Projekční práce pro zoologické zahrady – Úvod

otopné soustavy

Expanze člověka narušuje přirozené prostředí většiny volně žijících zvířat a některé druhy se tak ocitají na samé hranici vyhynutí. Pro většinu moderní populace je prakticky jedinou možností seznámení se s těmito ohroženými druhy zvířat návštěva zoologické zahrady.
Zoologická zahrada (jinak také ZOO) je vědecké a osvětové zařízení určené k chovu ohrožených druhů zvířat v zajetí, pokud možno v podmínkách co nejbližších přirozenému životu příslušného druhu v přírodě.
Jelikož náplní našeho časopisu je problematika zajištění vnitřního prostředí, bude následná série příspěvků věnována právě výše uvedenému, ale s ohledem na zvláštnosti, které chov zvířat v zajetí a našich klimatických podmínkách vyžaduje. Počínaje zálohovostí zdrojů tepla, kdy i krátkodobý výpadek dodávky tepla může způsobit smrt zvířete, tak i způsobu vytápění, které je ovlivněno např. požadavkem na maximální hlučnost, elektromagnetickým polem u vytápění elektrickým proudem, umístěním otopných ploch (exkrementy) apod.
Samostatná a neméně zajímavá je i ta skutečnost, že zvířata chovaná v zajetí mají ve výbězích v podstatě „dlouhou chvíli“, a tak například zkouší povolit různé spoje a vzhledem k jejich, pro člověka nepředstavitelné, síle a vytrvalosti, se jim to mnohdy povede.
Následující příspěvky se budou zabývat danou problematikou, kdy návrh otopné soustavy musí počítat s některými zásadními omezeními, která právě s chovem zvířat v ZOO souvisejí. Domníváme se, že tato oblast je natolik zajímavá, že stojí za to nevšední zkušenosti z projekce, a rovněž i následného provozu, přiblížit čtenářům našeho časopisu.

Zdeněk Číhal

V rámci své praxe se již několik let podílím na projektech vytápění pavilonů zvířat a jejich zázemí. Pro ZOO Praha to bylo několik hlavních pavilonů, jako např. pavilon goril, žiraf, tzv. africký dům, pavilon indonéské džungle či pavilon gaviálů (krokodýlů z Indie). Tepelně méně významné, avšak velmi zajímavé, jsou pak pavilony lachtanů, hyen, plameňáků, pavilon vodní říše, pěstební skleník nebo také chovatelská zázemí pro antilopy.

V nedávné době k nim přibyl ještě pavilon slonů, hrochů, antilop a papoušků. Posledním projektem, který se právě připravuje, je pavilon pro pandy. Celkem jsem pro ZOO projektoval na cca 30 různých objektů. Kromě ZOO Praha také objekty v dalších zoologických zahradách (Brno, Jihlava) pro medvědy, lvy, opice, kapustňáky a vlky.

Na samotný úvod je třeba zmínit, že způsob a princip vytápění jednotlivých pavilonů je velmi rozdílný. Před mnoha lety jsem se například snažil v generelu ZOO Praha prosadit plynofikaci. Zahrada byla tehdy sice již plně elektrifikovaná, ale čekala ji výstavba velkých pavilonů (africký dům, indonéská džungle, sloni, hroši). Záměr s plynofikací se podařil a dnes jsou tyto pavilony plynem úspěšně zásobovány.

Obr. 1 • Pavilon goril

Zajímavostí je, že ze strany ZOO byl hned od začátku vznesen požadavek na 100% zálohování zdrojů tepla. Pavilony zásobované zemním plynem jsou tedy zálohovány lehkým topným olejem a malé elektrické pavilony mají přívod elektřiny vždy ze dvou směrů. Proč tento požadavek?

Například žirafu vhledem k jejím rozměrům nelze jednoduše přikrýt dekou a tak do dvou hodin od výpadku vytápění dochází u zvířete k nachlazení. K takové havárii došlo například v indonéské džungli a ošetřovatelé byli tehdy velmi rádi, že byla záloha funkční. Zálohování ze dvou zdrojů je i v případě pavilonu slonů a hrochů. Obě kotelny jsou propojeny bezkanálovým potrubím a je možné je provozovat obousměrně. Navíc kotelna v objektu slonů je zálohována lehkým topným olejem.

K vlastnímu vytápění pavilonů mám pár příkladů:

V mediálně nejznámějším pavilonu goril je stěnové vytápění instalované ve skalách i odstavných boxech. Pod prosklenou střechou je systém otopného registru. Podlahové vytápění zde instalováno není.

V pavilonu indonéské džungle je otopná soustava tvořena několika systémy. Hlavní prostor je uvnitř objektu obehnán chodbami, které jsou vytápěny na plnou teplotu 20 °C. Hlavní prostor se tak stává vnitřním prostorem se stěnovým a podlahovým vytápěním. Pod prosklenou kopulí je instalováno 1700 m otopných trubek, které jsou v podstatě součástí střechy. Dodavatelem tohoto typu potrubí nebyla tope­nářská firma, ale přímo dodavatel stropní ocelové konstrukce. Zajímavostí je, že maximální povolená teplota otopné vody v trubkách je z důvodu roztažnosti potrubí 75 °C.

Obr. 2 • Pavilon indonéské džungle – otopné trubky jako součást střechy

Dalším zdrojem tepla jsou elektrická quartzová topidla, která zvyšují lokální teplotu ve výstavních boxech tak, aby byla ozářena právě ta místa, kde se zvířata vyhřívají. V pavilonu se v rámci různých expozic připravuje celkem 5 druhů bazénových vod.

