Energia zero e resilienza per la nuova sede Ashrae

ASHRAE
La sede Ashrae

Trasformare un edificio per uffici esistente molto energivoro in un headquarter a energia zero e ad alta resilienza rappresenta sempre una sfida impegnativa, ma lo è ancora di più quando il committente si chiama Ashrae. L’approccio adottato dai progettisti per raggiungere l’obiettivo ha puntato su strategie passive e attive.

La costruzione di nuovi edifici a energia zero fa sempre notizia, tuttavia uno dei principi fondamentali della sostenibilità è costituito dal riutilizzo e dalla riqualificazione energetica delle strutture esistenti, dato che ciò consente di produrre un impatto sostanziale sulla riduzione dei consumi di energia primaria, che per il 40% è causata proprio da immobili molto energivori, in particolare se progettati e costruiti più di 20 anni fa.

Da questo punto di vista la strategia di Ashrae di riqualificare un edificio esistente per ospitare la nuova sede principale di Atlanta, invece di costruirne uno nuovo, rappresenta il primo di una serie di aspetti virtuosi. Ad esso se ne aggiungono altri, ugualmente importanti, quali l’approccio integrato alla progettazione, le soluzioni tecniche adottate e, non ultimo, il ruolo fondamentale della raccolta delle risorse finanziarie che hanno consentito la realizzazione dell’intervento.

Una sfida impegnativa

Al momento del conferimento dell’incarico, il team di progettazione era perfettamente consapevole di trovarsi di fronte a un impegno arduo, dato che avrebbe dovuto soddisfare le aspettative di un committente molto esigente e competente. Il compito era quello di trasformare un edificio di 6.000 m2, costruito negli anni 70 e poco efficiente, in un headquarter Zero Energy in grado di ospitare le 110 persone dello staff.

Oltre a garantire un consumo energetico netto pari a zero, Ashrae desiderava che la sua nuova sede centrale fosse in grado di superare le prescrizioni dei propri standard relativi alla quali­tà dell’aria indoor e fornisse un’intensità di utilizzo dell’energia (EUI) non superiore a 67,5 kWh/m2 all’anno, un valore coerente con quanto richiesto dalla propria linea guida Advanced Energy Design Guide for Zero Energy office buildings.

L’Ashrae aveva inoltre stabilito un limite molto sfidante per il budget di costruzione, pari a 8,57 milioni di dollari, e una data di completamento ancora più impegnativa, fissata per il mese di ottobre 2020, quindi a distanza di soli 18 mesi dall’acquisto dell’edificio. Per riqualificare l’edificio e trasformarlo in una strut­tura ad alte prestazioni energetiche, il brief di Ashrae richiedeva l’impiego di soluzioni con un favorevole rapporto costo-benefici e che in futuro potessero essere replicate in altri progetti.

L’edificio acquistato era un tipico immobile per uffici ubicato in una zona periferica della città, composto da due blocchi ret­tangolari di tre piani rivolti a est e ovest e da un atrio centrale vetrato di collegamento caratterizzato da una copertura vetrata con una volta a botte. Una struttura in calcestruzzo gettato in opera sostiene l’edificio al di sopra di un ampio piano interrato, che comprende lo spazio per gli impianti. Il rivestimento esterno era composto da elementi alternati vetrati e opachi, in lastre di cemento prefabbricato.

L’approccio adottato dal team di proget­tazione per fornire una soluzione a energia netta zero si è basato su una serie di principi guida:

  • utilizzare le caratteristiche del clima e del luogo come fonte di ispirazione per il progetto, adottando soluzioni passive;
  • utilizzare la luce naturale come fonte di illuminazione primaria per ridurre al minimo la dipendenza dalla luce artificiale;
  • espandere l’ampiezza della fascia di temperatura ambiente re­lativa al comfort termico;
  • valutare gli impianti meccanici più appropriati per fornire con­dizioni di benessere con il minor consumo di energia.

Dal canto suo Ashrae ha voluto che il team di progettazione fosse libero di decidere quale fosse il modo migliore di allocare il bud­get disponibile per riqualificare l’involucro e scegliere gli impianti più efficienti dal punto di vista energetico. Si è quindi imposta di non interferire quando si è trattato di impostare il concept del progetto, lasciando che il team fornisse consigli e suggerimenti sulla tipologia di impianti e apparecchiature da adottare. In pra­tica, Ashrae non è stata prescrittiva per quanto riguarda il modo in cui sarebbero stati raggiunti gli obiettivi, in quanto desiderava che fosse la creatività combinata di tutto il team a proporre le idee migliori.

