PROGETTO DEFINITIVO EX FILAN D A D I MALVAGLIO _ OFFICIN A D I CREATIVITÀ E CULTURA COMUN E D I ROBECHETTO CON IN D UN O (MI) RELAZIONE TECNICA IMPIANTI MECCANICI Settembre 2010
Sommario PROGETTO DEFINITIVO...1 EX FILANDA DI MALVAGLIO _ OFFICINA DI CREATIVITÀ E CULTURA... 1 COMUNE DI ROBECHETTO CON INDUNO (MI)... 1 RELAZIONE TECNICA IMPIANTI MECCANICI...1 1.Premessa... 3 2.Descrizione dell intervento... 4 3. Criteri generali di progettazione... 5 4.Dati di progetto... 7 Dati climatici... 7 Tipologia dell insediamento... 7 Superfici e volumi... 7 Trasmittanza termica delle strutture disperdenti... 7 Trasmittanza termica delle strutture verticali opache... 7 Trasmittanza termica delle strutture orizzontali opache. Coperture... 8 Trasmittanza termica delle strutture orizzontali opache. Pavimenti... 8 Trasmittanza termica delle chiusure trasparenti comprensive di infissi... 8 Trasmittanza termica delle chiusure trasparenti... 8 5. Descrizione e dimensionamento degli impianti tecnologici... 10 5.1 Impianto di riscaldamento e di raffrescamento estivo... 10 Biblioteca e sala riunioni... 10 Centrale tecnologica... 11
1.Premessa Il progetto presenta ambienti con diverse destinazioni d uso. Le attività prevalenti sono la biblioteca e le funzioni connesse, la sala conferenze, le sale musica e la sala da ballo. L edificio è composto da due zone distinte, la prima è un edifico vincolato con coibentazione interna e la seconda è una struttura di recente realizzazione a cui verrà aggiunto un altro volume sulla copertura. Le caratteristiche termo-fisiche del pacchetto trasparente alla radiazione luminosa sono fondamentali e devono essere confermati e garantiti dal fornitore i valori dei coefficienti di trasmissione e riflessione al variare della lunghezza d onda e quindi ricavabili i parametri energetici e luminosi: il fattore di trasmissione e quello di riflessione nel visibile, i fattori di trasmissione e di riflessione della radiazione solare diretta, il fattore solare g che quantifica i carichi termici dovuti alla radiazione solare. Il pannello commerciale scelto per la determinazione dei carichi dovuti alla radiazione solare, che condiziona in maniera fondamentale insieme al carico interno delle persone il dimensionamento dell impianto di climatizzazione, ha buone prestazioni che la ditta costruttrice dovrà confermare con dati tecnici certificati.. Le elevate caratteristiche prestazionali del pannello di tamponamento sono indispensabili perché un impianto di climatizzazione senza una ottimizzazione spinta delle pareti perimetrali esterne e della copertura piana non sarebbe in grado di assicurare condizioni di comfort accettabili in quanto gli elevati carichi potrebbero essere compensati solo da sistemi tecnologici che comportano grandi ingombri (non tollerabili nello stato di fatto dell edificio) ed onerosi consumi energetici nella fase di gestione (anche questi ovviamente non graditi dalla committenza).
2.Descrizione dell intervento Gli interventi tecnologici previsti nel progetto interessano ambienti con destinazioni diverse, posti a due livelli e precisamente: Sala conferenze; biblioteca con un basso rapporto aero-illuminante Sale musica Sala da ballo Altri locali con destinazioni diverse generalmente a servizio delle attività sopra elencate. Sono previste inoltre delle sale polifunzionali che non sono dotate di aperture dirette sull esterno: in questi ambienti, di limitata capacità, è stato previsto un impianto del tipo a fan colis con impianti di rinnovo aria dotato di recuperatore. Per assicurare il ricambio dell aria, sono previste tre unita di trattamento aria, di cui una di tipologia a doppio canale, da posizionarsi sul terrazzo posto sull involucro di collegamento dei due corpi principali. Gli impianti tecnici oggetto del progetto sono i seguenti: 1. Centrale per la produzione dei fluidi caldi e freddi. 2. Impianto di climatizzazione estiva ed invernale di tutti gli ambienti. 3. Impianto elettrico a servizio degli impianti tecnologici, 4. Impianto di regolazione e controllo degli impianti tecnologici. Le tecnologie proposte nel progetto per assicurare un buon livello di benessere negli ambienti climatizzati tengono ovviamente conto dello stato di fatto e dei vincoli architettonici esistenti, Gli obiettivi generali posti a base del progetto così riassumibili a) comfort interno negli ambienti ad elevato affollamento specifico sia nel periodo estivo che in quello invernale, con controllo della temperatura e dell umidità entro un campo di valori che assicurano il benessere delle persone e della qualità dell aria interna con un adeguato ricambio d aria.
