L’edificio D sarà alimentato dall’attuale rete di approvvigionamento energetico presente nel sito di Guisanplatz 1. Le linee elettriche necessarie a tale scopo sono state predisposte già durante la prima fase di ampliamento, le condotte per il teleriscaldamento sono preinstallate. Con otto carotaggi nel secondo piano seminterrato della costruzione grezza è stato creato il presupposto per collegare l’edificio D con l’edificio A e allacciarli alla rete di approvvigionamento.
Da qui si dirameranno verso ogni piano,lungo il percorso più breve, le condotte dei sistemidi riscaldamento e raffrescamento, degli impiantiidrosanitari ed elettrici partendo dalla centraletecnica ubicata nel primo piano interrato. Immediatamente accanto ad essa sta sorgendo unagrande centrale di ventilazione, nella quale sarannoinstallati tutti i sistemi di trattamento dell’aria perl’intero edificio.
Roman Portmann è ingegnere, capo progettogenerale e coordinatore responsabile dell’impiantisticadell’edificio. Parliamo con lui del cuore della suaprogettazione, la realizzazione orientata all’utilizzo,e dell’arduo compito di raggiungere l’efficienzaenergetica richiesta dagli standard Minergie e SNBS.
Roman Portmann dice di avere portato con séun piano di coordinamento dal quale emerge acolpo d’occhio cosa ha sviluppato il suo team diprogettisti dell’impiantistica negli ultimi tre annie cosa hanno gradualmente realizzato gli installatoriimpiantisti nei due piani interrati. Portmann èseduto nell’ufficio di cantiere, accende il propriolaptop e proietta sulla parete il piano di coordinamento.
Ciò che di primo acchito ha l’aria di unquadro astratto è una complessa visualizzazione3D. I colori ci aiutano a comprenderlo: in blu sonovisualizzate le condotte di ventilazione, in rossoquelle del riscaldamento, in verde quelle degliimpianti idrosanitari, in giallo le linee elettriche ein magenta le condotte dell’impianto di raffrescamento.Il programma informatico gli consente di visionareogni piano del suo progetto. Nelle viste esezioni trasversali ci mostra le linee di alimentazionee le relative posizioni. Può zoomare di pianoin piano fin dentro i solai intermedi. «Sappiamoesattamente come si presenterà il sistema finito»,continua Portmann. «Il sistema verrà costruitocome lo si vede qui sullo schermo, seppure conminime variazioni».
Nel novembre 2023, nel secondo piano interrato èstato preinstallato, secondo i piani, il 90 per centodei fissaggi per l’impiantistica sotto il soffittodell’autorimessa. Anche al primo piano interratosono già state installate parti dei sistemi di ventilazioneattraverso i quali l’aria fresca provenientedal tetto viene immessa nel sistema, filtrata,riscaldata, raffreddata e quindi convogliata neilocali adibiti a uffici.
I requisiti posti al comfort e all’efficienza energeticadell’edificio sono molto elevati. L’obiettivo èdi soddisfare lo standard Minergie-ECO, il labelper un buon clima interno e lo standard CostruzioneSostenibile Svizzera SNBS. Abbiamo potutoriprendere i concept impiantistici della prima fasedi costruzione e vi abbiamo apportato solo piccolemodifiche tenendo conto dei riscontri ricevutidall’ufficio tecnico e dai consulenti dell’UFCL.
L’elemento centrale del concept energetico è l’utilizzodella geotermia come accumulatore di energia.Sottraiamo energia dal sottosuolo e la portiamocon un impianto a pompa di calore a un livellodi temperatura più elevata per riscaldare l’edificioa 20-21 °C durante l’inverno, nonché per raffrescarloa 24-26°C durante i mesi estivi. Anche peril raffrescamento si sottrae dal sottosuolo il più alungo possibile energia e la si convoglia nei localida raffrescare con l’ausilio di macchine del freddosolo nella seconda metà dell’estate. I prerequisititecnici sono due opere realizzate già durante laprima fase e il cui utilizzo era stato previsto sindall’inizio per l’edificio D: 200 pali di fondazione e80 sonde geotermiche.
