PROGETTO IMPIANTO DI CLIMATIZZAZIONE DI AGENZIA BANCARIA

Progetto di impianto di climatizzazione e ricambio aria di una agenzia bancaria.
Pompa di calore aria/acqua con condensatore remoto; unità ventilconvettive di tipo "Cassette"; recuperatori di calore a flussi incrociati.

Impianto di climatizzazione di un complesso sportivo in Campania

Il progetto dell’impianto è stato commissionato da una Impresa generale che non si è poi aggiudicata l’appalto del complesso sportivo che comprendeva una piscina, i servizi annessi e un bar al pianterreno e un centro benessere al primo piano.

Architettonici edificio

Tutti gli impianti sono stati previsti al piano seminterrato ad esclusione della Centrale termica che avrebbe dovuto essere installata in un edificio separato per permettere l’accesso ai Vigili del Fuoco.

Era stata prevista l’installazione in parallelo di due generatori di calore del tipo in acciaio ad alto rendimento alimentati a gas metano (buciatori a doppio stadio) della potenzialità termica di 450 kW cadauno.

I gruppi termici alimentavano lo scambiatore per il riscaldamento della piscina (previsto a fascio tubiero dal progettista dell’impianto specifico della piscina), i boiler ad accumulo per l’ ACS e gli impianti di riscaldamento al piano terra e al primo piano.


Schema generale impianto idraulico

Schema collegamento pannelli solari

Una superficie di circa 50 mq. di pannelli solari del tipo a svuotamento integravano il sistema di riscaldamento dell’ACS.

Non è stato possibile prevedere l’installazione di un numero maggiore di pannelli per motivi di ordine architettonico.

Non è stata prevista l’installazione di pompe di calore sia perchè il complesso avrebbe avuto un funzionamento prevalentemente invernale data la sua vicinanza al mare della costiera amalfitana sia per problemi tecnici del fornitore dell’energia elettrica.

Un solo chiller di potenza relativamente modesta (130 kW) avrebbe alimentato gli elementi terminali ventilconvettivi posti al primo piano dell’edificio e le batterie fredde delle UTA a servizio dei vari piani (ad esclusione del locale piscina).

Il circuito idraulico delle UTA era separato da quello degli elementi terminali per poter permettere il funzionamento contemporaneo e consentire un minimo di controllo delle condizioni igrometriche dell’aria di rinnovo pur in assenza di una batteria di postriscaldamento.

A servizio del locale piscina era stata prevista l’installazione di una UTA a tutt’aria esterna e dotata di recupero del calore e di serranda di by pass della portata di 32000 mc/h (n. 8 tratt./ora).

Aeraulico piano seminterrato

Aeraulico e idraulico piano terreno

Aeraulico e idraulico primo piano

Un sistema di regolazione con comparazione entalpica avrebbe gestito e ottimizzato il funzionamento della UTA agendo sui servomotori delle serrande e la valvola a tre vie.

Il sistema di distribuzione dell’aria era stato previsto realizzato con tubazioni a sezione circolare in lamiera di acciaio inox A316 interrata per il collettore principale e aerea per le diramazioni.

Tale tipologia era stata espressamente richiesta dall’Impresa generale che produce condotte di questo tipo.

Assonometrico impianto aeraulico

La distribuzione era affidata a bocchette di mandata a doppio ordine di alettatura regolabile realizzate in acciaio inox.

La realizzazione della canalizzazione di ripresa era invece prevista in cls e ricavata nel materiale di riporto posto ai margini della vasca e le bocchette di ripresa erano previste come disposte sui due lati lunghi della vasca e a filo pavimento al fine di minimizzare l’effetto “nebbia bassa”.

Al piano seminterrato era prevista l’installazione delle UTA a servizio dei vari piani.

Le UTA a servizio del piano terreno erano previste del tipo con recupero del calore mentre quella a servizio del primo piano era prevista senza tale dispositivo in quanto non necessario per richiesta specifica del fornitore delle attrezzature e apparecchiature per il fitness poste a tale piano.

In sostanza le UTA provvedevano al solo ricambio d’aria mentre il riscaldamento era fornito da elementi radianti al pianterreno e da elementi ventilconvettivi al primo piano.

La qualità dell’aria negli impianti di climatizzazione.

Nella società postindustriale la permanenza degli esseri umani in ambienti chiusi rappresenta in media il 95% del loro tempo.

Il comfort ambientale, sia in termini di condizioni termoigrometriche che in termini di purezza dell’aria, appare come fondamentale con sempre maggiore evidenza.

Se le condizioni termoigrometriche ideali sono "piuttosto facili” da raggiungere con i moderni sistemi di climatizzazione è invece piuttosto difficile avere la corretta qualità dell’aria anche in considerazione del fatto che bisogna coniugare il doveroso risparmio energetico con il ricambio d’aria imposto dalle normative.

