ELEVATI LIVELLI DI COMFORT ED

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1 f di Luca Stefanutti TORRE PER UFFICI ELEVATI LIVELLI DI COMFORT ED INTEGRAZIONE CON UN IMPEGNATIVO INVOLUCRO EDILIZIO CON AMPIE SUPERFICI VETRATE: SONO STATE QUESTE LE SFIDE DA SUPERARE NELLA PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE DELL IMPIANTO PER IL CONTROLLO CLIMATICO DI UN EDIFICIO PER UFFICI A MILANO, PER IL QUALE SI È OPTATO PER UN SISTEMA A TRAVI FREDDE. L intervento di realizzazione della torre ad uso terziario Romolo 88 è avvenuto nell ambito di un complesso progetto finalizzato al recupero di un area urbana di notevole valore immobiliare, data la prossimità alla circonvallazione, alle linee ferroviaria e della metropolitana e all imbocco dell autostrada del Mare. In questo contesto sono stati realizzati anche un parcheggio pubblico coperto su 2 piani interrati, un area di m 2 destinata a spazi pubblici e a verde attrezzato, l ampliamento del sottopasso ferroviario ed una nuova uscita della metropolitana con integrazione di quella esistente. Una delle peculiarità del progetto della torre per uffici è stato il fatto che il promotore dell operazione immobiliare non era l utilizzatore finale, che è stato individuato nel corso della costruzione dei lavori. Il progetto iniziale, impostato sulla base di criteri stan- La torre per uffici Romolo 88 si sviluppa su 11 piani fuori terra per complessivi metri quadrati di superficie 34 RCI riscaldamentoclimatizzazioneidronica GIUGNO 05

2 dard, ha dovuto quindi essere rielaborato in corso d opera tenendo conto della personalizzazione degli spazi interni e delle specifiche esigenze dell utente. L immobile è stato infatti acquisito da un grande gruppo assicurativo che lo ha destinato a sede di una serie di società, autonome tra loro. Per questo motivo si è reso necessario prevedere un sistema di contabilizzazione dei consumi di energia frigorifera e termica in corrispondenza di ogni semipiano. Due sono le caratteristiche architettoniche della torre: l ampio utilizzo di facciate vetrate a tutta altezza e la presenza di aggetti, ovvero di sbalzi di facciata che dilatano le superfici in pianta di alcuni livelli. Queste scelte hanno comportato elevati valori di carico frigorifero, che in alcuni ambienti sono risultati superiori a 100 I PROTAGONISTI DELL IMPIANTO Il committente Romolo 88 L architetto Studio Latis Il coordinatore del progetto ing. Angelo Ferraresi I fornitori Gruppi frigoriferi: Generatori di calore: Unità di trattamento aria: Umidificatori adiabatici: Travi fredde: Bocchette: Diffusori circolari: Pompe e valvolame: Regolazione automatica: Valvole di bilanciamento: Il progettista ing. Luca Stefanutti L installatore Busi Impianti L impresa ATI Pedercini spa - Edim spa Clivet Baltur Covenco Condair Lufta Flaktwoods Tecnoventil Sagicofim Wilo Sauter Oventrop Particolare della facciata con gli aggetti. W/m 2, nonostante le ottime caratteristiche di isolamento termico e di schermatura delle pareti trasparenti, composte da vetrocamera basso-emissiva con fattore solare di 0,3. L edificio ha una superficie complessiva di circa metri quadrati ed una volumetria di metri cubi. La planimetria è impostata su due ali speculari con al centro il blocco dei servizi (bagni, scale, ascensori). La parte uffici si sviluppa su 8 piani tipo, ognuno con una superficie di circa 900 m 2, e su un piano attico direzionale. I moduli per uffici hanno superfici comprese tra 16 e 39 m 2. Due sono i piani bassi fuori terra: quello inferiore, detto su strada, è destinato ad uffici, archivi e CED, mentre quello superiore, che si affaccia sulla piazza, comprende un grande atrio d ingresso su doppia altezza, una sala conferenze da 120 posti, due sale da 40 posti e due sale a disposizione. Completano la struttura due piani interrati destinati ad autorimessa e locali tecnici e due piani ai livelli superiori, il primo coperto destinato alle centrali tecniche ed il secondo in copertura utilizzato per l installazione dei gruppi frigoriferi GIUGNO 05 RCI riscaldamentoclimatizzazioneidronica 35

