Energia rinnovabile per il “green retail park”

Un’architettura dall’immagine leggera e trasparente, realizzata con materiali riciclabili che, sotto il segno del consumo consapevole, accomuna spazi commerciali climatizzati da impianti efficienti e sostenibili.

Green Pea è un innovativo department store, primo nel suo genere a presentare in un unico edificio un’ampia gamma merceologica (abbigliamento, arredamento, calzature, cosmetica, elettrodomestici, giocattoli, libri, oggettistica, mezzi di trasporto, servizi alla persona, energetici e finanziari, ecc.) rigorosamente orientata al “green lifestyle”.

Simbolo dell’iniziativa è un pisello – rotondo e verde come dovrebbe essere il nostro pianeta – che esprime la necessità di un’inversione di rotta nella produzione e nel consumo di tutti i beni, parte essenziale di un cambiamento delle nostre abitudini orientato al rispetto della natura. Inaugurato nel dicembre scorso a Torino, il complesso ospita 66 spazi commerciali – tutti caratterizzati da un’offerta basata su prodotti eco/bio-compatibili – e spazi collettivi (museo, bar e ristoranti, club, giardino pensile e piscina all’aperto) in grado di creare un luogo aperto, piacevole e stimolante, nel quale promuovere anche la cultura del consumo consapevole.

La realizzazione del nuovo green retail park, dedicato al tema del “rispetto”, è il terzo progetto imprenditoriale della famiglia Farinetti e ha ottenuto l’adesione di alcuni fra i più importanti marchi nazionali e internazionali, particolarmente attivi sul fronte della sostenibilità ambientale. Green Pea sarà il modello per altri store da realizzare nelle principali capitali del mondo.

Architettura sostenibile

Green Pea è parte di un più ampio piano di trasformazione dell’area urbana posta a settentrione rispetto al Centro Multifunzionale Lingotto, alla periferia meridionale della città. Costruito in adiacenza a Eataly Torino, il nuovo volume si eleva a notevole distanza dagli edifici preesistenti, a vantaggio della migliore esposizione al sole e all’aria.

Il progetto architettonico mette a sistema un performante involucro trasparente – che avvolge il volume edificato, dalla base alla sommità – con una struttura a montanti metallici che sorregge una fitta trama di lamelle in legno naturale, conferendo massa ai prospetti e proteggendo le vetrate dall’irraggiamento solare, senza precludere la penetrazione della luce naturale e la visione del panorama urbano.

La griglia modulare dei frangisole si dirada in corrispondenza delle terrazze, incolonnate in posizione mediana rispetto alle facciate e ingentilite con piante ad alto fusto, ai lati delle quali le doghe sono sostituite da pannelli fotovoltaici semitrasparenti. La copertura piana è un accogliente giardino pensile che, con una suggestiva piscina lineare a sbalzo, si protende a ponente verso la spettacolare vista delle Alpi.

L’intero edificio è concepito come una sorta di enorme meccano composto da materiali riciclati e riciclabili, assemblati a secco e facilmente disassemblabili. Le strutture portanti sono prevalentemente realizzate in carpenteria metallica: solo le fondazioni, le murature dei vani scala di sicurezza – che irrigidiscono lo scheletro strutturale anche in funzione antisismica – e le gettate di riempimento dei solai sono in calcestruzzo armato.

L’involucro edilizio interno è quasi completamente trasparente. I primi due piani del fronte sud si pongono in continuità con l’edificio confinante: le pareti sono sorrette da una struttura in legno d’abete coibentata da pannelli di fibra di legno, rivestiti all’esterno da lamiera metallica e all’interno da lastre in cartongesso. Il resto dell’involucro è un sottile guscio trasparente composto da ampie facciate a montanti e traversi (trasmittanza termica 1,075÷1,823 W/m2K) realizzate con profili in alluminio riciclato, con vetrate fisse e serramenti apribili a vasistas e a scorrimento laterale mediante azionamento meccanico a comando centralizzato.

