotenciálne teplo na výrobu energie s vyšším potenciálom (teplo a chlad).

Žiaľ, zastavanosť územia neumožnila vybudovať viac studní. V opačnom prípade by bol podiel OZE ešte výrazne vyšší. Pri plnej prevádzke tepelných čerpadiel (1,0 MW) možno zabezpečiť 47-percentný podiel OZE na vykurovaní.

Pre kapacitu štadióna by tieto zdroje postačovali, ale v záujmovom území sa nachádza ešte individuálna bytová výstavba s 351 bytmi a administratívna budova s viac ako 20 podlažiami, preto sa pristúpilo ešte k inštalácii plynovej kotolne s celkovým výkonom 3,4 MW a záložného systému pomocou horúcovodného napájania.

Výnimočné je využívanie tzv. odpadovej energie v prechodných obdobiach. Napríklad v jarnom období, keď severná strana potrebuje vykurovať (čo je ešte primárna podmienka) a južná strana chce chladiť, sa bude primárne vyrobenou energiou (teplo z tepelného čerpadla) objekt vykurovať a „odpadová energia“ (chlad) sa využije na chladenie.

Samozrejme, dá sa to využiť aj opačne, keď je pri chladení odpadovou energiou teplo, ktoré možno akumulovať a takisto využiť – či už na vykurovanie, alebo na prípravu teplej vody. To všetko má mimoriadne veľký vplyv na efektívnosť. Absolútnou samozrejmosťou je nadradený systém merania a regulácie, ktorý má za úlohu riadiť zdroje čo najefektívnejšie.

Riadi celú technológiu, aby sa zabezpečilo, že indexy COP a EER (alebo účinnosť vo všeobecnosti) sú vždy najvyššie možné. Pre celé energetické centrum je nevyhnutnosťou aj systém BMS (Building Management System), ktorý riadi a udržiava systém zdravý a efektívny.

Realizácia pomocou BIM

Projekt sa realizoval pomocou BIM procesu, ktorý umožnil lepšiu koordináciu všetkých profesií HVAC (vykurovanie, ventilácia a klimatizácia, elektrina, vetranie atď.). Zároveň pomohol rýchlemu vyriešeniu všetkých problémov počas výstavby a v neposlednom rade aj okamžitej viditeľnosti všetkých architektonických zmien.

Článok vznikol z podkladov spoločnosti Slovenské elektrárne – energetické služby, s. r. o.

Článok bol uverejnený v časopise TZB Haustechnik 1/2020.