Le strategie passive

Prima che il team potesse sviluppare e presentare potenziali so­luzioni, è stato necessario capire come si comportava l’involu­cro edilizio esistente, in modo da decidere il modo migliore per riqualificarlo. I rilievi condotti sull’edificio hanno rivelato che le guarnizioni della maggior parte dei serramenti con doppi vetri erano ormai consumate, mentre un’analisi termografica ha mo­strato importanti dispersioni termiche in corrispondenza della copertura, attraverso ponti termici e fessure nella facciata.

L’entità delle infiltrazioni d’aria è stata rilevata sottoponendo l’e­dificio a un test di tenuta in pressione. Il blower test ha mostrato una perdita d’aria equivalente a quella di un foro con superficie di 10 m2 sul lato dell’edificio. Inoltre, l’edificio era caratterizzato da un elevato rapporto tra elementi vetrati e opachi, il che signi­ficava che gli apporti termici dovuti alla radiazione solare rappre­sentavano un potenziale problema nel periodo estivo.

Armato dei dati raccolti durante i rilievi, il team ha intrapreso un’analisi di sensibilità per determinare come ottimizzare la ri­qualificazione dell’involucro. Si è quindi stabilito il valore di tra­smittanza termica che avrebbe fornito la migliore prestazione energetica. Un aumento eccessivo dell’isolamento non avrebbe infatti comportato benefici dal punto di vista termico.

Il passo successivo è stato dedicato alla modellazione del consu­mo energetico dell’edificio in modo da determinare la maggiore causa del consumo di energia. Il clima di Atlanta è caratterizzato da inverni freddi, con un mini­mo da dicembre a febbraio di -13 °C, e da estati calde e umide, con un massimo da maggio a settembre di 37 °C.

L’analisi ha dimostrato che la maggior parte dell’energia era uti­lizzata dagli impianti nella fase di raffreddamento e che i guada­gni solari costituivano la componente più importante del carico frigorifero, mentre le dispersioni di calore attraverso l’involucro erano una problematica molto minore grazie al clima locale rela­tivamente mite in inverno e nelle mezze stagioni.

Poiché l’orientamento dell’edificio non poteva ovviamente esse­re modificato, la modellazione energetica ha evidenziato la ne­cessità di trovare un adeguato bilanciamento nel retrofit dell’in­volucro, in modo da ridurre al minimo i guadagni solari in estate e al tempo stesso garantire gli apporti gratuiti in inverno.

Lavorando a stretto contatto con l’architetto, il team ha model­lato una serie di interventi sull’involucro e di strategie di sfrutta­mento della luce naturale, inclusa la modifica del rapporto vetra­to su opaco e l’aggiunta di lucernari sui percorsi di circolazione per consentire alla luce naturale di entrare negli uffici all’ultimo piano. Le finestre a nastro esistenti fornivano inoltre pochissima luce al nucleo dell’edificio.

Il team ha anche valutato la convenienza di un sistema di ventila­zione naturale. Questa strategia si è tuttavia dimostrata non fatti­bile a causa di un serie di fattori: la durata limitata della stagione intermedia, l’elevata quantità di polline prodotto dalle piante e il costo di investimento aggiuntivo richiesto da finestre motorizza­te con apertura comandata da attuatori.

Il risultato finale della modellazione ha portato a prevedere un nuovo sistema di rivestimento esterno con l’aggiunta di un cap­potto termico costituito da lastre isolanti in polistirene estruso con spessore di 90 mm, oltre a 100 mm di isolamento termico per l’intradosso della copertura.

Il nuovo rivestimento è stato utilizzato anche per riempire com­pletamente alcune aperture vetrate e parzialmente altre, in modo da ridurre il rapporto tra finestre e pareti dal 70 al 40% (figura 1):

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Figura 1 – Il rapporto tra superfici vetrate e opache è stato ridotto dal 70 al 40%

La riqualificazione dell’involucro ha inoltre comportato l’utilizzo di nuovi serramenti vetrati ad alta efficienza energetica e di nuo­ve lamelle frangisole con una profondità di 300 mm (figura 2):

Figura 2

La copertura vetrata ad arco dell’atrio è stata anch’essa ogget­to dell’analisi. La modellazione ha mostrato che essa causava il surriscaldamento dello spazio, trasformando l’atrio in una serra. Di conseguenza, l’elemento vetrato è stato sostituito con un tet­to piano e opaco, con l’ulteriore vantaggio di aumentare l’area disponibile sulla quale installare i pannelli fotovoltaici (figura 3a e 3b). Infine, per garantire l’illuminazione naturale delle zone interne, e ridur­re i consumi per la luce artificiale, sono stati inoltre aggiunti 18 nuovi lucernari (figura 4).

