Il laboratorio dell’innovazione sostenibile

Be Factory corona il percorso virtuoso di Progetto Manifattura, l’incubatore d’impresa di Trentino Sviluppo che ospita un centro di innovazione per i settori del green building, della mobilità sostenibile e delle tecnologie per lo sport.

Dal 2008 Progetto Manifattura è uno dei più impor­tanti poli tecnologici e incubatori d’impresa euro­pei – un luogo concepito per ispirare innovazione e creatività e supportare lo sviluppo di nuove iniziative dedicate all’economia circolare, all’edilizia intelligente, alla mobilità sostenibile, alle energie pulite, alle biotecnologie e all’indu­stria dello sport.

Il complesso è risultato della riqualificazione e dell’ampliamento dell’ex Manifattura Tabacchi di Rovereto (Trento), promossi da Trentino Sviluppo. Nella prima fase il progetto ha recuperato lo storico opificio ottocentesco (superficie 15.770 m²), per per­mettere l’insediamento di importanti istituzioni universitarie e scientifiche, di centri di ricerca e del primo nucleo di imprese e start-up innovative.

Grazie a Be Factory – il complesso di edifici produttivi “low-car­bon” entrato in funzione nel settembre 2020 – Progetto Manifat­tura accoglie oggi:

• circa ottanta tra PMI e aziende più strutturate, che hanno già occupato parte degli spazi disponibili;
• servizi di formazione, tutoraggio e accesso a network strategi­ci, acceleratori tematici (Climate-KIC Startup Accelerator per la green economy, SPIN-Accelerator per sport-tech) e il Club Trentino Investitori.

In Progetto Manifattura convivono anche centri di ricerca (CIMEC e COSBI), le sedi del Green Building Council e del Distretto Habitech, la Facoltà di Scienze motorie (UniTN e UniVR) e TESS-Lab (5 laboratori dedicati per la ricer­ca industriale sullo sviluppo sostenibile e il miglioramento della qualità della vita, con focus su modellistica, informatica, infra­strutture, accumuli energetici e sistemi energetici distribuiti).

L’edificio in sintesi

Rispetto delle preesistenze, integrazione con il territorio e resti­tuzione dell’area alla città di Rovereto sono i principi che hanno orientato il percorso progettuale di Be Factory, finalizzato a cre­are una struttura multifunzionale in grado di facilitare lo sviluppo di nuove imprese, in un ambiente innovativo dal punto di vista architettonico, impiantistico, energetico e tecnologico.

L’edificio si sviluppa a sud-est rispetto al nucleo storico dell’ex manifattura, sul sedime dell’area industriale novecentesca. Il li­vello terreno è composto da:

• una galleria coperta pedonale a doppia altezza che prende ori­gine dall’ex manifattura – vera e propria “spina dorsale” dell’in­tero insediamento, che mette in comunicazione tutti i volumi costruiti e ospita un learning center con 6 digital meeting room;
• 10 edifici in linea a destinazione mista (industriale, uffici), an­ch’essi a doppia altezza, che si inseriscono ortogonalmente lungo la galleria coperta, accessibili anche dalla viabilità inter­na che si sviluppa lungo il perimetro dell’insediamento.

Si tratta di una costruzione a sviluppo orizzontale, scandita da una griglia modulare declinata sia nelle strutture portanti anti­sismiche, realizzate prevalentemente in legno lamellare prefab­bricato nelle parti in elevazione, sia nel regolare disegno delle facciate continue. Queste ultime sono anch’esse realizzate con strutture in legno, sulle quali si alternano superfici opache (pannelli sandwich fini­tura in alluminio) e trasparenti (porte d’accesso, finestre, vetrate fisse) dimensionate secondo un modulo rettangolare di 2 x 1 m.

Il livello interrato si sviluppa prevalentemente nella zona sud-o­vest e sottostante la galleria ed è realizzato con strutture in cal­cestruzzo armato.