Le nostre sonde geotermiche si spingono fino a300 metri di profondità, mentre i pali energeticisotto le fondamenta dell’edificio raggiungonoi 15 metri di profondità, dove la temperatura ècompresa tra i 10 e i 18 gradi centigradi durantetutto l’anno. In inverno il sottosuolo si raffredda e in estate il sole lo riscalda. Le sonde geotermichevengono poste nel sottosuolo con l’ausilio diapposite perforatrici. Le sonde sono costituiteda un circolo chiuso nel quale, nel nostro caso,circola acqua. Una pompa assicura che l’acquapossa trasferire il calore sottratto al sottosuoloalla pompa di calore.
Giusto. Per poter utilizzare il basso livello di temperaturaper il riscaldamento dell’edificio occorreelevare il livello di energia con l’ausilio della pompadi calore. Solo poi è possibile produrre acquacalda a 36 °C per il riscaldamento. In questo modointendiamo raggiungere gli elevati obiettivi diefficienza energetica. Pertanto la pompa di caloredeve vantare un ottimo coefficiente di prestazione.Quella nostra è alimentata per l’85 per centocirca da energia geotermica e solo per il 15 percento dalla rete elettrica.
I moduli sono lunghi cinque metri e larghi unmetro. Vengono installati al soffitto lungo i muriesterni e svolgono quattro funzioni importanti,per questo sono denominati «ibridi»: riscaldano oraffrescano i locali tra i 21 e i 25 gradi centigradi,fungono da scarico dell’aria e sono fonoisolanti. Iprincipali criteri per un buon clima interno sonola qualità dell’aria e la temperatura dell’aria, misuratida appositi sensori installati nei vari locali.Abbiamo tratto insegnamento dalla prima fase dicostruzione. Allora miravamo a soffiare negli ufficidi piccole dimensioni una costante portata volumetricadell’aria. Gli uffici di maggiori dimensionierano provvisti di regolatori della portata volumetricache immetteva aria fresca in funzione dellaqualità dell’aria. Questo sistema era in funzioneper un anno allorché abbiamo iniziato a progettarel’edificio D. Nel 2019 volevamo sapere dall’ufficiotecnico gli aspetti positivi e cosa si potesseancora ottimizzare. Gli addetti ci hanno tra l’altrofatto presente che con i regolatori di portata volumetricacostante veniva immessa una quantitàinutile di aria nell’edificio. Sarebbe invece statovantaggioso poter variare la portata volumetricadei regolatori in funzione della qualità dell’aria.
Concentrato e preciso: Roman Portmann a colloquio nell’ufficio di cantiere.
Abbiamo definito con coerenza uffici di piccoledimensioni che saranno provvisti di quattromoduli ibridi da soffitto regolabili a seconda delleesigenze per mezzo di un regolatore di portatavariabile dell’aria di mandata e una valvola a sei vieper il riscaldamento e il raffrescamento. Ciò significache nei locali sarà immessa solo la quantitàd’aria necessaria per mantenere costante il tenoredi CO2 a un livello di circa 1000 p.p.m. Nei moduliibridi è integrato un circuito idrico che trasportapiù o meno acqua per regolare la temperatura.Nel locale stesso l’energia di riscaldamento e raffrescamentoviene rilasciata al 60 per cento perirraggiamento e al 40 per cento per convezione.Questa ripartizione e l’immissione d’aria praticamentesenza fastidiose correnti garantiscono unabuona sensazione di benessere.