Tutte le specchiature sono composte da vetri extrachiari a controllo solare (fattore solare g ~0,32; trasmissione luminosa 67%). La superficie totale media ombreggiata dai frangisole è superiore al 79% e, quando necessario, entrano in funzione le tende filtranti interne, anch’esse azionate in automatico.

All’interno come all’esterno, la diffusa presenza di piante prevalentemente autoctone e di origine nazionale rende la vegetazione un vero e proprio materiale architettonico, impiegato non in maniera mimetica ma come costituente fondamentale dello spazio e del paesaggio antropizzato, che trova la sua massima espressione nel tetto-giardino che corona l’edificio.

Grazie all’attento studio delle stratigrafie e all’accurata selezione di materiali costruttivi eco-compatibili, il team professionale (ACC Naturale Architettura Cristiana Catino e Negozio Blu Architetti Associati, per la parte architettonica; Studio SAPI per la parte impiantistica; CEAS per le strutture) ha progettato un edificio NZEB (classe energetica A3) certificato secondo il protocollo ITACA (punteggio 3,2).

La parola al progettista

L’ing. Gabriele Gerbi, contitolare dello Studio SAPI di Grugliasco (Torino), ha coordinato la progettazione degli impianti termomeccanici, elettrici e speciali:

«Lo studio si occupa di progettazione integrale e, anche nel caso di Green Pea, abbiamo cooperato con gli altri studi incaricati per ottimizzare il progetto dell’intero edificio. I primi studi risalgono al 2012: ai tempi era previsto l’uso di biomasse da filiera controllata per la produzione del calore, ma questa idea è stata poi abbandonata anche per questioni legate alle emissioni in atmosfera.

Nel tempo il progetto originario ha poi subito ulteriori modifiche, come il ridimensionamento della spa prevista sulla copertura e l’inserimento della lavanderia ecologica al piano terreno. L’impianto di climatizzazione e ventilazione realizzato risponde principalmente alle specifiche esigenze del concept dell’area commerciale, nella quale non sono previste partizioni a tutta altezza fra gli spazi di vendita. I singoli piani sono perciò trattati come un unico volume».

Quali sono state le principali complessità progettuali e come sono avete risolte?

«Contrariamente alla maggioranza degli edifici commerciali, Green Pea non dispone di una copertura destinata esclusivamente ai servizi tecnologici. Di conseguenza la posizione delle UTA, come anche dei campi fotovoltaici, ecc., hanno seguito logiche legate alle peculiarità dell’edificio.

Poiché lo scheletro portante è in carpenteria metallica, i componenti strutturali sono stati prodotti realizzando in officina le forometrie necessarie al transito delle reti impiantistiche. In questo modo è stata anche facilitata l’organizzazione del cantiere per lotti autonomi, procedendo in parallelo anche a vantaggio della rapidità d’esecuzione.

La progettazione dell’impianto di evacuazione di fumi e calore si è rivelata abbastanza complessa, soprattutto a causa dello sviluppo verticale dell’edificio. In questo caso abbiamo previsto soluzioni differenziate fra i piani inferiori e quello superiore, che garantiscono la massima sicurezza senza pregiudizio per la qualità architettonica degli ambienti.

Considerando la necessità di rispettare le norme antisismiche, la decisione di lasciare a vista le reti impiantistiche ha poi comportato sia un’attenta selezione dei prodotti, anche dal punto di vista della loro resa estetica, sia un’accurata posa in opera».

Spazi, funzioni, energia

Disposto su 4 piani fuori terra, più l’interrato e la copertura piana, Green Pea è ampio circa 10.500 m2 (superficie utile riscaldata 8.178 m2; volume riscaldato 48.444 m3; superficie disperdente 10.863 m2; rapporto S/V = 0,22) di cui circa 5.500 m2 sono dedicati alle superfici di vendita. Ognuno dei piani aperti al pubblico è dedicato a un tema specifico (life, home, fashion, beauty, ozio creativo).

L’ingresso principale è situato al piano terreno, in corrispondenza del vertice sud-ovest dell’edificio, e introduce alla hall multilivello. I visitatori sono accolti da numerosi punti informativi e totem interattivi: possono accedere direttamente al Green Pea Discovery Museum, alla lavanderia, alla concessionaria di automobili e, tramite scale mobili ed elevatori con in vani-corsa trasparenti, ai piani superiori. Sono inoltre presenti alcuni locali tecnici e l’area ecologica.