Oltre all’autorimessa (404 posti per auto e altri per veicoli green, con 4 colonnine per la ricarica delle e-car) sono presenti depo­siti, locali di servizio e spazi per gli impianti, comprese le centrali termomeccaniche.

Parzialmente accessibile, la copertura piana è ampia circa 18.000 m2, di cui circa 12.000 m2 ricoperti con un tetto verde e con 1.765 m2 destinati alle superfici captanti fotovoltaiche. Poi­ché il complesso presenta una volumetria pressoché orizzontale, la copertura costituisce il principale trait d’union formale con il paesaggio circostante.

L’uso di materiali di provenienza locale (pietra verdello, legno di larice, ecc.) caratterizza l’immagine dell’intero edificio e rispon­de ai criteri di sostenibilità (minimo impatto ambientale, elevato contenuto di materie riciclate, riciclabilità e atossicità dei prodot­ti da costruzione, ecc.) che hanno distinto le scelte progettuali, con l’obiettivo di contenere l’impronta carbonio dell’intervento.

La strategia energetica

Be Factory è stato concepito per minimizzare il proprio fabbi­sogno energetico, grazie a un involucro edilizio particolarmente performante, anche sotto il profilo della schermatura solare, e a impianti a bassa temperatura estremamente efficienti.

Questa strategia ha permesso ridurre a meno del 50% la percen­tuale di energia primaria destinata al riscaldamento/raffresca­mento, rispetto alla baseline della modellazione energetica, evi­ tando così il ricorso al gas combustibile. Una quota consistente della domanda energetica è coperta da fonti rinnovabili come la geotermia, per la climatizzazione e la produzione dell’ACS, e il solare fotovoltaico, mediante un impianto da 350 kWp installato sulle coperture.

La particolare conformazione del complesso si presta inoltre a un’estrema flessibilità spazio-funzionale. Poiché ogni modulo è indipendente rispetto agli altri e dispone di una propria sot­tocentrale tecnica, è possibile l’attivazione/dismissione a scac­chiera delle unità immobiliari, minimizzando gli sprechi, a fronte di ottimali condizioni di comfort termoigrometrico e luminoso in funzione delle condizioni ambientali e meteorologiche esterne.

Il tutto controllato in modo dinamico e preciso da un sistema di building automation capillare, che permette la gestione in remo to delle funzioni e delle impostazioni. Sotto il profilo della certi­ficazione di sostenibilità del costruito, Be Factory ha ottenuto il rating Gold, secondo i criteri del protocollo LEED NC v4, e il livello Silver, secondo la certificazione di qualità italiana ARCA dedica­ta agli edifici in legno.

La modularità degli impianti

L’ing. Mauro Bosetti è referente tecnico per i sistemi energetici e gli impianti dell’area Immobili, Aree industriali e Gestione cantieri di Trentino Sviluppo:

«Durante l’iter della progettazione i principi alla base del masterplan sono stati sviluppati in modo coerente con l’evoluzione delle normative e delle tecnologie. In origine, ad esempio, sul fronte energetico erano previsti contributi da diverse fonti rinnovabili fra cui la biomassa legnosa, che aveva l’obiettivo di supportare lo sviluppo di una filiera locale di produzione, e il collegamento alla rete cittadina del teleriscaldamento.

Considerazioni successive, in ordine alle emissioni in atmosfera dei generatori a combustione e alle problematiche gestionali della biomassa, e la disponibilità di pompe di calore sempre più performanti e affidabili, hanno indotto a ridurre la varietà delle fonti, puntando decisamente su una soluzione full-electric basata principalmente su geotermia a bassa entalpia e solare fotovoltaico.

La modularità degli impianti ha costituito un altro aspetto centrale del progetto: il concept originario prevedeva la replicazione di moduli tecnologici identici fra loro, che avrebbero però comportato la presenza di più sottocentrali nel caso di unità bi o tri modulari. La soluzione realizzata prevede invece tre tipologie di unità immobiliari diverse per superficie, ciascuna dotata di un’unica sottocentrale opportunamente dimensionata.