3 DATI TECNICI DI PROGETTO Condizioni termoigrometriche esterne Estate temperatura esterna + 35 C umidità relativa 45% UR Inverno temperatura minima esterna - 5 C umidità relativa 80 % UR Latitudine 45 N Gradi giorno (DPR n. 412) Condizioni termoigrometriche interne Periodo estivo temperatura +26 C (+/- 1 C) umidità relativa 45 % (+/- 5%) Periodo invernale temperatura +20 C (+/- 1 C) umidità relativa 45% (+/- 5%) Ricambi aria esterna Uffici 11 L/s a persona Corridoi 0,5 vol/h Sale riunioni 10 L/s a persona Estrazione aria Servizi igienici 20 vol/h Carichi interni Luci 15 W/m 2 Altri carichi uffici (computer, ecc.) 20 W/m 2 Altri carichi sale riunioni 15 W/m 2 Affollamenti Uffici 660 persone Atrio ingresso 1 persona/5 m 2 Sale riunioni 120/40/40 persone Trasmittanze medie unitarie pareti opache 1,0 W/m 2 C pavimenti 1,2 W/m 2 C vetri 1,5 W/m 2 C fattore solare vetri 0,3 Livelli sonori ammissibili uffici 35 db(a) uffici direzionali 30 db(a) L opinione di progettisti e committente L utilizzo di un impianto a travi fredde è nato da una scelta condivisa dai responsabili della progettazione architettonica ed ovviamente, in primis, dal committente. Secondo l architetto Elisabetta Latis, «essendo la facciata trasparente, si poneva il problema di evitare di installare i terminali a pavimento lungo il perimetro, dato che avrebbero deturpato l effetto estetico». D altra parte, come sottolinea l ingegnere Angelo Ferraresi, coordinatore generale del progetto, «l altezza utile del controsoffitto di soli 250 mm non consentiva l utilizzo di terminali da incasso. Anche per questa ragione la scelta è caduta su apparecchiature che hanno un ingombro in altezza di soli 180 mm». Da parte della committente sono stati invece valutati positivamente gli aspetti legati ad una fruibilità totale della superficie a pavimento e alla ridotta manutenzione. Estrema attenzione è stata tuttavia richiesta ai progettisti al fine di garantire le condizioni di comfort, in particolare per quanto riguarda la velocità dell aria nella zona occupata, che risulta spesso la fonte più comune di lamentele da parte degli occupanti. Le centrali L acqua calda necessaria all alimentazione delle apparecchiature viene fornita dalla centrale termica prevista al primo piano tecnico, composta da 3 generatori di calore (uno dei quali di completa riserva) da 397 kw cadauno del tipo a condensazione ad elevato rendimento dotati di bruciatori pressurizzati modulanti alimentati a gas metano. La produzione dell acqua refrigerata è invece prodotta da 2 gruppi refrigeratori d acqua con condensazione ad aria installati all esterno sulla copertura. I gruppi sono posti in parallelo, ognuno dotato del proprio gruppo di circolazione. Ogni gruppo ha una potenza frigorifera di 540 kw ed è dotato di 2 compressori a vite con circuiti frigoriferi indipendenti funzionanti con refrigerante R407C, per complessivi 6 gradini di parzializzazione. La centrale termica è composta da 3 generatori di calore (uno dei quali di completa riserva) da 397 kw cadauno del tipo a condensazione ad elevato rendimento, dotati di bruciatori pressurizzati modulanti alimentati a gas metano 36 RCI riscaldamentoclimatizzazioneidronica GIUGNO 05

4 Sulla copertura sono installati 2 gruppi refrigeratori d acqua con condensazione ad aria con potenza di 540 kw cadauno, dotati di 2 compressori a vite con circuiti frigoriferi indipendenti funzionanti con refrigerante R407C, per complessivi 6 gradini di parzializzazione I gruppi sono di tipo silenziato e sono dotati di recuperatore parziale del calore di condensazione per la produzione di acqua calda per le batterie di postriscaldamento estivo dell aria primaria. In regime estivo essi possono funzionare con temperatura esterna fino a 46 C, mentre in regime invernale, in caso di presenza di un carico di raffreddamento, sono in grado di operare con una temperatura fino a -10 C essendo dotati di kit pressostatico. Le reti di distribuzione dell acqua calda e dell acqua refrigerata hanno origine dai collettori posti nella centrale termica dal quale partono i circuiti secondari di distribuzione alle batterie delle unità di trattamento aria ed alle travi. Le elettropompe sono installate nella centrale termica: quelle dei circuiti di alimentazione delle unità di trattamento e delle travi sono a velocità variabile mediante inverter. Sono previste 4 valvole a farfalla per la commutazione stagionale estate-inverno del circuito caldo: nella stagione invernale il fluido al servizio delle batterie di riscaldamento e postriscaldamento delle centrali di trattamento