Se in regime invernale le condizioni ideali possono essere raggiunte con sistemi “statici” quali caloriferi e pavimenti radianti, in regime estivo c’è bisogno invariabilmente di sistemi “ventilati”.

In questo caso sono fondamentali velocità finale – che non dovrebbe superare i 0.15 m/sec.- e la qualità dell’aria.

La qualità va valutata da un punto di vista medico – assenza di rischi per la salute – e del benessere – percezione di freschezza e piacevolezza.

Gli inquinanti si possono classificare come:

-      prodotti da processi metabolici derivanti dalle attività umane.

-      prodotti da sistemi impiantistici per cattivo funzionamento o carente manutenzione.

-      prodotti  da emissione da arredi e materiali da costruzione.

-      inquinanti provenienti dall’ambiente esterno.

I principali possono essere riassunti nella tabella.

Composti organici volatili	Comprendono centinaia di composti comprendenti sia i gas metabolici sia i gas emessi dai materiali da costruzione, dagli arredi e da apparecchiature costruite dall’uomo. I gas metabolici sono dei bioeffluenti emessi dalle persone (aldeidi, esteri, alcoli) e soprattutto anidride carbonica la cui produzione può essere valutata per attività sedentaria in circa 18-19 lt/h/persona. Le concentrazioni passano da 0.3 mg/mc per il comfort a 25.0 mg/mc per la soglia di tossicità.
Fumo di tabacco	Si tratta di centinaia di componenti sia particolati che gassosi che sono percepiti come particolarmente sgradevoli dai non fumatori e che richiedono ricambi aria molto superiori a quelli per locali destinati a non fumatori.
Formaldeide	Si tratta di un gas incolore e particolarmente irritante emesso da truciolati utilizzanti resine come collante o isolanti termici utilizzanti urea. È particolarmente irritante per occhi e apparato respiratorio e ammesso in concentrazioni massime pari a 0.1 mg/mc. per 30 minuti
Ossido di carbonio; Anidride carbonica; composti ossigenati dell’azoto e dello zolfo	Sono prodotti dalla combustione o della combustione incompleta. Possono risultare letali in alte concentrazioni; ossido di carbonio e anidride carbonica sono praticamente inodori e incolori anche in altissime concentrazioni.
Radon	E’ un gas radioattivo che può provocare cancro ai polmoni e che è presente all’interno del sottosuolo.
Inquinanti provenienti dall’ambiente esterno	Si tratta essenzialmente di gas e particolati definiti come “smog” ( smoke+fog ) che si infiltrano in ambiente attraverso l’apertura e chiusura dei serramenti esterni o dall’aria di rinnovo quando non captata in zone adatte o non adeguatamente filtrata.

Dovrebbe ovviamente esistere una normativa volta a stabilire degli standard per la qualità dell’aria tenendo conto delle portate di aria di ventilazione e delle concentrazioni ammissibili per i singoli inquinanti.

Tale criterio non esiste come non esiste l’obbligo di dichiarare da parte dei produttori il tipo e le quantità di inquinanti provenienti da materiali da costruzione e di arredo.

Non esiste quindi una normativa complessiva che consideri la ventilazione sotto il profilo del benessere, dell’igiene ambientale, dell’efficienza energetica e della sicurezza.

Esiste una frammentata normativa, risalente per lo più agli anni ’70 solo per alcuni particolari settori quali scuole, ospedali e locali aperti al pubblico.

Riferimento: UNI 10339 del 1995 e ASHRAE 62-1989.


http://www.cti2000.it/index.php?controller=documenti&action=showDocuments&argid=28&tabid=0&subtab=6


http://www.yorkland.net/resources/standards_ashrae.php

Inoltre tali normative sono applicate agli edifici di nuova costruzione e non impongono nulla agli impianti preesistenti.

La normativa attualmente applicabile tiene conto dei semplici bioeffluenti e quindi stabilisce il ricambio d’aria in funzione dell’affollamento e della destinazione d’uso del locale.

In pratica si tiene conto della sola quantità di anidride carbonica trascurando l’inquinamento totale che si produce in ambiente, lo standard di qualità dell’aria, le qualità organolettiche dell’aria stessa e l’efficacia dei sistemi di ventilazione.     

Dalla fine degli anni 80 è stata proposta dal danese O.Fanger una teoria che si propone di dare oggettività alla soggettività della percezione della qualità dell’aria.

Fanger prende come riferimento per l’accettabilità la percentuale di persone insoddisfatte della qualità dell’aria all’interno di un locale.

La teoria di Fanger:  
http://pcfarina.eng.unipr.it/DispenseArch00/ternelli132538/ternelli132538.htm 
 tiene conto del benessere trascurando l’aspetto medico e soprattutto la valutazione dell’inquinamento prodotto dai materiali, la cui conoscenza è ancora assolutamente insufficiente.