Ai piani 1 e 2 l’assetto spazio-funzionale è simile: gli spazi di vendita comunicano direttamente con il percorso ad anello che distribuisce anche le terrazze, mentre gli ambienti di supporto (uffici, magazzini, locali tecnici, ecc.) sono disposti ai margini dell’area commerciale, accessibili dal connettivo di servizio.

Al piano 3 gli spazi di vendita sono concentrati nella fascia prossima all’ingresso, mentre il resto del piano è occupato dai ristoranti, riforniti da una cucina comune. Parte dei tavoli per la consumazione sono accolti in una serra piantumata esposta a sud.

Una scala con elevatore conduce alla copertura piana, un ampio giardino pensile contornato da spazi trasparenti destinati al bar e ad eventi collettivi, caratterizzato dalla suggestiva piscina lineare all’aperto.

Il piano interrato è riservato ai magazzini dei negozi e ai locali impiantistici. La forza motrice è approvvigionata da:

• cabina MT/BT situata al piano terreno (con fornitura di energia certificata al 100% da fonti rinnovabili);
• impianti fotovoltaici installati sulla struttura ombreggiante esterna, al posto di alcune sequenze di frangisole (15,26 kWp), e sui volumi in copertura (planetario 3,11 kWp, bar 16,83 kWp, ex limonaia (19,2 kWp), per una produzione complessiva stimata in 140.530 kWh all’anno;
• 2 turbine eoliche ad asse verticale (2,5 kWp), installate nella piazza antistante l’edificio;
• speciali pavimentazioni cinetiche poste all’ingresso dei vari piani, composte da piastre flottanti che trasformano l’energia cinetica del calpestio (~8 W) in elettricità.

Gli impianti sono monitorati da un sofisticato Building Energy Management System (BEMS), che regola il funzionamento degli impianti termomeccanici (climatizzazione, idrico-sanitario, spegnimento antincendio ed estrazione fumi), di illuminazione, elettrici e speciali (fra cui rilevazione fumi, apertura/chiusura automatica di serramenti in facciata e tendaggi ombreggianti, ecc.).

Il ricorso all’energia da fonti rinnovabili è pari al 77,18 % per climatizzazione invernale ed estiva e l’ACS (87,81% per la sola ACS). Evitando il ricorso alla combustione, l’impianto HVAC evita l’emissione di 390 t di CO2 all’anno, equivalenti alla piantumazione di 13.000 alberi. Al piano terreno, all’interno dello spazio museale, è esposto un plastico che illustra il funzionamento dell’impianto geotermico.

Energia dalla terra

Nonostante la configurazione multitenant degli spazi commerciali, gli impianti di climatizzazione di Green Pea sono concepiti come un servizio centralizzato, che opera alla scala dell’intero edificio a seconda del numero di utenti presenti e delle condizioni termoigrometriche derivanti dai carichi interni, senza terminali attivi appannaggio delle singole attività.

La centrale geotermica fornisce l’energia termica da fonte rinnovabile. Sono stati realizzati 3 pozzi di captazione (profondità 29 m) con elettropompe sommerse regolate da inverter (portata massima complessiva 150 m3/h), più altri 3 pozzi per la restituzione dell’acqua alla falda acquifera, situati all’esterno dell’edificio.

A valle degli scambiatori di calore (uno per ogni circuito geotermico), la centrale termofrigorifera è configurata in maniera modulare, composta da 3 pompe di calore (ciascuna: 345 kWt; 315 kWf) che funzionano in cascata per la copertura dell’intero fabbisogno termico e frigorifero (potenza complessivamente installata: ~1.035 kWt; ~945 kWf). Equipaggiate con doppio circuito e con doppio compressore, le pompe di calore (COP = 5,79; EER = 4.79) operano in due fasi, perciò con un minor numero di procedure di avviamento a carico parziale e con una ridotta carica di refrigerante R410A.