Roční spotřeba zemního plynu se zde pohybuje okolo 165 000 m³·a^–1. I přes provedenou simulaci výpočtů v rámci Ústavu techniky prostředí, Fakulty strojní ČVUT dnešní provoz ukazuje, že problémem není vytápění daného objektu, ale jeho větrání a to v jarních měsících. Ve střeše jsou instalovány větrací otvory pro odvod kouře, které dnes slouží nejen jako bezpečnostní prvek v případě požáru, ale jako hlavní větrací otvor pro odvod přebytečného tepla.

Před několika lety byl otevřen pavilon gaviálů – krokodýlů s dlouhým nosem. Nositelem energie je zde elektrický proud. Vlastní otopná soustava je tvořena podlahovým vytápěním jak na pláži, tak i částečně pod vodní hladinou. Dalším zdrojem tepla jsou stropní sálavé panely, které se mi po dlouhé době podařilo prosadit. Vytápění funguje k plné spokojenosti chovatelů. Celá otopná soustava je doplněna o elektrické bodové zdroje tepla a elektrické topné kabely v místech atraktivních pro návštěvníky.

Obr. 3 • Pavilon gaviálů

K tomuto pavilonu se váže jedna osobní vzpomínka, kdy jsem byl kurátorem chovu plazů dr. Velenským přemluven k tomu, abych před započetím projekčních prací nejprve „nasál“ atmosféru a teplotu expozice. Nejvhodnější se mu zdálo terárium hadů, konkrétně expozice anakond! To, že jsem s tímto výběrem vnitřně příliš nadšen nebyl, snad ani nemusím zmiňovat. Anakondy byly tehdy naštěstí nakrmené a o nějakého projektanta nejevily žádný zájem. Atmosféru jsem dle dohody nasával, ale dobře mi z toho nebylo. V případě expozice gaviálů a varana komodského v indonéské džungli, který je v dospělosti schopen usmrtit i člověka, jsem pak velice ocenil, že jsem mohl atmosféru vnímat ještě bez přítomnosti těchto predátorů.

Obr. 4 • Sálavé panely v pavilonu gaviálů

Další zajímavostí byl pavilon medvědů v ZOO Brno. Zde byl požadavek na vytápění místnosti, kde měla medvědice trávit zimu a vrhnout mláďata. To se také stalo, ale před dalším zimováním se medvědice rozhodla, že si vyhrabe vlastní noru a vyhloubila si brloh o délce 6 m – bez tepelných zdrojů. Natěžené zeminy bylo ve výběhu navíc takové množství, že ze strany medvědů hrozilo překonání ochranných plotů.

Při navrhování technologie v jednotlivých objektech je nutné znát požadavky jednotlivých zoologů. Každému zvířeti vyhovuje něco jiného. Co zvířata nemají ráda vše­obecně je proud vzduchu ze vzduchotechniky. A proto je větrání, pokud to lze, omezováno a důraz je kladen na větrání přirozené.

Důležitá je rovněž variabilita tepelných zdrojů v prostředí zvířat. Většinou se jedná o návrh základního vytápění pomocí sálavých pasů, podlahového vytápění, stěnového vytápění a jejich kombinací. Tento základní systém je vždy doplněn o lokální zdroje tepla, jako jsou elektrické sálavé panely, quartzová topidla nebo lampy. Zvířata si tak mají možnost dle svého rozhodnutí vybrat místo, které jim nejlépe vyhovuje. Ve skutečnosti jim však toto místo vybírá ošetřovatel, který kombinací těchto tepelných zdrojů směruje zvíře do zorného pole návštěvníků. Například u pand nebudou vybraná místa tvořena zdroji tepla, ale naopak chlazenými kameny.

Při návrhu otopných soustav je třeba zohlednit jistá omezení, jako je třeba močení zvířat na povrchy s podlahovým vytápěním, kdy dochází k rychlému odparu moči, což samozřejmě generuje nepříjemný zápach. Podlahové vytápění proto nebylo možno instalovat do pavilonu goril, také v indonéské džungli je podlahové vytápění jen na 1/3 plochy jednotlivých výběhů.

Dalším limitujícím faktorem je pak výška objektů ve vztahu k instalaci sálavého podstropního vytápění. U pavilonu slonů je to dosah šikovného chobotu, který je schopen zařízení strhnout a nejen to. Navrhoval jsem, aby otopnou plochu tvořily trubkové konstrukce formující jednotlivé přepážky ustájených zvířat. Jednalo se v podstatě o registry z hladkých trubek. Vše se zdálo být na dobré cestě až do přípravy radiátorového šroubení, které je zvíře svým chobotem schopno povolit a jeho pozornosti by ­neunikla ani matice na případném krytování tohoto šroubení.

Obr. 5 • Pavilon slonů

Na závěr svého úvodního povídání o aspektech projekčních prací pro zoologické zahrady ještě uvedu poslední zajímavost z pavilonu žiraf, kde musí projektant počítat s nadstandardní výškou, které dosáhne samec při páření. Chovatelé mne upozornili na fakt, že pokud by se u této činnosti samec byť jen jednou uhodil do hlavy, tak by páření pravděpodobně nebyl ochoten nikdy více opakovat.

V některém z dalších čísel Topin se již podrobně ­zaměříme na pavilon indonéské džungle.

fotodokumentace: Ing. arch. Pavel Ullmann, AND

Projecting Works for Zoos – Introduction

The article introduces the heating specifics of various Zoological gardens pavilions, taking into account the peculiarities that animal husbandry in captivity and in our climatic conditions require.

Beginning with the heat sources backup, where a short-term heat supply failure can cause animal death as well as heating methods influenced, for example, by a maximum acceptable noise level, electromagnetic field generated by electric heating, placement of heating surfaces (excrements, animals height, safety), etc.

Keywords: heating, zoo, animal pavilions, restrictive conditions