b) equilibrato rapporto tra energia termica trasmessa per convezione e per irraggiamento (impianto a pannelli radianti e aria primaria) e controllo della temperatura media radiante delle superfici interne c) utilizzazione di fonti di energia rinnovabili: sistema pompa di calore/frigorifero con scambiatore ad acqua di falda e serbatoio di accumulo. d) contenimento dei costi energetici di gestione,che consente un ritorno rapido del maggior costo di investimento e) azzeramento locale dell emissione di gas serra sono perseguibili solo con uno stretto e costruttivo coordinamento tra progetto di adeguamento architettonico e progetto impiantistico, che deve tenere conto delle esigenze funzionali del corpo di fabbrica, come richiesto dalla Committenza. 3. Criteri generali di progettazione Nella progettazione architettonica ed impiantistica si è tenuto conto di una serie di problematiche che riguardano soprattutto il benessere ambientale privilegiando quelle soluzioni che consentono, a parità di prestazioni e di costo, il massimo risparmio energetico. Sono state esaminate le soluzioni tecnologiche che utilizzano fonti rinnovabili e assicurano il corretto uso dell energia, così come prescritto dalla legge n. 10/91 e successivi aggiornamenti e dal DGR 5773, anche se la tipologia dell edificio non rientra completamente nei vincoli normativi. Dall esame delle diverse opzioni, è risultata conveniente, sia dal punto di vista dei costi di investimento che di gestione, l installazione di una macchina a ciclo termodinamico inverso che nel periodo estivo ha la funzione di frigorifero e nel periodo invernale quella di pompa di calore. La sorgente a bassa temperatura nel periodo invernale ed il pozzo caldo nel periodo estivo è costituito dal terreno, che cede/riceve calore, attraverso uno scambiatore intermedio, al/dal fluido di trasporto (acqua). L installazione di moduli fotovoltaici sulla copertura, non progettati in questa fase, potrebbe produrre nell arco dell anno una parte significativa dell energia elettrica consumata dalla pompa di calore. Nella progettazione degli impianti tecnologici rilevanza prioritaria è stata data alla definizione dei parametri che devono assicurare un buon livello di comfort nei diversi ambienti, in relazione alla loro destinazione d uso:
temperatura dell aria, il cui valore in inverno è compreso nell intervallo 18-20 C (valori di Clo variabili tra 0,2 e 0,7); nel periodo estivo è assicurata una differenza di temperatura fra interno ed esterno non inferiore a 5 C per gli ambienti raffrescati; umidità relativa, che nel periodo invernale nelle aree con elevata presenza di persone è autoregolante in un intervallo relativamente ampio senza necessità di umidificazione e risulta invece indispensabile nel caso di temperatura esterna molto bassa e occupazione ridotta; in questa seconda condizione operativa, poco probabile, potrebbero essere utilizzati umidificatori elettrici, a canale o posti in ambiente. Nel periodo estivo, l aria immessa nell auditorio è parzialmente deumidificata dalla batteria dell unità di trattamento, alimentata dall acqua refrigerata prodotta dal gruppo frigorifero/pompa di calore. In questo modo si evita anche la sezione di postriscaldamento a valle della sezione di deumidificazione, con un controllo non rigoroso ma accettabile, agli effetti del benessere, anche di questo parametro; velocità dell aria, il valore medio comunemente adottato è di 0,12 0,15 m/s, la normativa italiana prescrive che la velocità dell aria nelle zone occupate dal pubblico, dal pavimento fino ad un altezza di 2 m, non superi 0,15 m/s nell ipotesi di immissione dall alto; la situazione particolare dell aula principale, che prevede l immissione dell aria dai canali a pavimento esistenti, richiede interventi specifici concordati coi progettisti architettonici e strutturali in modo da assicurare un buon livello di comfort interno; qualità dell aria, è prevista una sezione di filtrazione con efficienza elevata costituita da tre filtri in successione (piani e a tasche) per una portata corrispondente a 35m 3 /h per persona nel periodo di massimo affollamento; temperatura media radiante delle pareti semitrasparenti, che verrà mantenuta nell intorno di valori accettabili con una adeguata progettazione del sistema di immissione dell aria primaria dall alto lungo le pareti stesse. Vengono così ridotti anche gli effetti negativi dei ponti termici sia delle pareti perimetrali che della copertura.