I risultati della diagnosi energetica hanno mostrato che i miglio­ramenti delle prestazioni dell’involucro avrebbero ridotto l’indice EUI dell’edificio da 133 a 70 kWh/m2 all’anno. Tuttavia, è emer­so che i lavori necessari per migliorare l’involucro edilizio erano molto più estesi e sarebbero costati molto di più del previsto.

Le strategie attive

Il clima, il programma funzionale e le strategie passive adottate per ottimizzare l’involucro hanno consentito di avvicinarsi molto al target imposto dall’Ashrae per l’indice di prestazione energe­tica. A questo punto restava da affrontare la scelta delle strate­gie attive e in particolare del nuovo impianto di climatizzazione in grado di fornire, oltre a un’elevata efficienza, condizioni di comfort e flessibilità per consentire l’eventuale modifica del lay-out degli spazi interni nel corso del tempo.

Dopo aver sviluppato la modellazione per ottimizzare le modifi­che da implementare sull’involucro dell’edificio per la riduzione dei carichi termici e frigoriferi, l’attenzione del team si è quindi concentrata sull’analisi delle prestazioni di diverse soluzioni per l’impianto HVAC.

L’esperienza maturata dal team nella progettazione di più di 100 edifici ad energia netta zero in varie zone climatiche degli Stati Uniti è stata applicata per ridurre la scelta finale dell’impianto a tre opzioni: una basata su una soluzione a tutt’aria e due su im­pianti idronici di misto aria-acqua, rispettivamente con pannelli radianti a soffitto e con terminali di tipo fan-coil di tipo canaliz­zabile.

In termini di qualità dell’aria indoor il requisito di Ashrae era quel­lo di garantire all’edificio una portata di aria esterna del 30% superiore rispetto ai valori minimi di ventilazione richiesti dallo standard ASHRAE 62.1-Ventilation for acceptable indoor air qua­lity. Di conseguenza, per tutte le soluzioni oggetto di analisi è sta­to previsto un sistema di aria esterna dedicato (DOAS) con unità roof-top di tipo autonomo a pompa di calore ad aria, dotate di sistema recupero di calore entalpico e di controllo della portata di ventilazione.

La soluzione a tutt’aria si basava sull’impiego di unità dedicate ognuna a una diversa zona termica, in grado di fornire aria tratta­ta per gestire i carichi sensibili e latenti. Nel caso delle due tipolo­gie di sistemi idronici alle unità di trattamento era invece affidato il compito di gestire soltanto i carichi latenti. Oltre alla diffusione d’aria trattata, per tutte le diverse opzioni era stato previsto l’u­tilizzo di ventilatori montati a soffitto, di tipo bidirezionale ad alta portata e bassa velocità, di finestre ad apertura manuale e della ventilazione forzata nel periodo notturno. La figura 5 mostra le due opzioni valutate per l’impianto HVAC di tipo idronico.

Figura 5 – Impianto HVAC con le due opzioni di tipo idronico valutate in fase di concept

L’impianto HVAC

Dopo avere analizzato pro e contro delle due soluzioni, il team ha infine optato per l’impiego del sistema idronico con soffitti ra­dianti, in quanto di livello superiore per quanto riguarda le condi­zioni di benessere e più efficiente dal punto di vista energetico, oltre a presentare un minore impatto acustico. Inoltre, la scelta è stata motivata dall’obiettivo di dimostrare come sia possibile uti­lizzare un sistema di raffreddamento radiante anche in un clima con estati calde e umide come quello di Atlanta. Questa opzione presentava un più elevato costo di investimento ma il team ha ritenuto che i benefici fossero in grado di consentire un recupe­ro dell’investimento anche in termini di produttività grazie ai più elevati livelli di IAQ.

