Ve stavební škole ve Vysokém Mýtě vznikla Hydrotechnická laboratoř

Vysoké Mýto – Vyšší odborná škola stavební a střední škola stavební Vysoké Mýto je akreditována pro výuku předmětů inženýrského stavitelství se zaměřením na dopravní a vodohospodářské stavby. Mezi stěžejní předměty tohoto oboru patří hydraulika. Pro zkvalitnění její výuky se zástupcům školy společně s Pardubickým krajem podařilo zajistit dostatečnou finanční podporu ve výši 2,5 mil. korun z Regionálního operačního programu NUTS II Severovýchod. V průběhu roku 2014 tak byla vybudována moderní výuková hydrotechnická laboratoř s průtočnou kapacitou vody až 36 l/s. Projektová dokumentace technologické části laboratoře, dozor nad stavbou a odladění technologie byly zajištěny pracovníky Ústavu vodních staveb Fakulty stavební Vysokého učení technického v Brně. Dodavatelem stavební části byla Stavební společnost Chrudim spol. s r.o., dodavatelem části strojní a elektrotechnologické byla firma Redis spol. s r.o.

Různé formy a možnosti vzájemné interakce vody se stavebními konstrukcemi lze velmi dobře posluchačům školy přiblížit na zmenšených hydraulických modelech, které jsou instalovány do hydraulického okruhu laboratoře. Je tak možné velmi realisticky prezentovat řadu jevů a různé typy proudění, se kterými se posluchači mohou ve své praxi setkat.

Hydraulický okruh laboratoře, jenž je patrný z obrázku, je umístěn v prvním podzemním podlaží v půdorysně obdélníkové místnosti o ploše 55 m2. Součástí laboratoře je i bezprostředně na ni navazující posluchárna. Okruh je tvořen třemi základními prvky – zásobní jímkou s čerpací stanicí, rozvodnými potrubími a na ně navazujícími měrnými tratěmi, do kterých je možné instalovat zmíněné zmenšené modely.

Zásobní jímka, jež tvoří současně jímku čerpací a akumulační, má obdélníkový půdorys (2,50 x 2,00) m s hloubkou pod úrovní podlahy 1,60 m. Celkový objem vody v jímce při maximální hladině je 6,5 m3, což je dostačující pro pokrytí provozu celého hydraulického okruhu.

V jímce jsou instalována v paralelním zapojení dvě ponorná odstředivá čerpadla o celkovém příkonu 4 kW. Tato čerpadla jsou dimenzována tak, že při souběžném chodu jsou schopna do hydraulického okruhu dopravit až 36 l/s. Voda od čerpadel je dopravována nerezovým potrubím do spojné předlohy, ze které vyúsťují dvě hlavní tlakové větve hydraulického okruhu v dimenzích DN 100, resp. DN 50. Různou volbou průměrů tlakových větví je dosaženo jak dostatečné kapacity hydraulického okruhu, tak i korektního měření průtoku. Minimální měřitelný průtok v hydraulickém okruhu se pohybuje od 0,3 l/s.

Po konzultacích se zástupci školy byly v rámci hydraulického okruhu navrženy celkem tři měrné tratě, z nichž nejdůležitější je hydraulický měrný žlab o celkové délce 6,50 m. Ten je navržen jako pevný, nesklopný s prosklenými bočními stěnami, nerezovým dnem a s účinnou šířkou 0,36 m. Celá konstrukce měrného žlabu je umístěna na nosné konstrukci z válcovaných žárově zinkovaných nosníků. Do horní části nosné konstrukce žlabu jsou speciálním tmelem vlepena jednotlivá skla tloušťky 12 mm. Přítokový element žlabu je vybaven několika stupni tlumících a stabilizačních prvků pro dosažení homogenity proudění na začátku a po délce měrného žlabu.

Druhou ze tří tratí je tlakově provozovaná měrná trať, která slouží pro simulaci mechanických ztrát energie třením po délce potrubí a ztrát místních, které vznikají v singularitách typu koleno, oblouk, rozšíření, zúžení. Pro měření tlakových poměrů je na trati po její délce instalováno celkem 21 tlakových odběrů. Ty jsou zaústěny polyethylenovými hadičkami do vizualizačních piezotrubic.

Poslední ze tří tratí je trať rezervní, jež bude v budoucnu využita pro napájení budoucího modelu přehrady a bude tak možné posluchačům prakticky prezentovat transformační účinky vzdouvací stavby na povodňovou vlnu.

Součástí dodávky hydraulického okruhu byly i hydrotechnické modely staveb. Pro prezentaci proudění a ukázku možností měření průtoku je navrženo pro instalaci do hydraulického měrného žlabu 5 měrných ostrohranných přelivů a jeden s proudnicovou přelivnou plochou. Vzhledem k tomu, že Stavební škola vyučuje i obor dopravní stavitelství, proto byl do prostoru měrného hydraulického žlabu dodán i demontovatelný propustek, který může být provozován v beztlakovém či tlakovém režimu.

Elektro-technologickou část laboratoře tvoří systém kabelových tras, kabelů pro měření a regulaci a vlastní řídicí a vizualizační systém. Ten je umístěn ve skříňovém rozváděči společně s ostatním nezbytným vystrojením. Nedílnou součástí rozváděče je řídicí systém, který je součástí vizualizačního dotykového 10” displeje a slouží ke kompletnímu řízení, monitoringu i archivaci všech neelektrických provozních veličin.

Hydrotechnická laboratoř bude sloužit při výuce hydrologie a hydrauliky pro posluchače navštěvující stavební školu Vysoké Mýto a Střední průmyslovou školu Chrudim. Stavební škola se tak stává majitelem unikátní výukové technologie, která nemá na tomto vzdělávacím stupni v ČR i v Evropě srovnání. Hydrotechnická laboratoř, na jejíchž obrysech jsme pracovali průběžně od roku 2011, byla do zkušebního provozu uvedena v červenci 2014 a již od září tohoto roku se těší na výuku s novými studenty. Práce na přípravné studii, realizaci projektových prací a dozor nad prováděním stavby a technologie navazuje na dlouholetou spolupráci pracovníků obou vzdělávacích institucí – Stavební školy Vysoké Mýto a Vysokého učení technického v Brně.

Michal Žoužela, Vladimír Hamouz, Pavel Vacek, Lubomír Kříž