Quando vi è una cosiddetta asimmetria radiante.Ad esempio nelle aree in cui vi sono fino a seipostazioni di lavoro al videoterminale l’ambientesi riscalda molto a causa del calore irradiato daidispositivi elettronici. Da davanti giunge il caloreradiante, mentre dietro l’aria sembra più fresca.Così ci si sente esposti a una corrente d’aria. Siccomemanteniamo piccole le unità adibiti a uffici,siamo in grado di tenere conto delle esigenzeindividuali degli utenti in aree chiaramente delimitatee adattarvi la portata e la temperaturadell’aria di mandata. Ci sono poi ancora due altriaspetti che influenzano sensibilmente il climainterno.
I colori e la schermatura da sguardi indiscreti.Entrambi questi aspetti sono spesso un problemaquando i dipendenti si sentono a disagiononostante le temperature ambientali rientrinonell’abituale intervallo di comfort e non si rilevanocorrenti d’aria.
In seguito a reclami relativi a fastidiose correntid’aria, nonostante avessimo rimosso talune grigliedi ventilazione c’era chi lamentava ancora lapresenza di una corrente d’aria. Nella maggiorparte dei casi le cause del disagio erano attribuibiliall’assenza di una schermatura da sguardi indiscretio a scelte cromatiche troppo audaci.
Riscaldiamo l’ambiente attraverso i moduli e nondobbiamo aumentare la temperatura di mandatadel riscaldamento oltre i 35 °C neppure nellegiornate invernali molto fredde. La differenzatermica tra la temperatura d’ingresso della sondageotermica e quella di mandata è quindi di circa26 °C. È questa l’efficienza energetica del sistema:l’aumento di temperatura che la pompa di caloredeve raggiungere è relativamente piccolo. Nellecase uni e plurifamiliari l’80-90 per cento dellepompe di calore sono impostate su una temperaturadi mandata di 45-55 °C. La produttività delsistema si manifesta anche nel raffrescamento.Fino circa alla metà di agosto possiamo raffrescaregli ambienti con l’accumulatore interrato. Soloquando il livello di temperatura dell’accumulatoreinterrato sale lentamente a causa dell’intensoirraggiamento solare, dobbiamo raffreddare ipannelli ibridi con una macchina del freddo finoa circa metà ottobre per mantenere costante unatemperatura ambientale media di 23-25 gradi.
Qui viene realizzato ciò che Roman Portmann ha progettato.
L’assenza di persone negli uffici porta il nostrosistema di riscaldamento ai suoi limiti. Il caloreemanato dalle persone, dalle macchine e dai localiIT è parte del concept energetico. Durante la pandemiagli edifici amministrativi costruiti nella primafase erano praticamente deserti. Di conseguenzail fabbisogno di energia per il riscaldamentoè cresciuto e quello di energia per il raffrescamentonei mesi estivi è diminuito. Nel 2020-2022il nostro già menzionato accumulatore interrato èstato fatto funzionare con energie di carica escarica diverse e temevamo che si raffreddassetroppo e quindi risultasse insufficientemente caricatoper la successiva stagione di riscaldamento.Per escludere questo rischio, dagli ultimi due annia questa parte monitoriamo l’accumulatore interratocon un apposito sistema.
La misurazione delle temperature di entrata e diuscita della pompa di calore e delle macchine delfreddo, la registrazione delle quantità di energiae il bilancio delle energie. Se nel corso deglianni constatiamo che l’accumulatore interratosi raffredda eccessivamente, è possibile avviaremisure mirate. Per esempio, «pompando» d’estatepiù energia del solito nell’accumulatore interrato.Tuttavia, in estate possiamo utilizzare al 100 percento il sole come fonte di energia. Altrimenticorreremmo il pericolo di fare «congelare» l’accumulatoreinterrato e di non disporre più dellanostra principale fonte di energia. Inoltre tuttele nuove domande d’installazione di sonde geotermichedevono essere esaminate mediante unprogramma di simulazione che mostra se è possibileprelevare calore per i prossimi 50 anni. Conquesta misura le autorità vogliono impedire che ilsottosuolo si raffreddi eccessivamente causandoun danno ecologico.
Sono molto improbabili, purché li si monitori e siintervenga tempestivamente all’occorrenza.
