Technologie v NTK: do útrob fungování budovy

Přiznejte se – překvapila vás Národní technická knihovna, když jste ji poprvé viděli? A jak to vnímáte nyní? Je to stále ona mocná a tajuplná budova, která se nepodobá žádné jiné knihovně, do které jste kdy chodili?

Pro studenty FIT symbolizuje NTK, nepřehlédnutelná dominanta ve středu dejvického kampusu, především vítané místo ke studiu a odpočinku. Na pozadí této impozantní budovy otevřené v roce 2009 ovšem funguje mnoho zajímavých technologií, které návštěvníci považují za samozřejmost. Vzhledem k samotném principu této knihovny, která má sloužit mimo jiné jako středisko studentů technických škol, a k její celkem krátké historii, jde o moderní systém, který se i přes pár neduhů snaží uspokojit požadavky i těch nejnáročnějších návštěvníků. A takový návštěvník NTK, to daleka nemusí být vášnivý čtenář!

Jak vznikla tato reportáž

Rozhodl jsem se, že se na technologie uvnitř budovy NTK, kterou denně navštěvují stovky studentů ČVUT, podívám zblízka. Za tímto účelem jsem se sešel s Ing. Ondřejem Kochem, vedoucím odboru pro informační technologie, ICT služby a infrastrukturu. Díky němu jsem se dozvěděl o vnitřním fungování knihovny, mohl jsem si vše prohlédnout na vlastní oči a získal jsem od něj také popisy technických detailů v následující části článku.

Koloběh půjčování knih

Nebýt registrační přepážky, kterou musíte projít, když si chcete v NTK půjčit nějakou knihu, vystačíte si při této činnosti zcela sami. Základem jsou RFID čipy uvnitř každé knihy, které umožňují evidenci knih vypůjčených jednotlivými zákazníky a které poskytují knihovníkům přehled o jejich pohybu uvnitř knihovny. Čipy jsou dostatečně silné, aby umožnily například i částečnou kontrolu umístění knih v regálech pomocí čteček. A pokud se pokusíte projít rámem s nenačtenou knihou ven, po varovném signálu vám pracovník může rovnou i oznámit název knihy, kterou máte skrytou v tašce.

Vracet knihy zpět můžete v kteroukoliv dobu, kdy je otevřený parter NTK. Stará se o to tzv. „vracečka“, přístupná z vnějšku, která dokáže knihu v mžiku oka roztřídit do příslušného koše podle podlaží. Systém monitoruje zatížení jednotlivých košů a pracovníci knihovny se starají jejich rozvážení na příslušná patra.

Vnitřní klima budovy

Prostory jsou vytápěny třemi různými způsoby – otopnými registry, systémem pro aktivaci betonového jádra a podlahovým vytápěním, které se nachází v betonové desce v 1. a 2. NP. Vytápění pomocí betonového jádra funguje na systému plastových trubek v betonových stropech, kterými proudí podle potřeby topná nebo chlazená voda. Teplonosná látka předává betonové hmotě teplo, které se zde akumuluje. Obdobně je tomu pak v chladicím období, kdy chlazená voda teplo z materiálu stropů pro změnu odebírá.

Zdrojem chladu je kompresorová chladicí jednotka se vzduchem chlazeným kondenzátorem, primární okruhy chlazené vody jsou pak naplněny nemrznoucí směsí. V letním období je využíváno noční ochlazování studeným venkovním vzduchem přivá děným otevíratelnými okny ovládanými servopohony řízených počítačem – tímto způsobem je zajištěno přirozené větrání a odvádění tepla s minimálními nároky na energie. Při vyšších teplotách v letním období se provozuje chladicí stroj pro předchlazení objektu systémem aktivace betonového jádra. Chlazení centrální serverovny je zajištěno systémem přes né klimatizace se čtyřmi klimatizačními jednotkami s vlastními zdroji chladu.

 

Vzduchotechnika

O výměnu vzduchu uvnitř knihovny se stará zařízení vzduchotechniky. Budova je větrána ve všech prostorách buď nuceným odvětráním vzduchotechnikou, nebo přirozeně okny s využitím komínového efektu atria. Prostory volných výběrů knih jsou větrány ve značné míře přirozenou cirkulací, pokud to nestačí, vypomohou ventilátory na střeše s plynule regulovanými otáčkami. Jednotky jsou vybaveny výměníky pro ohřev i chlazení vzduchu a dále komorami s elektrodovými vyvíječi páry. Vzduch je do větraných prostor přiváděn podlahovými vyústkami.

Prostory kanceláří jsou větrány přirozeným způsobem otvíratelnými okny v kombinaci s nuceným větráním, zasedací místnosti jsou větrány samostatně. Množství přiváděného a odváděného vzduchu je minimalizováno, jelikož se počítá s kombinací s přirozeným větráním.

WiFi a bezdrátový signál

NTK je rájem pro notebooky a mobilní telefony: v celém objektu je k dispozici jak bezdrátová síť pro registrované zákazníky, tak síť eduroam pro studenty. Tedy alespoň teoreticky. Jak už to tak bývá, praxe je trochu jiná a problémy s připojením do WiFi sítě bývají častým zdrojem stížností. Z větší části jde o fyzikální problém – může za to nepříznivá kombinace konstrukce budovy, použitých materiálů a množství typů klientů bezdrátové sítě.

