Strategie impiantistiche per garantire sicurezza e comfort nei centri congressi. I criteri di progettazione degli impianti HVAC
I Centri Congressi fanno subito venire in mente uno degli spauracchi del periodo post Covid: l’assembramento, ovvero la presenza di persone che condividono uno spazio, muovendosi o restando in quiete, a poca distanza gli uni dagli altri. Questi luoghi sono solo temporaneamente “inutilizzati”: il Covid ci ha insegnato ad essere attenti e “distanti”, ma si dovrebbe trattare di una situazione temporanea, che presto (ci si augura) lascerà spazio ad una ritrovata normalità. Tuttavia, la soluzione di tenere chiusi tutti i luoghi in cui vi sia presenza o permanenza di un numero importante di persone non può essere l’unica proposta. Si tratta di capire come questi luoghi possano essere utilizzati, garantendo il massimo comfort, un’elevata efficienza energetica e una grande sicurezza per gli utenti.
Vista la natura aggregativa, i Centri Congressi devono essere pensati per accogliere un numero consistente di persone, garantendo una acustica ottimale, una eccellente qualità dell’aria e, in periodo post Covid, la capacità di ridurre il rischio di contagio.
Le caratteristiche igienico – prestazionali essenziali perché una costruzione sia considerata abitabile, riguardano la condizione delle strutture e delle finiture degli ambienti in rapporto alla loro destinazione e il volume minimo d’aria disponibile per l’individuo (dm 05/07/75).
Nello specifico, i locali adibiti a pubblico spettacolo, devono possedere tutti i requisiti previsti per civili abitazioni, ad eccezione di quelli di areoilluminazione diretta:
Il progetto acustico degli edifici per conferenze ha tre fondamentali obiettivi: isolare l’edificio dai rumori provenienti dall’esterno, limitare l’inquinamento acustico generato dall’auditorium verso l’esterno e garantire la comprensione e l’intelligibilità durante le attività svolte all’interno dell’edificio.
I metodi di calcolo delle prestazioni in opera dei diversi componenti edilizi ed esempi applicativi sono riportati rispettivamente nelle norme UNI EN ISO 12354-1:2017 Parti 1 e 2 “Acustica in edilizia - Valutazioni delle prestazioni acustiche di edifici a partire dalle prestazioni dei prodotti” e UNI/TR 11175:2005 “Acustica in edilizia - Guida alle norme serie UNI EN 12354 per la previsione delle prestazioni acustiche degli edifici - Applicazione alla tipologia costruttiva nazionale”.
Tra gli obiettivi principali da raggiungere, si richiede che ogni ascoltatore percepisca, indipendentemente dalla posizione occupata, una emissione sonora di caratteristiche il più possibile prossime a quelle della sorgente che l’ha prodotta. La DIN 18041 è la norma che si occupa principalmente dei requisiti acustici per ambienti per la didattica di aule scolastiche, universitarie, auditori. In essa sono definiti i requisiti acustici e le direttive di progettazione degli edifici atti ad assicurare una corretta udibilità e qualità acustica architettonica.
Per raggiungere un tempo di riverberazione sonora idonea al parlato, raccomanda per l’uso della parola un indice di volume (volume ambiente / persona) di 3 – 6 mc / persona.
Un’ulteriore fonte di rumore che deve essere opportunamente gestita è quella legata all’utilizzo degli impianti tecnologici. Elemento fondamentale è la corretta distribuzione degli spazi, in modo da separare ambienti particolarmente sensibili da ambienti destinati alle centrali impiantistiche o al transito delle colonne di distribuzione verticale. La distribuzione interna dei diversi ambienti deve anche minimizzare sia la lunghezza delle linee di distribuzione che il numero di transiti ed intersezioni impiantistiche. Gli ambienti tecnici dovranno essere opportunamente isolati (ed eventualmente rivestiti di materiali fonoassorbenti) in funzione dell’emissione sonora delle macchine che ospiteranno. L’emissione sonora della macchina influenza anche la dimensione del locale tecnico ospitante, in quanto un locale troppo piccolo ha effetti negativi sulla propagazione del rumore. A seconda del tipo di impianto bisogna sviluppare le opportune strategie progettuali finalizzate alla riduzione della rumorosità immessa da macchine e reti di distribuzione. La norma UNI 8199:2016 “Acustica in edilizia - Collaudo acustico di impianti a servizio di unità immobiliari - Linee guida contrattuali e modalità di misurazione all'interno degli ambienti serviti” contiene indicazioni per il collaudo degli impianti dotati di terminali all’interno dello stesso ambiente disturbato.