I generatori termofrigoriferi sono interfacciati al BEMS mediante protocollo Modbus TCP, che fornisce al sistema di regolazione delle pompe di calore il consenso orario, i valori delle temperature (esterna e set-points dei termoaccumuli) e la lettura di valori, stati e allarmi.

La presenza di 3 accumuli inerziali (ciascuno 5.000 l), per lo stoccaggio dell’acqua a 7 °C e a 50 °C, concorre a ottimizzare il sollevamento dell’acqua dalla falda e i consumi elettrici prelevati dalla rete di distribuzione. Le temperature impostate segnano una curva climatica tale da soddisfare i requisiti di comfort.

In caso di necessità, durante il periodo invernale l’eventuale domanda eccedente la capacità delle pompe di calore è coperta dal collegamento alla rete urbana del teleriscaldamento (1 MW), che inizia ad alimentare l’accumulo inerziale dell’acqua calda ad alta temperatura. Durante il periodo estivo, invece, se necessario si attiva il gruppo frigorifero integrativo, condensato ad aria, per alimentare l’accumulo inerziale dell’acqua refrigerata.

Ventilazione: unità e reti

La rete di distribuzione dei fluidi si sviluppa dentro cavedi tecnici e, tramite circuiti diretti non miscelati, alimenta:

• le batterie calde e fredde delle UTA che, assieme alle unità termoventilanti e ai recuperatori di calore, provvedono al ricambio igienico dell’aria e alla climatizzazione degli spazi commerciali;
• i ventilconvettori a cassetta del tipo a 2 tubi, al servizio degli uffici e degli altri locali non destinati alle attività commerciali;
• lo scambiatore di calore della piscina (50 °C).

Le aree di vendita e gli altri servizi sono perciò climatizzati mediante un impianto ad aria primaria, in funzione del numero di utenti presenti e degli altri carichi interni. Le reti di distribuzione generale sono realizzate con canalizzazioni metalliche a sezione rettangolare, mentre le canalizzazioni di immissione in ambiente, a vista, sono sempre in materiale metallico, microforate a sezione circolare. Tutte le reti impiantistiche a soffitto sono in vista.

Ai piani inferiori (terreno, 1, 2) l’impianto di ventilazione meccanica prevede:

• una UTA principale dedicata a ciascun piano fuori terra (mandata e ripresa: 44.500 m3/h complessivi);
• 24 unità termoventilanti di zona, di cui 20 con presa d’aria esterna;
• l’UTA dedicata alla hall d’ingresso (mandata 6.000 m3/h);
• alcuni estrattori (locali per quadri elettrici, server, power center).

Le UTA principali sono installate al piano 2, nel porticato esterno lungo il fronte nord dell’edificio, e sono tutte equipaggiate con recuperatore di calore rotativo entalpico (efficienza ~73%%).

In tutti i piani inferiori, l’aria trattata dalle UTA è distribuita alle termoventilanti (mandata: 91.500 m3/h complessivi), che si occupano del ricircolo (max 100%) e della distribuzione negli ambienti tramite i canali microforati, che attraversano le aree di vendita in direzione nord-sud. Le riprese avvengono tramite griglie poste lungo la parete rivolta a nord.

Ai piani superiori (3 e copertura), le UTA sono invece dedicate a singole funzioni, senza unità termoventilanti. Al piano 3 sono presenti solo le UTA dedicate alla ventilazione della hall (mandata 4.300 m3/h, con recupero del calore) e del vano scale (mandata e ripresa: 6.500 m3/h). La restante parte dell’impianto di ventilazione è attestata sulle UTA installate al piano copertura, destinate a:

• area vendita al piano 3 (mandata e ripresa 15.900 m3/h, con recupero del calore);
• ristorante formale (mandata e ripresa 6.500 m3/h, con recupero del calore), con distribuzione dell’aria affidata a sottili diffusori lineari inseriti nei controsoffitti;
• ristorante informale (mandata e ripresa 6.500 m3/h, con recupero del calore);
• cucina (mandata e ripresa 9.900 m3/h, oltre a 4 estrattori per complessivi circa 20.000 m3/h).