La selezione dei fornitori è stata anch’essa oggetto di valutazioni approfondite in itinere, incentrate principalmente sulla personalizzazione dei componenti in base agli obiettivi e alle esigenze del progetto. È il caso, ad esempio, delle pompe di calore – prodotte da un’azienda italiana che ha messo a punto soluzioni ad hoc, anche dal punto di vista gestionale – e del BMS – customizzato in base alle complesse esigenze di gestione e anche in relazione ai requisiti richiesti dalla certificazione LEED».

Qual è il livello di soddisfazione raggiunto?

«La combinazione fra l’alta inerzia termica delle superfici radianti e l’efficace miscelazione dell’aria restituiscono condizioni di temperatura omogenee in ogni zona, praticamente senza emissioni acustiche. Il comfort termico negli ambienti è perciò decisamente elevato, superiore rispetto alle aspettative iniziali, perciò registriamo un alto grado di soddisfazione da parte dei tenants.

Attualmente stiamo effettuando valutazioni circa la sostenibilità economica delle prestazioni offerte dagli impianti, sia per rispondere alle prescrizioni del protocollo LEED, sia per verificare l’opportunità di incrementare la superficie captante dell’impianto fotovoltaico, che si sta rivelando una risorsa notevole per il contenimento dei consumi elettrici prelevati dalla rete di distribuzione».

Centrali termofrigorifere

La produzione dei fluidi termovettori destinati alla climatizzazione è appannaggio di pompe di calore (PdC) polivalenti a recupe­ro totale, appositamente customizzate in relazione alle specifi­che esigenze del progetto, che utilizzano:

• acqua proveniente dall’acquedotto per il riempimento dei cir­cuiti, previo trattamento chimico;
• elettricità e fluido refrigerante R513A per la produzione con­temporanea di acqua calda e refrigerata.

Attualmente risultano installate:

• 2 PdC acqua/acqua (849 kWt; 948 kWf), con predisposizione per l’installazione di altre 2 PdC;
• 1 PdC aria/acqua (1.008 kWt; 1.048 kWf), con predisposizione per l’installazione di altre 2 PdC.

Lo scambio termico delle PdC idrotermiche è effettuato con ac­qua di falda prelevata da 2 pozzi di emungimento (portata max 42,5 l/s ciascuno), con possibilità di realizzare un terzo pozzo con portata simile in caso di necessità. Veicolata da tubazioni in hdpe posate sotto la viabilità interna, l’acqua prelevata dai pozzi raggiunge la centrale termofrigorifera, transitando in successio­ne attraverso:

• 3 filtri automatici a rete autopulenti (1 di riserva);
• 2 scambiatori di calore a piastre (con predisposizione per altri due).

La possibilità di installare ulteriori PdC nella centrale tecnologica è funzionale alla previsione di mettere a disposizione le reti tec­niche e la generazione ad alta efficienza anche agli edifici della parte storica di Manifattura, una volta completati i lavori di risa­namento conservativo e il nuovo allestimento impiantistico.

L’energia termica prelevata dall’acqua di falda alimenta il circuito primario delle PdC idrotermiche. Le temperature operative dei fluidi termovettori sono:

• 40 °C (mandata invernale; T max = 50 °C per compensazione climatica), con ΔT -15 °C;
• 7 °C (T mandata estiva), con ΔT +7 °C.

A valle degli scambiatori di calore l’acqua di falda prosegue verso una vasca di accumulo, dalla quale attinge anche l’impianto di irrigazione, e raggiunge la trincea drenante, per la restituzione al terreno.

Dal punto di vista idraulico i generatori termofrigoriferi funzionano in parallelo: le PdC idrotermiche sono installate nella centrale termofrigorifera, situata al piano interrato dell’edificio P4 e dotata di un’ampia apertura a soffitto, per l’aerazione naturale, e di un cavedio verticale, per il collegamento con lo spazio tecnico­ sulla copertura a cielo libero destinato alle PdC aerotermiche.