Non bisogna poi dimenticare che lo stesso Centro Congressi è fonte di rumore e disturbo per l’ambiente esterno e gli edifici limitrofi: la norma UNI EN 12354-4:2017 contiene le indicazioni per calcolare la propagazione del rumore prodotto internamente ad un edificio verso l’ambiente esterno.
La qualità dell’aria interna ad un Centro Congressi è un requisito fondamentale, per garantire il benessere delle persone che si trovano all’interno. La concentrazione di inquinanti all’interno di un ambiente chiuso è direttamente collegata alla presenza di persone e all’eventuale sovraffollamento. I gruppi più a rischio per esposizioni ad inquinamento indoor sono: bambini, anziani e persone con patologie croniche. Dagli studi condotti dall’OMS risulta che i bambini sono più a rischio degli adulti perché hanno una respirazione più rapida (cosa che facilita l’assorbimento delle sostanze inquinanti) e vivono più vicini al terreno (dove alcune sostanze inquinanti sono presenti in maggiori concentrazioni); tutto ciò avviene quando il loro organismo (sistema nervoso compreso) non è ancora completamente sviluppato.
I sistemi di ventilazione, filtrazione e distribuzione dell'aria e le relative tecniche di disinfezione hanno un grande potenziale sia per la riduzione della trasmissione di agenti patogeni nell'aria, sia per limitare la concentrazione di inquinanti all’interno degli ambienti confinati. Un’efficace “diluizione” dell’aria, un’adeguata filtrazione della stessa e il controllo della temperatura e dell’umidità interna, sono tutti fattori che contribuiscono alla riduzione degli agenti patogeni dispersi in ambiente.
Sono possibili 2 differenti approcci per la ventilazione di un Centro Congressi:
• Approccio prestazionale, in cui tramite un monitoraggio continuo dell’aria interna si attiva l’impianto per mantenere al di sotto dei valori limite la concentrazione degli inquinanti. Tale approccio è raffinato e tecnologico, in quanto richiede la presenza di sensori e la definizione di valori soglia per tutti i possibili inquinanti o, perlomeno, per quelli maggiormente rappresentativi. È l’approccio che maggiormente consente efficienza energetica e riduzione degli sprechi;
• Approccio prescrittivo, in cui viene fornito un tasso di ventilazione di riferimento da mantenersi indipendentemente dall’occupazione degli ambienti e dalla concentrazione di inquinanti all’interno. Non potendo più impiegare sistemi di ricircolo (a causa dei rischi connessi al contagio), si deve optare per l’impiego di recuperatori di calore sull’aria di espulsione, garantendo in tal modo efficienza energetica all’impianto.