Le UTA sono fra l’altro equipaggiate con:

• pre-filtri G4 per le prese dell’aria esterna (G4+F7 per le UTA dei ristoranti), filtri a tasche rigide F9 a valle dei recuperatori di calore e filtri a celle G4 per le riprese dagli ambienti (G4+F7 per le UTA dei ristoranti);
• ventilatori tipo plug-fan con motori brushless a inverter, con possibilità di mantenere gli ambienti in pressione o depressione (±20%);
• silenziatori di mandata e ripresa.

Impianti idricosanitari e antincendio

La fornitura dell’acqua potabile è derivata dall’acquedotto comunale, nella centrale situata al piano -1. Oltre ai servizi igienici e agli spogliatoi, le principali utenze sono costituite dalle attività e ai servizi situati ai piani superiori (bar, ristoranti, ecc.), dalla piscina e dall’impianto di irrigazione delle aree verdi.

Il contenimento dei consumi di acqua potabile è affidato all’uso di aeratori frangigetto, per rubinetti e docce, e di sciacquoni a doppio tasto. Il sistema di raccolta delle acque piovane, da riutilizzare nella rete duale di alimentazione delle cassette di scarico e per l’irrigazione è attestato su 2 vasche (50 m3 ciascuna), che garantiscono un risparmio nel prelievo dalla rete pubblica stimato in 2.280 m3 all’anno.

La produzione dell’ACS è affidata a 2 produttori istantanei alimentati dall’accumulo inerziale ad alta temperatura. Il ciclo anti-legionella interessa la rete di distribuzione e ricircolo con cadenza settimanale, mediante innalzamento della temperatura dell’acqua all’interno dello stesso serbatoio (70 °C), tramite il calore fornito dal teleriscaldamento, e la sua circolazione nelle tubazioni per il tempo necessario.

La protezione dal rischio d’incendio è demandata a impianti per la rilevazione dei fumi, a due diverse tipologie di impianti di spegnimento (water-mist a bassa pressione e tradizionale con idranti e naspi) e all’impianto di evacuazione forzate di fumi e calore.

I gruppi di pompaggio (motori elettrico e diesel) sono situati in un locale dedicato al piano 1, con collegamento a una vasca di riserva in posizione sottobattente, e sono distinti per i singoli impianti. Sono previste 5 bocchette di immissione (3 per l’impianto watermist, 2 per l’impianto idranti e naspi) e valvole di intercettazione, di non ritorno e di sicurezza per entrambi gli impianti.

L’impianto water-mist opera a protezione di tutti i livelli: è del tipo a umido, con tubazioni in acciaio inox fornite di 1.233 testine di erogazione a soffitto. Il funzionamento è governato da 5 stazioni di controllo (una per ogni piano) equipaggiate con valvole d’intercettazione, controllo e allarme e principale di scarico, più una campana idraulica di allarme, apparecchiature di prova e manometri (a monte e a valle).

L’elevata altezza libera del piano 3 (5,2 m) rispetto a quella degli altri piani (4,75 m) ha imposto, come misura compensativa, l’incremento della pressione operativa degli ugelli da 7 bar (standard) a 8 bar (solo per il piano 3).

L’impianto a idranti e naspi UNI45 prevede una rete di distribuzione in tubazioni d’acciaio che distribuisce 6 idranti UNI45, 31 naspi e 4 idranti a colonna. A supporto di tutti gli impianti sono inoltre previsti 2 attacchi di mandata per autopompa.

L’evacuazione forzata di fumi e calore è affidata a:

• estrattori situati in copertura, attestati lungo le canalizzazioni di ripresa dell’impianto di ventilazione, equipaggiate con griglie di aspirazione, e relative serrande tagliafumo, con motore asservito all’impianto di rilevazione incendi;
• ventilatori per l’immissione, che convogliano l’aria verso “totem” multicomparto composti da canali in calcio-silicato, dotati di griglie e serrande che attraversano in verticale i piani terreno, 1 e 2;
• un impianto di estrazione a ventilazione naturale, per il solo piano 3.