I pannelli radianti sono disposti a soffitto sotto forma di “vele”, con tutte le reti impiantistiche lasciate a vista (figura 6):

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Figura 6 – Il nuovo impianto HVAC prevede vele radianti a soffitto abbinate a ventilatori a pale

A ogni pannello è abbinato un ventilatore a pale bidirezionali ad alta portata e bassa velocità, la cui funzione è quella di creare un adeguato movimento d’aria in modo da mantenere gli occupan­ti a proprio agio, garantendo una buona miscelazione dell’aria per migliorare il comfort ambientale.

Il benessere creato dall’aria posta in movimento consente inoltre di aumentare il set-point della temperatura in fase di raffrescamento, in modo da ridurre il fabbisogno frigorifero. Si è infatti passati da un valore di 22 °C (ancora tipico per la maggior parte degli uffici negli USA) a più di 26 °C. Ciò è reso possibile dal fatto che lo spostamento dell’aria provocato dai ventilatori, non solo garantisce una sensazione di benessere grazie alla maggiore velocità dell’aria, ma aumenta anche la capacità di raffreddamento dei pannelli grazie al mag­giore effetto convettivo e consente quindi un funzionamento dell’impianto con una più alta temperatura dell’acqua fredda.

In inverno, quando si desidera aumentare la potenza termica, i ventilatori invertono il senso di rotazione in modo da soffiare l’a­ria verso l’alto, quindi in direzione dei pannelli radianti. In que­sto modo è possibile aumentare la resa termica e migliorare la miscelazione dell’aria ambiente così da ottenere temperature uniformi eliminando i punti caldi e freddi nelle zone occupate.

Ventilatori con pale di più grandi dimensioni sono stati previsti negli ambienti di grande volumetria, come l’atrio d’ingresso a doppia altezza (figura 7):

Figura 7 – L’atrio d’ingresso a doppia altezza è dotato di un grande ventilatore a pale installato a soffitto

L’impianto radiante prevede una suddivisione in due diverse zone: quella perimetrale con pannelli destinati a garantire con­temporaneamente sia riscaldamento sia raffrescamento e distri­buzione a 4 tubi, e quella interna con pannelli utilizzati per il solo raffreddamento. In totale sono stati installati 79 vele radianti che sono controllate mediante valvole a 6 vie del tipo PIV, indipendenti dalla pressio­ne, comandate da un singolo segnale analogico per la regolazio­ne in caldo o in freddo. Le valvole provvedono inoltre alla lettura della portata e al bilanciamento dinamico, a prescindere dalle fluttuazioni della pressione nell’impianto, oltre alla comunicazio­ne continua con il sistema di supervisione mediante il protocollo BACnet.

Negli spazi più affollati destinati a sale conferenze e riu­nioni l’impianto radiante è stato abbinato a un sistema di diffusio­ne a dislocamento dal basso per garantire una migliore qualità dell’aria (figura 8).

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Figura 8 – Nelle sale riunione è stata adottata una diffusione dell’aria a dislocamento

Pompe di calore e UTA

Per la produzione dei fluidi termovettori sono state valutate 3 diverse opzioni di gruppi frigoriferi in base al tipo di condensa­zione: ad aria, ad acqua di torre e ad acqua proveniente da son­de geotermiche. In considerazione delle condizioni climatiche del luogo e quindi dei valori di efficienza media durante l’arco dell’anno, la scelta è infine caduta su una pompa di calore con sorgente aria di tipo modulare.

Il gruppo è composto da 3 modu­li, ciascuno con potenza frigorifera di 70 kW, e garantisce con­temporaneamente la produzione di acqua calda e refrigerata. Valvole di inversione sul circuito frigorifero e valvole motorizzate lato acqua consentono infatti a ogni unità di funzionare in moda­lità di raffreddamento e di riscaldamento in modo da soddisfare in ogni momento il carico richiesto dalle diverse zone dell’edificio grazie a un circuito di distribuzione a 4 tubi.

Ogni unità è dotata di alimentazione autonoma e di due com­pressori scroll che garantiscono ridondanza e capacità di par­zializzazione. Due unità sono dimensionate per soddisfare il ca­rico di punta, mentre la terza unità funge da riserva e fornisce la capacità richiesta durante i cicli di sbrinamento delle altre due.