viene prelevato dalle caldaie, mentre nella stagione estiva viene prelevato dai recuperatori dei gruppi frigoriferi. Le travi fredde L impianto di climatizzazione a servizio degli uffici è di tipo misto con aria primaria e travi fredde del tipo ad induzione, installate a filo controsoffitto, e consente di garantire le condizioni di temperatura richieste in modo indipendente in ogni locale ed in ogni stagione. Le travi a 4 tubi possono infatti essere alimentate in ogni momento con acqua calda o fredda trasportate mediante reti separate di tubazioni. Complessivamente sono state installate 425 travi con lunghezze da 1,8 a 3,6 metri per complessivi metri lineari. Il loro dimensionamento è stato effettuato in modo tale da assicurare una velocità residua dell aria nella zona occupata non superiore a 0,15 m/s. Per neutralizzare il carico frigorifero, ogni modulo per uffici è dotato di due travi installate in posizione parallela alla facciata vetrata. Esse sono dotate di una sistema di regolazione a scorrimento che, modificando l apertura dei fori di immissione, consente di suddividere a piacimento la portata d aria immessa da ognuna delle due vie: in questo modo è possibile indirizzare verso la finestra e verso la parete posta verso il corridoio la maggiore parte dell aria immessa (fino al 90%), ottenendo in questo modo un duplice risultato: contrastare in modo efficace il carico esterno in facciata e ridurre notevolmente la portata dei due flussi contrapposti diretti verso la zona centrale dell ambiente, con conseguente riduzione della velocità dell aria residua nella zona occupata. Per ogni trave fredda è stata prevista una serranda ad iride per la Il test di laboratorio delle travi Le prestazioni delle travi fredde sono state verificate con un test effettuato presso i laboratori della FlaktWoods di Jonkoeping in Svezia. In particolare risultava necessario verificare che la velocità dell aria non superasse il valore di 0,15 m/s in ogni punto del cosiddetto volume convenzionale occupato, come definito dalla norma UNI 10339, ovvero la porzione dello spazio compresa tra il pavimento ed un altezza di 1,8 metri ad una distanza dalle pareti verticali di 0,6 metri A tale scopo è stata allestita una camera campione rispondente alle prescrizioni delle norme ISO 7726 e 7730, con dimensioni di 54 m2, nella quale sono state installate a soffitto due travi lunghe 3 metri poste ad una distanza di 3 metri. Le temperature ambiente e di immissione aria sono gestite mediante computer con un accuratezza di +/- 0,5 C. La prova di raffreddamento è stata condotta con acqua fredda in ingresso a 16 C ed aria a 15 C; la resa frigorifera misurata è risultata di W con temperatura ambiente di 26 C. La misura del flusso d aria è stata rilevata mediante 15 sensori di temperatura e velocità montati su un braccio robotizzato programmato per scandagliare tutto lo spazio tra le travi. Il movimento del braccio prevede 180 posizioni per un totale di punti di misura. Tutte le informazioni sono salvate in un data base dal quale uno speciale software calcola e presenta i grafici delle curve di uguale velocità a diverse altezze. Sono stati eseguite anche prove fumo con diverse modalità di apertura dei fori di immissione per verificare la soluzione ottimale. La prova ha avuto esito positivo. GIUGNO 05 RCI riscaldamentoclimatizzazioneidronica 37

5 Per il trattamento dell aria sono previste 4 centrali per una portata complessiva di m 3 /h taratura della portata d aria. Le travi sono inoltre dotate di una presa di pressione per consentire una facile lettura della portata. Per quanto riguarda i circuiti idraulici, ogni trave è dotata di doppia valvola a due vie a funzionamento modulante comandata da un regolatore elettronico tramite una sonda di temperatura posta in ambiente. La temperatura di ingresso dell acqua fredda alle travi viene sempre mantenuta al di sopra di 15 C per evitare rischi di condensa dell umidità ambiente. Per maggiore sicurezza è stata inoltre prevista una sonda di rilevazione di condensa, posta sull ingresso dell acqua refrigerata, che manda in chiusura la valvola quando ne avverte la formazione. I circuiti idraulici sono dotati di valvole di bilanciamento per equilibrare le portate. L aria primaria L impianto di trattamento dell aria primaria provvede a garantire il ricambio