Per limitare il rischio contagio all’interno di ambienti chiusi, molto frequentati, e serviti da impianti HVAC sono state pubblicate varie indicazioni e consigli pratici, da parte di Enti e Associazioni di settore (ISS, AICARR, ASHRAE, ecc.). Vale la pena ricordare ad esempio:
I sistemi di ventilazione, filtrazione e distribuzione dell'aria e le relative tecniche di disinfezione hanno un grande potenziale sia per la riduzione della trasmissione di agenti patogeni nell'aria, sia per limitare la concentrazione di inquinanti all’interno degli ambienti confinati. Un’efficace “diluizione” dell’aria, un’adeguata filtrazione della stessa e il controllo della temperatura e dell’umidità interna, sono tutti fattori che contribuiscono alla riduzione degli agenti patogeni dispersi in ambiente. Nel caso di edifici serviti da un sistema HVAC, con l’impiego di una filtrazione efficiente si riduce il carico delle particelle infettive. I filtri, se opportunamente selezionati e distribuiti, contribuiscono al controllo della sorgente del flusso d’aria, oltre a ridurre le concentrazioni di aerosol infettivi. A tal proposito ci viene in aiuto la UNI EN ISO 16890-1:2017 che stabilisce un sistema di classificazione dell'efficienza dei filtri per ventilazione basato sul particolato (PM). La norma, entrata in vigore nel 2018, fornisce 4 classi legate alle prestazioni del filtro nei confronti di tre diverse frazioni di particolato. Le principali differenze rispetto al passato riguardano soprattutto i test da condurre sul filtro, con prove che interessano polveri più fini (PM1) e quindi maggiormente pericolose per la salute umana, e consentono di ottenere un prodotto certificato per il miglioramento della qualità dell’aria che respiriamo all’interno degli ambienti.
Gli impianti di un Centro Congressi devono garantire il comfort interno con particolare attenzione agli aspetti legati a temperatura, umidità relativa e qualità dell’aria. Il tutto, nel rispetto dei requisiti igienici, acustici e di sicurezza di cui si è in precedenza parlato.
Diversamente dagli uffici, i Centri Congressi subiscono elevate fluttuazioni di presenza durante la giornata. Anche per questo motivo, una corretta regolazione passa attraverso una gestione ottimizzata e automatizzata degli spazi, in grado di ridurre il funzionamento degli impianti (e quindi i consumi) in assenza o con un numero particolarmente ridotto di persone.
Normalmente, i Centri Congressi sono pensati per essere climatizzati ricorrendo a impianti a tutt’aria con eventuale ricircolo: tale soluzione è ormai da impiegare sempre meno in ottica post pandemica. Inoltre, gli impianti a tutt’aria risultano particolarmente rischiosi dal punto di vista acustico, in quanto tanto le bocchette di immissione quanto le canalizzazioni di distribuzione sono potenziali fonti di rumore. Per ridurre il rischio di disturbo, deve essere valutata la ventilazione a dislocamento (o displacement ventilation): operando con portate e velocità ridotte, è in grado di fornire la richiesta IAQ senza fastidiosi rumori di fondo. Non è però in grado di coprire integralmente i carichi termici, che devono essere “affidati” ad un impianto idronico.
Vista le caratteristiche architettoniche e funzionali di un Centro Congressi, e la flessibilità d’uso che deve essere in grado di garantire, i sistemi radianti a soffitto o a pavimento risultano la soluzione che meglio è in grado di soddisfare i requisiti previsti, minimizzando gli sprechi energetici. Chiaramente, vista l’alta densità di persone (almeno potenziale) sarà necessario abbinare un sistema di ventilazione, capace di garantire una buona qualità dell’aria e controllare al contempo l’umidità relativa. Inevitabile pensare a una VMC dotata di sistemi di filtrazione accuratamente scelti. La filtrazione dell’aria svolge un ruolo essenziale nel controllo e nel mantenimento di livelli di contaminazione accettabili nell’aria che viene immessa nei locali. Grazie all’utilizzo di sistemi filtranti ad elevata efficienza si assicura il corretto ricambio dell’aria e l'espulsione degli inquinanti garantendo un’ottima protezione contro le polveri sottili e una migliore qualità dell’aria interna.
Per il corretto funzionamento dei filtri vengono prese in considerazione:
Nel mercato possiamo trovare 3 tipi di filtri:
La scelta delle diverse tipologie di filtro è oggi regolata da più normative (UNI EN 10339, UNI ISO 16890, UNI EN 1822), le quali permettono di definire con precisione le caratteristiche del filtro in relazione alla propria classe di efficienza, ossia la misura della capacità di rimuovere le particelle trasportate dalla corrente d’aria che attraversa il filtro stesso, e al tipo di impiego specifico.