Figura 9 – Tutte le pompe di circolazione sono dotate di inverter per la regolazione della portata

Gli scambiatori di calore in acciaio inox 316 sono a doppio circu­ito per garantire la massima efficienza a carico parziale. Il siste­ma di regolazione gestisce la parzializzazione dei compressori in combinazione con la variazione della portata delle pompe sul circuito primario dell’acqua calda e fredda (figura 9).

La massima efficienza è ottenuta grazie alla variazione della ve­locità delle pompe per modulare la portata richiesta dai moduli che sono in funzione. La regolazione della portata è ottenuta mediante un sensore di pressione differenziale che misura i va­lori sui collettori.

Il sistema di regolazione del bypass dell’acqua refrigerata utilizza due valvole elettroniche PIV per il bilanciamento dinamico e la misurazione della portata effettiva. Nove valvole a farfalla a 2 vie controllano l’intercettazione delle pompe primarie e secondarie. Due valvole provvedono al monitoraggio di portata e consumo energetico con capacità di gestione del differenziale di tempe­ratura.

Il sistema di trattamento dell’aria primaria si basa su due unità autonome a pompa di calore ad aria installate sulla copertura. L’ala est dell’edificio è servita da un’unità con potenza frigorifera di 123 kW che tratta una portata di 3870 L/s, mentre per l’ala ovest è stata prevista un’unità con una potenza di 53 kW e una portata di 1841 L/s.

L’aria trattata dalle unità viene immessa in ambiente attraverso condotti in tessuto che corrono a soffitto negli spazi. Nel periodo estivo la deumidificazione viene ottenuta raffreddando l’aria fino al punto di rugiada.Essa viene poi postriscaldata mediante una batteria a gas caldo portando la temperatura al punto neutro, in modo da non sotto­raffreddare l’ambiente. Le unità sono dotate di filtri con efficienza F8, di recuperatore rotativo entalpico e di sistema di free cooling per l’immissione di aria esterna senza utilizzo del circuito frigorifero in presenza di favorevoli condizioni climatiche.

Nei periodi in cui l’edificio non è occupato la serranda sull’aria esterna si chiude e l’unità funziona a tutto ricircolo per mante­nere i valori di temperatura e umidità eliminando i consumi e i costi per il trattamento dell’aria esterna. Ulteriori risparmi si ot­tengono regolando la portata d’aria esterna in base all’effettivo affollamento rilevato mediante sonde di CO2.

I locali ubicati al piano interrato destinati ad archivio sono invece climatizzati mediante un sistema ad anello d’acqua con 6 pompe di calore che provvedono al controllo della temperatura e alla deumidificazione dell’aria. Tenendo in considerazione le soluzioni adottate per la climatizzazione dei vari ambienti, la modellazione energetica ha fornito un valore del fabbisogno annuo pari a 63 kWh/m2.

L’impianto fotovoltaico

Come si è visto, la logica alla base del progetto per arrivare allo zero netto è stata quella di ridurre il più possibile il consumo di energia e successivamente implementare i sistemi di produzione di energia rinnovabile. Al momento dell’inaugurazione nel novembre 2020, l’edificio non poteva essere definito a energia netta zero dato che i pannelli fotovoltaici dovevano ancora essere installati. I calcoli hanno dimostrato che, grazie alla quantità di radiazione solare che raggiunge il sito, l’energia prodotta da un impianto fotovoltaico avrebbe consentito di compensare il consumo energetico previsto dell’edificio.

Sulle coperture della sede di Ashrae è stato possibile installare pannelli con una potenza totale dei pari a 215 kW, per una producibilità annua pari a 260.000 kWh. Questo valore non era tuttavia sufficiente a garantire un edificio a energia zero netta, quindi è stato necessario prevedere l’installazione di altri pannelli sul terreno adiacente all’edificio con una superficie dei moduli di circa 200 m2 e una potenza di 40 kW, che consentono di compensare del tutto il fabbisogno energetico dell’edificio. L’impianto fotovoltaico è stato progettato e installato nel corso dell’inverno e completato nel mese di marzo.

Impianti e COVID-19

La costruzione del nuovo quartier generale Ashrae è avvenuta in piena emergenza pandemica. Per valutare le soluzioni da implementare per limitare la diffusione del virus da parte degli impianti, il team di progettazione si è coordinato con il comitato di supervisione di Ashrae per esaminare il progetto e le caratteristiche degli impianti in termini di contenimento del rischio, alla luce di quanto indicato nei documenti sviluppati ad hoc dall’Ashrae Epidemic Task Force (ETF).