I fluidi termovettori sono inviati:

• ai serbatoi disgiuntori dei circuiti caldo e refrigerato (ciascuno 5.000 l), serviti dai rispettivi sistemi di trattamento dell’acqua tecnica;
• alle 2 PdC booster (ciascuna 158 kWt) che innalzano a fino 60 °C (max 75 °C) la temperatura dell’acqua calda per la pro­duzione dell’ACS, previo passaggio in scambiatori di calore e stoccaggio in un bollitore (5.000 l).

La centrale idrico-sanitaria è anch’essa situata al piano interrato dell’edificio P4 ed è equipaggiata con un sistema di protezione chimica anti-legionella.

Climatizzazione radiante

A valle dei serbatoi disgiuntori, l’acqua calda/refrigerata è inviata ai circuiti secondari a portata variabile, del tipo a 4 tubi realizzati in acciaio zincato, per la distribuzione nei singoli corpi di fabbrica secondo uno schema ramificato, con dorsale che si sviluppa al piano interrato sotto il connettivo principale.

Tutti gli ambienti abitati sono climatizzati a 20÷26 °C (± 1 °C) con u.r. 50% (± 10%), per l’intero arco dell’anno, a fronte di condizio­ ni di progetto nell’ordine di -12,1 °C con u.r. 99%, nel periodo invernale, e di 32 °C con u.r. 50%, nel periodo estivo. In sede di progetto è stata considerata una durata giornaliera del funzio­namento degli impianti pari a 14 ore.

Ogni unità immobiliare con destinazione produttiva o per uffici è concepita per il funziona­mento indipendente e dispone di una propria area tecnica che comprende spogliatoio, servizi igienici e i locali per le sottocen­trali di climatizzazione e ventilazione, idrico-sanitaria ed elettri­ca. La contabilizzazione dei consumi è affidata a contatori per i fluidi termovettori e per l’acqua per usi igienico-sanitari.

La priorità del controllo della temperatura ambiente è affidata ai pavimenti radianti, che operano in sinergia con l’UTA. In ogni sottocentrale, elettropompa e valvola a 3 vie provvedono alla di­stribuzione:

• dell’acqua calda o refrigerata ai pavimenti radianti, in funzione della necessità dell’ambiente;
• dell’acqua calda e refrigerata alle batterie dell’UTA, per il trat­tamento termoigrometrico continuo dell’aria di rinnovo.

Se entro un intervallo programmabile a piacere la temperatura ambiente non risulta soddisfatta con il solo contributo radiante, l’UTA interviene in soccorso passando dal funzionamento ad aria primaria a quello a tutt’aria, compensando così l’inerzia ti­pica dei terminali radianti che, in questo caso, presentano uno spessore dello strato termicamente attivo di 20 cm.

Ventilazione decentralizzata

Previste nelle taglie di 5.000 m3/h, 10.000 m3/h e 15.000 m3/h a seconda dell’estensione dei diversi moduli immobiliari, le UTA sono del tipo a sezioni componibili e dispongono di:

• canalizzazioni in pannelli sandwich (pal) per la presa e l’espul­sione dell’aria;
• serrande di minima aria esterna (~0,3 vol/h), per l’aria ester­na igienica (modulante, comandata da una sonda di qualità dell’aria posta sul canale di ripresa) e di ricircolo (modulante che opera in sinergia con la serranda per l’aria esterna igieni­ca);
• ventilatori tipo plug fan con inverter;
• filtrazione G4 + F7 a tasche rigide;
• recuperatore di calore a flussi incrociati;
• batterie di pre-riscaldamento, raffrescamento con deumidi­ficazione e post-riscaldamento, del tipo in rame ed alette in alluminio.

A seconda delle condizioni esterne è previsto il funzionamento in freecooling. Per garantire la corretta distribuzione nel rispet­to delle velocità terminali, la rete di distribuzione è composta da canali in lamiera d’acciaio zincata a sezione circolare, del tipo microforato ad alta induzione. Ogni singolo canale è al servizio di un’unità immobiliare standard, perciò in caso di unità con estensione maggiore la rete di distribuzione è replicata in modo modulare.