Gli impianti di climatizzazione nei centri congressi: comfort e libertà architettonica con i sistemi radianti
Progettare un impianto di climatizzazione per edifici congressuali significa tenere in considerazione diversi aspetti, oltre al comfort termico e quello acustico, occorre tenere conto anche della modularità e dell’interconnessione tra le diverse aree. Ecco perché la tecnologia radiante è la soluzione impiantistica ideale per questo tipo di ambienti:
In ambienti come i Centri Congressi, in cui la richiesta di riscaldamento è variabile (le sale conferenze non sono sempre occupate e sempre con lo stesso numero di persone) è fondamentale un corretto bilanciamento e regolazione dell’impianto per evitare sprechi. L’utilizzo di valvole di bilanciamento è importante per garantire il comfort e il risparmio energetico di tutti gli ambienti, evitando che si verifichino problemi di sovradimensionamento dell’impianto e di temperature troppo differenziate nei diversi ambienti. Possibili conseguenze di una regolazione della portata errata
Il corretto bilanciamento di un impianto idronico consente il trasferimento del calore con flusso di portata ridotto. Stante la sempre maggior richiesta contemporanea di fluidi caldi e fluidi freddi, un bilanciamento fatto con sistemi a 4 o 6 vie risulta oltremodo efficace. Da considerare inoltre l’impiego di valvole per il bilanciamento dinamico: basate su meccanismi in grado di garantire la portata richiesta anche in presenza di un incremento della pressione del fluido, risultano molto utili in presenza di sistemi a portata variabile. Infatti, a differenza degli impianti a portata costante, funzionanti sempre con la portata di progetto, gli impianti a portata variabile operano mantenendo in circolazione solo ed esclusivamente la quantità di fluido che serve a cedere/assorbire il calore richiesto. Questi impianti richiedono sistemi valvole di bilanciamento automatiche per far si che il sistema di riadatti a ogni variazione di carico dello stesso. Le valvole di controllo indipendenti dalla pressione (PICV) sono una combinazione di tre valvole:
Le valvole PICV sono progettate per il bilanciamento automatico degli impianti di riscaldamento e condizionamento, indipendentemente dalle fluttuazioni di pressione che possono verificarsi in esercizio a causa delle variazioni di carico presenti nell’impianto. Grazie alla loro particolare struttura queste valvole consentono di svolgere le seguenti funzioni:
Particolarmente utili anche per impianti estesi e complessi, le valvole PICV consentono una riduzione dei tempi dedicati alla taratura dei circuiti in fase finale di commissioning, garantendo un risultato migliore con molte meno ore/uomo.
Un Centro Congressi, data la sua natura socialmente aggregativa, rappresenta un centro gravitazionale capace d’influenzare una politica urbana, instaurando un legame tra sé, la città e il contesto fisico che lo circonda. Alcuni contribuiscono a creare un luogo o si disperdono in periferia, altri si integrano all’architettura del paesaggio o divengono elementi di rottura di un isolato urbano.
In generale, deve avere caratteristiche ben precise: silenzioso, confortevole, sicuro, flessibile, funzionale. A tal scopo, la tecnologia offre molteplici soluzioni, sia per la climatizzazione (e i sistemi radianti sono in tal caso “la” soluzione per eccellenza), sia per la ventilazione e la filtrazione dell’aria. Vista la complessità del sistema, il bilanciamento delle reti idroniche diventa fondamentale per la corretta realizzazione e gestione degli impianti HVAC.
Un Centro Congressi deve inoltre anche essere vissuto, occupato, utilizzato: per questo, ci si augura che la Medicina possa darci buone notizie.
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Ingegnere e Architetto, CEO di C2R Energy Consulting e di LESS
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