In linea generale, è risultato che il progetto degli impianti della nuova struttura aveva già incorporato molte delle strategie di mitigazione suggerite e non avesse bisogno di ulteriori importanti modifiche per allinearsi con le raccomandazioni della guida dell’ETF.

L’unica modifica rilevante ha riguardato le UTA con l’aggiunta di un sistema germicida basato sulla radiazione ultravioletta con intensità delle lampade dimensionata per fornire una capacità di abbattimento utilizzando un singolo passaggio. Inoltre, per ridurre al minimo qualsiasi contaminazione incrociata sulle ruote entalpiche, i ventilatori di mandata e ripresa dell’aria sono stati posizionati in modo opportuno, ovvero sempre a valle della ruota nel senso del flusso d’aria.

Nei documenti contrattuali è stata inoltre inserita la richiesta di eseguire prove di pressione durante le operazioni di taratura e bilanciamento (TAB) allo scopo di verificare la conformità con i livelli prestazionali indicati nel documento Practical Guidance for Epidemic Operation of Energy Recovery Ventilation Systems. È da notare, infine, che il sistema di regolazione della portata d’aria esterna mediante sonde di CO2 può essere disabilitato tempora­neamente in modo da mantenere sempre il valore massimo della portata e aumentare così l’effetto di diluizione dei contaminanti.

Un laboratorio digitale vivente

La sede centrale di Ashrae è destinata a fungere da laboratorio vivente per dimostrare come gli edifici esistenti possono essere rinnovati e migliorati per trasformarli in immobili ad alte presta­zioni. Ashrae ha voluto rendere questo edificio trasparente, in modo che chiunque possa vedere online come si sta compor­tando. A tale scopo è stato necessario sviluppare un gemello digitale. La creazione di un digital twin è in linea con il tema presidenziale dell’associazione per l’anno 2020-21, tutto incentrato sulla tra­sformazione digitale e dell’industria 4.0.

L’edificio della sede incorpora diverse soluzioni connesse digi­talmente, come il monitoraggio remoto e l’analisi delle prestazio­ni dell’edificio, con un dashboard online per fornire la massima trasparenza e l’integrazione del sistema di automazione degli edifici con altri sistemi, compresi i sistemi di prenotazione delle riunioni. Sebbene la pagina web del gemello digitale non sia an­cora stata lanciata, il modello viene già utilizzato per raccogliere dati e migliorare le prestazioni.

Il gemello digitale sarà presentato su un grande monitor instal­lato nella hall dell’edificio che fornirà i dati relativi alle condizioni di comfort termoigrometrico a ogni piano e agli indici di salute e benessere ambientale, oltre ai dati provenienti dai contatori dei consumi di energia e acqua, in modo da visualizzare in tempo reale l’utilizzo delle risorse e il comfort degli occupanti.

Altre soluzioni improntate alla trasparenza includono l’adozione di impianti meccanici innovativi visibili attraverso il soffitto aper­to e sistemi avanzati di videoconferenza progettati per fungere da risorsa didattica.

LE SOLUZIONI PER ENERGIA ZERO:

  • Pannelli radianti a soffitto per riscaldamento e raffreddamento, abbinati a impianto ad aria primaria per la ventilazione con recupero di calore entalpico;
  • sistema di diffusione aria dall’alto nelle aree degli uffici open-space, potenziato con ventilatori a soffitto reversibili;
  • sistema di diffusione aria a dislocamento nel centro di formazione;
  • pompe di calore ad anello d’acqua per climatizzare archivi al piano interrato e atrio;
  • ventilazione con controllo della portata d’aria esterna per spazi ad alto tasso di affollamento (sale riunioni e centro di formazione);
  • distribuzione aria a portata costante nelle aree degli uffici, immessa mediante condotti in tessuto, con riduzione del numero di diffusori e delle diramazioni del condotto;
  • indice di intensità utilizzo dell’energia (EUI): 63 kWh/m2.anno;
  • stazioni di ricarica per veicoli elettrici in loco a disposizione di ospiti e personale;
  • impianto fotovoltaico sulla copertura e a terra;
  • nuovi lucernari;
  • illuminazione del piano di lavoro mediante luce naturale (>300 lux) per il 55% del tempo;
  • rapporto finestre su pareti opache ridotto al 40%.