Attraverso una centrale di distribuzione che si trova al primo piano interrato. In base alle specifichedella committenza, il nostro concept si basasull’installazione del minor numero possibile dipunti di erogazione dell’acqua calda nell’edificio.Nelle toilette ci si può lavare le mani solo conl’acqua fredda. Questa misura permette di risparmiaregià molta energia e materiale. La lunghezzadelle tubazioni dell’acqua installate nell’edificiocausa un’elevata perdita di circolazione. Per contrastaretali perdite abbiamo deciso di installare ilsistema di riscaldamento dell’acqua sanitaria nelleimmediate vicinanze dei punti di prelievo dell’acquacalda. Per produrre l’acqua calda sanitariaimpieghiamo boiler a pompa di calore aria-acqua.Nel processo si genera energia di raffreddamentoche viene poi di nuovo utilizzata per raffreddare lesale server.
Tutto secondo i piani: progettisti e montatori lavorano fianco a fianco per l’impiantistica.
Una parte della quantità di acqua piovana raccoltaviene utilizzata come acque grigie per sciacquarele toilette e gli orinatoi. L’edificio D è anche approvvigionatodi acque grigie da questa cisternadi ritenzione. L’acqua piovana dell’edificio D finiscenella fognatura pubblica attraverso uno specificosistema di ritenzione sul tetto. Analogamentea un terreno boschivo, grandi quantità di acquapiovana possono essere accumulate temporaneamentee poi drenate in modo controllato senza ilrischio di allagare il sistema fognario.
Le acque grigie, ossia le acque reflue poco sporche,vengono riutilizzate ancora piuttosto raramente.Per farlo sono necessari due sistemiidrici distinti e bisogna manutenere la cisterna. Sidevono mettere a confronto i costi supplementaridell’installazione e il possibile sfruttamento dellerisorse. Ma se vogliamo che si affermino certificaticome lo standard Costruzione SostenibileSvizzera SNBS, l’utilizzo delle acque grigie è unelemento importante.
Sul tetto dell’edificio D sarà installato un impiantofotovoltaico da 150 kWp circa. Questa elettricitàpotrà essere utilizzata in gran parte sul posto.L’elettricità eccedente viene convogliata da unabarra conduttrice all’edificio D passando per ilsistema di distribuzione elettrica del sito, che sitrova al primo piano interrato dell’edificio A. Oltrealla rete elettrica, tutte le reti di comunicazionee informatiche vengono convogliate all’edificioD attraverso la centrale del sito. Il piano di allacciamentoalla corrente ad alta e bassa tensione èstato progettato in modo tale da consentire unaflessibile rifinitura iniziale, ma anche successiviampliamenti e ristrutturazioni. Il sito disponeinoltre di un gruppo elettrogeno d’emergenzacon cui potranno continuare a funzionare tutti gliimpianti rilevanti per la sicurezza anche in caso diblackout.
In un sito come Guisanplatz si potrebbe pensarein linea di massima di dotare la facciata di elementifotovoltaici. Tuttavia, visto che si costruiscein modo densificato, gli edifici si ombreggiano avicenda. Ora si sta considerando se non sia piùopportuno installare i moduli fotovoltaici sullesuperfici di tetto ancora libere anziché su unafacciata ombreggiata. Riteniamo che la prima opzionesia molto più sensata.
Da sinistra: Sean Bieri e Jürgen Jurasch (montatori di impianti di refrigerazione presso la ditta Bouygues) e Roman Portmann nel primo piano interrato.
L’inquinamento di rete si manifesta quando l’andamentoarmonico della tensione, cioè la curvasinusoidale pura, viene alterata da oscillazioniarmoniche. Queste ultime sono causate dai trasformatoriper sorgenti luminose, alimentatori acommutazione in televisori, computer o lampadealogene, ma anche da motori a velocità controllatacon convertitore di frequenza. Negli edificimoderni praticamente tutti i ventilatori e tutte lepompe sono a velocità controllata. Un appositoprogramma di calcolo rileva, calcola e analizzatutte le oscillazioni armoniche generate dagli utilizzatorielettrici. Laddove necessario installiamofiltri di rete specifici che eliminano le armonichedi rete e assicurano un perfetto funzionamentodegli impianti elettrici.