Hlavní příčiny problémů

Konstrukce budovy neposkytuje dostatek překážek pro šíření 2.4Ghz signálu napříč budovou. Vzhledem k tomu, že na 2.4Ghz frekvencích jsou pouze 3 nepřekrývající se pásma, je prostor pro efektivní nasazení pro stovky klientů v jednom prostoru limitovaný z principu technologie.

Použité materiály pláště budovy odrážejí bezdrátový signál v 2.4Ghz pásmu. Ocelí zesílený beton a pokovené sklo jsou bohužel právě ty materiály, které mají vysokou odrazivost pro bezdrátový signál v pásmu 2.4Ghz. Dalším problémem jsou kovové překážky v podobě regálů na knihy uvnitř budovy.

Enormní množství klientů. Dle dohledového systému není problém dostat se ve špičce přes 1200 klientů. K tomu se připojuje pro WLAN řešení nevýhodný poměr klientů komunikujících v pásmu 2.4 Ghz (přes 80 %) a 5 Ghz (méně než 20 %).

Absence kontroly nad nastavením a aktuálními ovladači bezdrátových adaptérů jednotlivých klientů. Vysílací výkon klientů je bohužel standardně nastaven na maximální hodnotu, klienti tedy sami vytvářejí rušení pro spoustu okolních AP.

Dle WiFi standardu si koncový klient sám rozhoduje, ke kterému AP se připojí. WiFi systém se sice může snažit klienta odpojit a uměle ho tak „nutit“, aby se připojil na jiné AP, ale hlavní rozhodovací slovo zůstává vždy na klientovi.

Co mohou tedy návštěvníci vyzkoušet pro lepší připojení?

Můžou zkusit:

  • preferovat 5 Ghz (pokud lze),
  • aktualizovat ovladač své bezdrátové karty,
  • snížit vysílací výkon své bezdrátové karty (pozor, toto nastavení pomůže klientům uvnitř NTK, na jiném místě ale může naopak připojení znemožnit),
  • zapnout v nastavení bezdrátové karty agresivnější nastavení pro roaming (či naopak méně agresivní – zde záleží na aktuální pozici klienta, pakliže je na rozhraní několika AP, je nutné být naopak méně agresivní).

Další postup NTK se nese především v duchu obměny technického řešení. Bezdrátová technologie 3Com Wireless Switch, která byla nainstalována v roce 2008, je nyní již mimo oblast morální životnosti (její výroba byla ukončena v roce 2010). Technické vlastnosti nových bezdrátových systémů v oblasti real-time automated optimalization a globální nasazení 802.11n mohou pomoci – jedná se zejména o funkce Dynamic client load balancing a AirTime Fairness a Beamforming. Realizace této obměny je naplánována na rok 2015.

Kabelová LAN

Poměrně nedávno zpřístupnilo NTK návštěvníkům pro připojení k síti i ethernetové zásuvky umístěné ve stolech. Ne všechny zásuvky ve veřejné části jsou ovšem zasíťované – důvodem bylo rozhodnutí při výstavbě budovy, že bude investováno především do chytré kabeláže a patchpanelů, namísto do dostatečného množství switchů. Proto v některých rozvodnách chybí dostatek portů u switche. Tento problém je možno vyřešit přesunutím jiných switchů z jiných rozvoden a kompletní výměně rozvoden, z nichž budou switche přesunuty. Tuto akci plánuje NTK na první půlku roku 2015. Důvodem, proč nelze pouze doplnit nové switche, je především stáří těch současných a to, že jejich výrobce 3Com již de facto neexistuje. Switche jsou zapojeny do stacků, kterýmžto pádem je možno mít v rozvodnách jen stack kompatibilních switchů.

A nejen to…

V NTK usnadňuje návštěvníkům život i mnoho dalších technologií – ať už jsou to samoobslužné skříňky, do kterých si můžete přes den uložit věci, veřejné počítače s terminálovým přístupem nebo multifunkční zařízení pro skenování a kopírování. Pro vstup do vnitřních prostor lze použít jednorázový kód, případně pak pro pravidelné vstupy libovolnou čipovou kartu. Nejvyužívanější jsou v současnosti karty ISIC (studentské průkazy), resp. karty Opencard (u veřejnosti).

Závěrem

Ačkoliv zde budova NTK stojí teprve necelých 6 let, sdílí stejný úděl, jako všechny současné moderní technologie – zařízení použitá ve vnitřních systémech rychle (morálně i funkčně) zastarávají. Je tedy právě na technickém zázemí, aby i při nepřetržitém celoročním provozu byly v NTK všechny služby dostupné v kvalitě, kterou zákazníci očekávají. Zatím se to (i přes drobné zádrhely) daří a Národní technická knihovna je stále místem, kam se rádi vracejí nejen studenti z okolních vysokých škol, ale i ostatní návštěvníci.

Foto: archiv NTK

SdíletShare on Facebook0Share on Google+0Tweet about this on TwitterEmail this to someone
mm

Zdeněk Kasner

Do fakultního časopisu jsem trvale přispíval od roku 2014. Po bakaláři z FITu jsem ovšem dezertoval na FEL, čímž jsem se stal ex-redaktorem – externím redaktorem. Rád bych se časopisu věnoval i dál, ovšem protože je málo času (a vzhledem k mé fakultní příslušnosti mohu přispívat pouze do rubriky “Zprávy ze zahraničí”), moje články existují pouze v kvantové superpozici. Neboli nevěřte, že nějaký skutečně bude, dokud ho neuvidíte na vlastní oči!

Kontaktovat mě můžete na kasnezde@fit.cvut.cz.