Strategie per la resilienza

In considerazione dei sempre più frequenti eventi meteorologici che hanno causato danni catastrofici, il progetto di ristruttura­zione ha preso in esame l’adozione di strategie destinate a incre­mentare la resilienza, ovvero la capacità di garantire la continuità di utilizzo della struttura anche in situazioni climatiche estreme. Tali misure sono state classificate in tre categorie in funzione dell’investimento richiesto: minimo, medio ed elevato.

Le strategie di base sono le seguenti:

  • prevedere tempeste violente e riscaldamento globale utilizzan­do previsioni per le future condizioni climatiche e i dati climatici del passato;
  • proteggere dalle inondazioni gli elementi critici dell’edificio;
  • design passivo per la sopravvivenza in caso di interruzione di corrente (massa termica, finestre apribili, convezione passiva, ombreggiamento, ecc.);
  • riutilizzo dei materiali edili esistenti;
  • materiali durevoli;
  • utilizzo di materiali da costruzione disponibili localmente, competenze e soluzioni vernacolari;
  • utilizzo del generatore esistente oppure fornire sistemi UPS di backup;
  • conservazione di alimenti non deperibili e acqua per una settimana e primo soccorso di base;
  • prevedere un locale sicuro al riparo dalle tempeste;
  • implementare misure di conservazione dell’acqua e alimentazione a gravità.

Le strategie di livello medio sono invece le seguenti:

  • prevedere finestre in grado di resistere a venti di tempesta;
  • utilizzare prodotti e materiali da costruzione che non rilascino gas o sostanze pericolose in caso di allagamento o danni da incendio;
  • alimentazione a gravità dei sistemi di recupero e riutilizzo dell’acqua (raccolta acqua piovana e condensa);
  • utilizzare il vicino laghetto come vasca di laminazione;
  • prevedere alimentazione elettrica di riserva;
  • prevedere comunicazioni e connettività di backup durante le interruzioni.

Infine, le misure di livello e costo superiore comprendono quanto segue:

  • ottimizzare l’uso di fonti rinnovabili disponibili in loco;
  • fornire sistemi di backup a batterie;
  • considerare forniture idriche ridondanti o accumulo d’acqua in loco;
  • considerare alternative per la gestione dei rifiuti (ad esempio servizi igienici con compostaggio);
  • prevedere continuità di alimentazione elettrica per le funzioni critiche.

Conclusioni

Rispettando il programma lavori, l’intervento è stato eseguito in un tempo record nell’arco del 2020, tra il kickoff del 10 gennaio (figura 10) e l’inaugurazione ufficiale del 2 novembre (figura 11).

Figura 10 – Il kickoff meeting del 10 gennaio 2020
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Figura 11 – L’inaugurazione ufficiale del 2 novembre 2020

La realizzazione del progetto di ristrutturazione di Ashrae è stata resa possibile grazie a una campagna per la raccolta di fondi che ha riscosso un grande successo e che è stata condotta da un team di volontari di Ashrae. Trentuno aziende del settore HVAC si sono impegnate con un sostegno finanziario superiore a 9,7 milioni di dollari e con donazioni di attrezzature e servizi.

Il panel dei partner che hanno fornito il maggiore supporto al progetto di ristrutturazione della nuova sede, ciascuno con contributo fino a 250 mila euro, comprende le più importanti società del settore: NIBE, Daikin, Belimo, Mitsubishi Electric, Cisco, Arkema, Price Industries, ClimateMaster, ClimaCool, Bell & Gossett, Big Ass Fans, Victaulic, Uponor, Trane, NTT e PlaceOS.

Tra questi contributi spicca senza dubbio quello della società svedese NIBE, con una donazione di 5 milioni di dollari alla quale si è aggiunta la fornitura gratuita delle apparecchiature prodotte da ClimateMaster e ClimaCool, marchi del gruppo. La lista completa dei donatori è stata pubblicata sulla pagina web di Ashrae, e su una speciale rivista commemorativa. In aggiunta ai contributi delle aziende sono inoltre da sottolineare quelli dei singoli membri di Ashrae che hanno donato fino ad oggi oltre 500 mila dollari.

In totale, l’associazione ha quindi ricevuto oltre 10,2 milioni di dollari da tutti gli stakeholder e ciò rappresenta una forte dichiarazione dell’impegno nei confronti della missione di Ashrae e per una visione condivisa che punta alla costruzione di edifici più salubri e sostenibili.