Secondo le direttive dello Standard CostruzioneSvizzera (SNBS), le installazioni impiantistichedovrebbero consentire la separazione dei componenti.Deve essere pertanto possibile separare inmodo coerente, in fase di progettazione e realizzazione,elementi edilizi con diversa durata di vitae di utilizzo. La separazione coerente dei sistemicrea flessibilità per l’utilizzo e l’eventuale retrofittaggio.
Certo, ma costituisce un fattore di costo. Collocandoun componente dell’installazione nellastruttura primaria – solai, pareti o pavimenti –riusciamo a costruire più rapidamente e risparmiamospazio. Per la separazione dei sistemi tuttii tubi e i cavi vengono installati in modo da esserefacilmente accessibili, per cui l’edificio deve avereun maggiore volume. Ora possono però cambiaregli utenti o i requisiti di un edificio amministrativo.Se i sistemi sono separati tra loro, possiamointervenire senza problemi anche dopo 30 anni.L’economicità si ripaga quindi nel corso del tempo.L’onere iniziale è maggiore, ma l’efficienza e ilrisparmio di risorse si fanno sentire nell’arco deidecenni. Non si vuole aprire ogni volta una pareteper sostituire un tubo o un cavo.
L’edificio D ha una pianta rettangolare. Le centralitecniche per gli impianti elettrico, di riscaldamentoe raffrescamento, di ventilazione e idrosanitariosono state collocate in posizione centrale.A destra e a sinistra di esse corrono tre pozzettitecnici ciascuno, le cosiddette guaine tecnicheverticali, attraverso le quali tutti i fluidi sono distribuitilungo il percorso più breve ai vari piani.In questi pozzetti corrono tutte le tubazioni, i cavie le condotte di ventilazione. I pozzetti sono accessibiliin ogni piano attraverso uno sportello. Inquesto modo è possibile eseguire senza problemilavori di manutenzione e successive installazioni.
L’aspetto più importante di ogni concept energeticoè l’involucro edilizio, che dovrebbe assicurareuna coibentazione termica ottimale ed essere ilpiù compatto possibile. Immaginatevi di dormirein tenda. Se fa freddo, si tiene il sacco a pelo piùvicino possibile al corpo. In questo modo il volumedel sacco a pelo diminuisce e il sacco scaldameglio. Una facciata ben coibentata funzionanello stesso modo. Costruiamo in modo compattoper allestire il massimo numero possibile dipostazioni di lavoro e consumare meno energiapossibile.
Mirel Salihovic (montatore di impianti di ventilazione presso la Hälg & Co. AG) si appresta a installare un pozzo di ventilazione.
Il certificato Minergie-ECO richiede alle committenzedi costruire in modo da ottenere un climainterno salubre ed ecologico e che gli edifici sianoutilizzabili in maniera flessibile e con materialicircolari. Le emissioni di gas serra devono essereminime in fase di costruzione e l’edificio deveessere complessivamente rispettoso del clima.
Vanno osservati i seguenti criteri: requisiti piùseveri posti ai sistemi di ventilazione e alle installazionielettriche creano un clima interno salubre;progetti efficienti e una scelta accurata dei materialicomportano un minore fabbisogno di energia;la longevità dei materiali è importante. Soluzioniinnovative e l’adempimento per eccesso dei requisitiesistenti negli ambiti della salute e dell’ecologiasono apprezzati e riconosciuti.
L’Ufficio federale delle costruzioni e della logisticamira a ottenere le certificazioni Minergie-ECO e «Platino» (SNBS).
Gli alunni e i loro insegnanti possono visitare il cantiere e sperimentare varie professioni in loco. Maggiori informazioni sono disponibili sul sito web del nostro progetto.