igienico ed il controllo dell umidità ambiente, oltre ad apportare un ulteriore contributo di raffreddamento: l aria può essere infatti immessa in ambiente dalle travi con temperatura fino a 16 C, grazie al loro elevato effetto induttivo. Sono previste 3 unità di trattamento, tutte installate nei locali tecnici posti sotto la copertura. Due unità sono al servizio degli uffici dal 1 al 8 piano, hanno una portata complessiva di m 3 /h e sono destinate rispettivamente alla zona sinistra ed alla zona destra dell edificio. La terza unità è invece al servizio del 9 piano direzionale e degli uffici posti al piano terra su strada e tratta una portata di m 3 /h. Tutte le centrali trattano una miscela di aria esterna e di ricircolo e la distribuiscono ai vari piani mediante una rete di canalizzazioni, con montanti che corrono nei due cavedi verticali mentre i tratti orizzontali sono posti all interno dei controsoffitti. Le unità possono funzionare a tutto ricircolo nella fase di messa a regime e a tutta aria esterna in regime di free-cooling. Esse sono infatti dotate di ventilatori di estrazione e di mandata con doppio motore (uno di riserva), recuperatore di calore a batterie accoppiate, sezione di miscela/espulsione, sezione di filtrazione con efficienza EU 3 + EU8, batterie di scambio termico. Su mandata e ripresa aria sono stati previsti silenziatori a setti. L umidificazione è di tipo adiabatico con acqua nebulizzata ottenuta mediante la Il locale fumatori In corrispondenza di ogni piano è stato previsto che un ambiente possa essere destinato a locale fumatori e quindi è stato allestito un impianto di ventilazione progettato secondo le prescrizioni contenute nell allegato 1 della Legge 13 gennaio 2003 n. 3 Tutela della salute dei non fumatori. La portata d aria estratta risulta di circa m 3 /h, calcolata tenendo conto di una portata d aria di ventilazione supplementare pari a 30 L/s per persona, con un affollamento previsto di 0,7 persone/m. L aria di ventilazione del locale viene ripresa dal corridoio attraverso una griglia realizzata sulla porta. L aria ambiente viene estratta da 4 bocchette poste a soffitto, posizionate lungo la seconda fila di quadrotti a partire dalla vetrata. Il controsoffitto viene utilizzato come plenum per l aria estratta che è aspirata dal canale di estrazione, che corre nel controsoffitto del corridoio e si attesta, mediante un canotto di collegamento, sulla veletta dove è stata realizzata un apertura per il passaggio dell aria. Per l estrazione del fumo si è previsto l impiego di due ventilatori di estrazione posti in parallelo, ubicati nella centrale tecnica in copertura, ognuno dei quali è dimensionato per la portata massima corrispondente all utilizzo contemporaneo di 3 locali fumatori. Il loro funzionamento è continuo con portata fissa e pretarata in funzione del numero di locali fumatori utilizzati. In caso di utilizzo del locale fumatore, l impianto di regolazione provvede alla chiusura totale della serranda posta sulla ripresa dell aria dal disimpegno adiacente e alla chiusura parziale della serranda posta sulla ripresa dell aria dall altro disimpegno, in modo da bilanciare la portata d aria totale estratta. 38 RCI riscaldamentoclimatizzazioneidronica GIUGNO 05

6 Atrio e sale conferenze Gli impianti di climatizzazione al servizio del grande atrio di ingresso e delle sale conferenze poste al piano terra su piazza sono del tipo a tutta aria. Gli impianti sono alimentati da un unità di trattamento a parziale ricircolo con portata di m 3 /h, anch essa installata nel locale tecnico sotto la copertura. Essa presenta la medesima configurazione delle altre centrali, ma non è dotata di recuperatore di calore né di sezione di umidificazione. Per le sale è stata prevista una regolazione di zona della temperatura ambiente mediante batterie di postriscaldamento. L immissione dell aria in ambiente viene realizzata mediante diffusori ad elevata induzione posti a soffitto, mentre l estrazione avviene mediante bocchette a soffitto oppure con griglie di ripresa poste a parete. L estrazione dai servizi igienici viene effettuata mediante valvole di ventilazione utilizzando gli stessi ventilatori di estrazione al servizio dei servizi degli uffici. Ogni modulo per uffici è dotato di due travi fredde installate in posizione parallela alla