Negli impianti civili molto è lasciato alla coscienza del progettista e alla disponibilità economica e culturale della Committenza.

        

Le reti aerauliche

Definizione di Rete aeraulica

Schema aeraulico in reparto radioterapico

Negli impianti di climatizzazione si intende per “Rete aeraulica” un sistema di condotte a sezione rettangolare, circolare o ellittica che ha lo scopo di convogliare l’aria dal ventilatore dal quale prende il moto fino alle varie utenze; di aspirarla o estrarla dagli stessi per espellerla definitivamente o per ritrattarla parzialmente.

Questa definizione è valida sia per gli impianti aeraulici di tipo semplice, come ad esempio la ventilazione forzata di un singolo locale sia per quelli molto più complessi nei quali è necessario raggiungere delle condizioni imposte progettualmente.

Da ciò discende l’obbligo del controllo di tutti i parametri più importanti, quali: igienicità, temperatura, umidità relativa, purezza, velocità e sicurezza antincendio.

In generale gli impianti si compongono di una Unità di trattamento dell’aria dotata di uno o più ventilatori, di un sistema di distribuzione, di organi di diffusione, di sistemi di ripresa e/o di espulsione e di sistemi di controllo dei parametri.

Il trasporto dell’aria da un luogo all’altro ottenuto per mezzo di condotte viene definito Distribuzione dell’aria.

La distribuzione in un ambiente dell’aria immessa mediante opportune apparecchiature viene definita come “Diffusione dell’aria”.

L’aspirazione dell’aria da un ambiente mediante opportune apparecchiature viene definita “Estrazione dell’aria”.

Si definisce “Espulsione dell’aria”  l’aria di aspirazione che non viene ricircolata ma immessa in atmosfera  con o senza trattamenti di filtrazione o di recupero del calore.

Si definisce “Ricircolo” l’aria aspirata che viene prelevata dall’ambiente e totalmente o parzialmente reimmessa nell’ambiente medesimo dopo dopo essere stata trattata da un sistema di climatizzazione e/o di recupero del calore.

Si definisce “Transito” l’aria che defluisce dall’ambiente per sovrappressione attraverso opportune apparecchiature.

Si definisce “Rinnovo dell’aria” l’aria prelevata all’esterno dei locali da climatizzare e immessa in ambiente con o senza subire un trattamento di filtrazione a monte o a valle della unità di trattamento dell’aria.

La determinazione della potenza termica o frigorifera dell’Unità di trattamento dell’aria viene definita in base al fabbisogno termico degli ambienti da climatizzare e tenuto conto delle espulsioni, dei rinnovi, delle dispersioni per apertura e chiusura porte ecc.

L’unità di trattamento è in genere dotata di un sistema di filtrazione di efficienza definita in base alla destinazione d’uso degli ambienti da climatizzare.

E’ altresì dotata di uno o più ventilatori di mandata la cui portata è definita dalla somma delle quantità di aria necessarie alla climatizzazione dei locali asserviti all’impianto.

Può essere anche dotata anche di ventilatori di ripresa e/o espulsione e di sistemi di recupero del calore espulso.

La distribuzione dell’aria avviene attraverso un sistema di condotte realizzate, per la maggior parte dei casi, in lamiera zincata o in pannello sandwich di alluminio.

Le condotte in lamiera zincata vengono isolate termicamente qualora la temperatura dell’aria trasportata sia inferiore alla temperatura di rugiada dell’aria ambiente; questo avviene nella quasi totalità dei casi degli impianti di condizionamento.

La diffusione dell’aria in ambiente avviene mediante bocchette di mandata o diffusori a seconda della portata di ogni singolo elemento, dal lancio, dalla altezza di installazione e della velocità finale.

Le bocchette di mandata sono generalmente dotate di doppio ordine di alette regolabili e di un sistema di parzializzazione dell’aria (serrandina di regolazione).

I diffusori possono essere circolari a coni fissi o regolabili, rettangolari, ad alette curve a una o più vie, lineari, a feritoia e così via.

Possono essere inoltre dotati di elementi filtranti.

A volte possono essere utilizzate bocchette di mandata pedonabili per la diffusione a pavimento.

L’aria viene in genere ripresa dall’ambiente per l’espulsione, il ricircolo o il rinnovo da bocchette a semplice ordine di alettatura fissa; a volte vengono utilizzati i cosiddetti diffusori a dislocamento.

Il transito si rende necessario quando l’organo di ripresa non è collocato all’interno del locale climatizzato ma in un ambiente confinante e avviene mediante bocchette con alettatura a taglio di luce e flusso deviato.

A volte viene lasciata una fessura di qualche centimetro al di sotto delle porte di accesso al locale.

Esistono diversi sistemi di calcolo e dimensionamento delle reti aerauliche.

I più comuni sono il metodo di calcolo a recupero di statica con o senza bilanciamento e quello a perdita di carico costante anche esso con o senza bilanciamento.