VERIFICA FLUIDODINAMICA

In sede di progettazione il comportamento dei canali per la diffusione dell’aria negli ambienti è stato verificato mediante una simulazione CFD, il cui obiettivo era verificare le condizioni per una diffusione e una miscelazione eccellenti, assieme alla scalabilità orizzontale della rete aeraulica, utilizzando un’unica tipologia di canalizzazione. Allo scopo sono stati considerati:

• l’impiego di UTA e di canali con prestazioni e dimensioni corrispondenti alle tipologie di unità immobiliari previste;
• un tipo di forometria specifica, in grado di servire ogni unità immobiliare con 5.000 m3/h e relativi multipli.

L’analisi è stata effettuata con il software OpenFOAM-v1806, sviluppando una griglia di calcolo conforme alla VDI 6019, con celle 100% tetraedriche; la turbolenza è stata calcolata con modello k-epsilon standard; le simulazioni sono state eseguite con solver steady-state in isoterma; i risultati sono stati post-processati con Paraview. Arrivata a piena convergenza, la soluzione è stata utilizzata come inizializzazione per la modellazione termica.

Per le pressioni di esercizio, prendendo in esame un tratto di tubazione lungo 15 m alimentato dal centro o da una estremità, la perdita di carico verificata non ha subito variazioni significative, restituendo un valore utile dall’imbocco dei diffusori tra 120÷135 Pa, a fronte di una pressione statica disponibile di 250 Pa.

Il gradiente termico misurato in un piano di sezione campionato a 2/3 del locale, seguendo l’asse longitudinale dei canali in regime di condizionamento, ha mostrato una corretta miscelazione dell’aria in tutta la zona occupata, con ΔT < 2 °C in condizioni di equilibrio termico alla quota di riferimento. Le velocità residue (secondo UNI 10339) verificate in un piano di sezione a circa metà locale hanno evidenziato l’assenza di zone di ristagno (U < 0,08 m/s), con velocità medie alla quota di riferimento pari a U < 0,15 m/s, confermando la corretta distribuzione dell’aria nel campione.

Dal Masterplan a Be Factory

Promuovere la crescita sostenibile in termini ambientali, sociali ed economici: con questo obiettivo Progetto Manifattura ha in­trapreso un percorso ultradecennale di sviluppo e potenziamen­to, delineato dal masterplan affidato ad Arup, Carlo Ratti Asso­ciati, Kanso e Kengo Kuma and Associates.

L’affermato studio di architettura giapponese si occupò anche del progetto preliminare di Be Factory, posto a completamento del complesso esistente: si tratta di un ampliamento di 25.513 m2 realizzato ex novo, situato su una superficie di circa 50.000 m2 posta nell’area retrostante l’ex manifattura, precedentemen­te occupata da capannoni produttivi. Il progetto definitivo è stato sviluppato dall’Agenzia Provinciale per le Opere Pubbliche della Provincia Autonoma di Trento, mentre l’appalto integrato con la progettazione esecutiva sono stati aggiudicati al general con­tractor Colombo Costruzioni, che ha concluso i lavori nel settem­bre 2020.

Costato 45,6 milioni di euro finanziati da fondi europei FESR e FESC, Be Factory mette a disposizione 10 edifici, 8 dei quali a destinazione produttiva e per uffici (superficie comples­siva 25.513 m2). Al loro interno si trovano unità immobiliari in classe energetica A+, con superfici da 320 a 1.055 m2 netti e con altezza sottotrave di circa 7 m.

Ogni unità è dotata di un proprio ingresso, è completamente cablata con cavi in fibra ottica e dispone di una potenza elettrica variabile fra 50÷150 kW, a seconda dell’estensione. L’impianto di illuminazione è realizzato con corpi illuminanti led, il cui fun­zionamento è regolato tramite i sensori del BMS per garantire costantemente 300 lux considerando l’apporto di luce naturale esterna.