facciata vetrata miscela di acqua ed aria compressa. L acqua viene trattata da un sistema ad osmosi inversa, completo di serbatoio e pompa di spinta. L aria viziata degli uffici transita nei corridoi attraverso griglie poste sopra le porte oppure speciali aperture ricavate nella parte bassa delle pareti divisorie e viene estratta mediante bocchette poste a soffitto nei corridoi. L estrazione dell aria dai servizi igienici viene realizzata mediante valvole di ventilazione collegate ad un impianto separato da quello degli uffici: sono previsti 3 ventilatori di estrazione al servizio rispettivamente di ogni blocco servizi (destro, sinistro, handicappato), che vengono azionati in abbinamento al funzionamento dell impianto di aria primaria. I servizi igienici sono riscaldati mediante radiatori in ghisa, alimentati dalla stessa rete di acqua calda al servizio delle travi (50 C) e dotati di valvola termostatica. Particolare della trave fredda: la griglia di aspirazione è scorrevole in modo da facilitare l ispezione e la pulizia GIUGNO 05 RCI riscaldamentoclimatizzazioneidronica 39

7 Sistema di regolazione, contabilizzazione e supervisione Ogni trave è dotata di serranda ad iride per la taratura della portata dell aria L aspirazione dell aria dagli uffici verso il corridoio viene effettuata mediante griglie di transito ricavate nella parte bassa delle pareti divisorie Per la regolazione delle centrali di produzione dei fluidi tecnologici, delle unità di trattamento aria e delle travi fredde sono stati previsti regolatori digitali a microprocessore (DDC) del tipo standalone Per le centrali termica e frigorifera le unità digitali gestiscono il controllo ed il funzionamento in cascata dei generatori di calore a condensazione e dei gruppi frigoriferi. E inoltre prevista un unità digitale per il controllo e le gestione dello spillamento dei circuiti delle travi fredde. Il controllo della temperatura di mandata dell acqua avviene agendo sulla valvola di regolazione a tre vie. In regime invernale il valore della temperatura di mandata viene compensato, in funzione della temperatura esterna, sulla base di una curva impostata secondo questi limiti: 50 C con temperatura esterna di -5 C, 40 C con temperatura esterna di 20 C. È comunque possibile impostare i parametri di mandata minimo e massimo allo stesso valore ottenendo un controllo a punto fisso della temperatura di mandata. In regime estivo il valore impostato della temperatura di mandata viene controllato a punto fisso a 15 C ma è possibile ottenere anche in questo caso una regolazione compensata della temperatura di mandata in funzione della temperatura esterna, aumentandone il valore quando questa scende, ad esempio, sotto i 26 C. In ogni ambiente per ufficio è previsto un sistema di gestione personalizzata della temperatura con uno scostamento di +/- 3 C rispetto al set-point centralizzato. La regolazione delle UTA viene effettuata mediante sonde di temperatura oppure sonde combinate di temperatura/umidità agenti, medianti i regolatori digitali, sulle valvole a 2 vie installate sulle batterie di riscaldamento e raffreddamento e sull umidificazione. La temperatura di mandata dell aria è compensata in funzione della temperatura esterna sulla base di una curva impostata secondo questi limiti: con 23 C esterni la mandata è a 21 C, mentre con 35 C esterni la mandata scende a 15 C. Il controllo della temperatura dell aria di mandata agisce sulla valvola della batteria di post-riscaldamento. Il sistema di regolazione è collegato ad un sistema di supervisione di tutto l edificio, dotato di personal computer, che viene utilizzato per comandare a distanza i regolatori digitali delle apparecchiature, visualizzare a distanza segnali ed allarmi, effettuare la contabilizzazione di consumi e le analisi energetiche e di tendenza nonché di programmare le operazioni di manutenzione ordinaria. Il sistema gestisce anche gli allarmi provenienti da apparecchiature e quadri elettrici. Per la contabilizzazione dei consumi, oltre ad un contatore generale per l acqua calda e ad uno per l acqua refrigerata, sono stati previsti in corrispondenza di ogni semipiano contatori di energia termica e frigorifera sulle tubazioni idrauliche, con riporto dei consumi al sistema di supervisione. 40 RCI riscaldamentoclimatizzazioneidronica GIUGNO 05