4.Dati di progetto Il progetto è stato eseguito sulla base dei seguenti dati: Fluidi ed energia disponibili Energia elettrica alle tensioni di 380/200 V Acqua potabile 300/400 kpa Condizioni di soleggiamento come da norma UNI 10349 Caratteristiche termoigrometriche dell involucro Trattandosi di un intervento di adeguamento funzionale di un edificio esistente in parte vincolato, si è considerata la possibilità di attuare un miglioramento delle performance degli involucri allineandoci alle indicazioni definite dalla normativa vigente. L intervento di miglioramento consta nella creazione di un cappotto interno e la attenuazione dei ponti termici per la parte esistente. Dati climatici Coordinate geografiche e zona climatica Latitudine 45 32 0 N Longitudine 09 46 0 E Altitudine 172 m s.l.m Tipologia dell insediamento Superfici e volumi Volume lordo riscaldato 4500 m 3 Superfici disperdenti 2000 m 2 Rapporto superficie/volume 0,53 m -1 Trasmittanza termica delle strutture disperdenti I valori delle trasmittanze termiche dei componenti dell involucro assunti per un primo dimensionamento sono di seguito confrontati con i limiti in vigore dal 1 gennaio 2008 secondo il D.L. 311 del 26/12/2006. Trasmittanza termica delle strutture verticali opache Valore limite di legge 0,370 W/m²K Valore di progetto 0,34 W/m²K
Trasmittanza termica delle strutture orizzontali opache. Coperture Valore limite di legge 0,320 W/m²K Valore di progetto 0,3 W/m²K Trasmittanza termica delle strutture orizzontali opache. Pavimenti Valore limite di legge 0,38 W/m²K Valore di progetto 0,33 W/m²K Trasmittanza termica delle chiusure trasparenti comprensive di infissi Valore limite di legge 2,4 W/m²K Valore di progetto 2,2 W/m²K Trasmittanza termica delle chiusure trasparenti Valore limite di legge 1,9 W/m²K Valore di progetto 1,7 W/m²K tamponamenti semitrasparenti. Radiazione solare Per il calcolo estivo del massimo carico contemporaneo sono state considerate le condizioni di soleggiamento dei mesi di giugno e luglio, tenuto conto dell orientamento e delle ombre portate. Radiazione solare globale media mensile sul piano inclinato 250 200 kwh/m2 mese 150 100 0 30 45 60 90 50 0 gen feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic
Rumorosità massima ambiente interno Nell edificio destinato alle funzioni ludiche e biblioteca, il livello di pressione sonora non dovrà superare i 35dB(A). Rumorosità massima impianti all esterno Dovrà rientrare nei limiti imposti dalle normative nazionali e locali, in relazione ai regolamenti comunali di zonizzazione acustica. Temperatura dei fluidi Primario acqua Calda per pannelli radianti: max38 C per batterie UTA e fan-coils max 50 C Fredda per batteria UTA e fan- coils 7/12 C Condizioni termiche interne Ambienti riscaldati/raffrescati Estate t int (t est 5 ) C ; UR non controllata puntualmente Inverno t int 20 C ; UR umidificazione locale Locali solo riscaldati t int 20 C Per corridoio ed ingressi, i limiti di tolleranza ( 1-2 C ) potranno essere superati in particolari situazioni, ad esempio nei momenti di afflusso e deflusso delle persone. Tempo giornaliero di funzionamento a regime Gli orari di funzionamento degli impianti, utilizzati per il calcolo del massimo carico contemporaneo e per il dimensionamento dei terminali, sono i seguenti: Il tempo massimo di messa a regime impianti: 15 minuti impianto ad aria, 24 ore impianto pannelli a pavimento Aria di rinnovo
Sala conferenze, biblioteca 28 m 3 /h persona con max affollamento Servizi igienici 6 vol/h portata continua Altri locali 0,5 vol/h minimo garantito Velocità dell aria Rilevata a 1.5 m dal pavimento 0.12-0.15 m/s Nei canali verticali < 4,5 m/s Nei canali orizzontali < 3,5 m/s Affollamenti Biblioteca 35 n persone Sala conferenze 70 n persone Altri ambienti 0,2 Persone/m² 5. Descrizione e dimensionamento degli impianti tecnologici 5.1 Impianto di riscaldamento e di raffrescamento estivo Sulla base dei dati di progetto, sono stati calcolati i carichi invernali ed estivi per il di dimensionamento dell impianto di climatizzazione. L impianto di riscaldamento è a pannelli radianti a pavimento, suddiviso in 4 aree con un sistema autonomo di regolazione della temperatura e con possibilità di attenuazione notturna. E previsto un sistema meccanico di ventilazione (ricambi d aria), con unità di trattamento aria, di cui una a doppio canale (sala ballo e salette musica).. a vista. Biblioteca e sala riunioni E previsto un impianto di termoventilazione per la biblioteca del tipo misto con pannelli a pavimento e aria primaria. L unità di trattamento dell aria è dotata di sezioni di filtrazione, riscaldamento, raffreddamento con unica batteria, ed è installata
all esterno. L aria è convogliata tramite canalizzazioni che corrono nel vespaio in canali di tipo rettangolare. Nella sala confernz l immisisone e l estrazione avviene attraverso canalizzazioni poste nelle capriate.. Parte dell aria immessa nella sala verrà ricircolata, in modo da limitare il consumo energetico quando vi sia un limitato afflusso di persone e garantire comunque una rapida messa a regime della struttura. La portata massima di aria ricircolata è pari a 3500 m 3 /h. Quando non ricircolata, quest aria sarà espulsa in atmosfera dopo aver attraversato uno scambiatore di calore del tipo a piastre. Questo consente di limitare il prelievo di calore dal sottosuolo, quando non necessario, e pertanto l istallazione di una macchina frigorifera di potenzialità più elevata rispetto al dimensionamento dello scambiatore geotermico. La portata complessiva dell aria trattata delle UTA è di 1. 5000 m 3 /h per la sala riunioni 2. 2500 m 3 /h per la biblioteca 3. 4000 m 3 /h + 1000 m 3 /h per la sala ballo e le salette musica ( stessa unità). È previsto un motore inverter che regola la portata dell aria in funzione del numero di persone presenti. Centrale tecnologica I fluidi caldi vengono prodotti da un gruppo pompa di calore posizionata nella centrale tecnologica in esterno. La pompa di calore ha una potenzialità termica resa all acqua di 200 kw ed un assorbimento elettrico massimo di 48 kw. Il condensatore è ad acqua, che circola in uno sistema di scambiatori collegati con la rete acqua di falda. Il pozzo di captazione è nella zona nord del giardino, il pozzo di resa nella zona sud. Per il dimensionamento di dettaglio dei pozzi si rimanda a successiva perizia geologica. Nel periodo estivo, in funzionamento frigorifero, il ciclo inverso produce acqua refrigerata. I fluidi vengono immagazzinati in una vasca di accumulo interrata, utilizzabile per la rete duale. Gruppo frigorifero/pompa di calore Numero e tipo 1 Potenza in riscaldamento 200 kw Potenza in raffreddamento 220 kw
Assorbimento elettrico 49 kw Ingombri indicativi Lunghezza 2400 mm Larghezza 900 mm Altezza max. 1400 mm Il principio di funzionamento è il seguente: la pompa di calore fornisce i fluidi necessari al funzionamento dei pannelli a pavimento e dell unità di trattamento aria. Le sorgenti termiche che la macchina sfrutta per scambiare il calore è data dall acqua di falda: Nella centrale tecnologica è posizionato anche il gruppo autonomo per il trattamento dell aria che viene immessa negli ambienti privi di aperture sull esterno. Tutte le fasi di scambio termico fra l aria che viene immessa in ambiente ed i fluidi termovettori sono controllate da valvole motorizzate miscelatrici, pilotate da termostati ambiente e da sonde di canale che misurano la temperatura dell acqua e la temperatura e l umidità dell aria esterna, di ripresa e di mandata. L impianto di termoventilazione è dotato di un dispositivo di comando manuale, posto al piano terra, per l arresto dei ventilatori in caso di incendio.
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