La Royal Albert Hall di Londra: l’intervento di ristrutturazione

La Royal Albert Hall di Londra rappresenta l’edificio di spet­tacolo più conosciuto del Regno Unito, anche grazie al fatto di ospitare da sempre i BBC Proms, la manifestazione musicale più popolare del paese che si svolge nel corso di 8 settimane nel periodo estivo.

Il complesso fu inaugurato dalla Regina Vittoria nel 1871 e quindi ha festeggiato lo scorso anno il suo 150° anni­versario (figura 1). Tutta la parte superiore della parete esterna di forma ellittica è occupata da un fregio a mosaico in terracotta lungo 250 metri raffigurante “Il trionfo delle arti e delle scienze”. Il fregio è un riferimento alla dedica originale della sala da con­certo londinese di 150 anni fa ma potrebbe ugualmente essere applicato al nuovo sistema di climatizzazione a dislocamento a servizio dei livelli superiori del grande auditorium che presenta una capienza di 5200 persone sedute (figura 2).

A partire dal 2014 la Royal Albert Hall è stata oggetto di una serie di importan­ti interventi di riqualificazione degli impianti di climatizzazione, che hanno riguardato, ad esempio, il circuito di distribuzione del vapore, sostituito con una rete di acqua calda a bassa tempera­tura con tubazioni in acciaio inossidabile, e l’installazione di nuo­vi scambiatori di calore a piastre e gruppi frigoriferi, oltre a un nuovo sistema BMS di controllo e monitoraggio.

L’ultimo inter­vento è stato eseguito nel 2021 con la realizzazione di un nuovo sistema di raffrescamento per i livelli superiori delle balconate. È da notare il fatto che l’esecuzione di questo intervento è stato facilitato dalla forzata chiusura della struttura durante il periodo della pandemia.

Royal Albert Hall, un intervento improrogabile

La necessità di eseguire un intervento sull’impianto HVAC della Royal Albert Hall per garantire condizioni di comfort ai due livelli superiori delle bal­conate (Rausing Circle e Gallery) era ormai evidente da tempo, vista la quantità di lamentele ricevute per i sempre più frequenti casi di eccessive temperature registrati durante la stagione esti­va, con punte fino a 37 °C. Valori molto elevati erano stati rilevati per la prima volta durante una rappresentazione del Phantom of the Opera nel 2011.

L’analisi dei grafici delle prove effettuate in quell’occasione aveva mostrato come la temperatura ai livelli su­periori si fosse avvicinata a 32 °C durante l’esibizione. Era quindi divenuto imprescindibile adottare una soluzione in grado di ga­rantire condizioni di comfort per i 1500 posti delle balconate. Fortunatamente, il problema del surriscaldamento era limitato ai livelli superiori dopo la riuscita ristrutturazione del sistema di ventilazione a dislocamento dell’auditorium nell’ambito di una fase precedente del programma generale di ristrutturazione del teatro.

Questo sistema è alimentato da un’unità di trattamento dell’aria (UTA) originariamente destinata a fornire una portata di 28.000 L/s di aria esterna. Tuttavia, la portata d’aria è stata au­mentata a 35.000 L/s, a seguito del potenziamento del sistema di ventilazione nell’ambito degli interventi di mitigazione del Co­vid-19, durante la chiusura della sala nel periodo del lockdown nazionale.

In precedenza, soltanto i livelli inferiori erano raffred­dati dal sistema di ventilazione a dislocamento, ma l’aria fredda­non raggiungeva una parte significativa degli spettatori presenti sulle balconate. Una proposta per l’installazione di un sistema di raffreddamento dedicato a questi livelli era già stata avanzata per la prima volta nel 2013.

Per la zona del Circle, questo interven­to aveva previsto l’installazione di 20 UTA di ridotte dimensioni nello spazio vuoto presente sotto i posti a sedere. Questo spazio sarebbe stato utilizzato come plenum per fornire l’aria trattata all’auditorium tramite griglie inserite nei montanti sotto le file più basse delle poltrone. L’aria di ritorno sarebbe stata convogliata alle UTA tramite griglie inserite nei montanti sotto la fila superiore di sedili. Per il livello della galleria, sarebbe stato invece neces­sario l’utilizzo di ventilconvettori.

La proposta di raffrescamento del Circle del 2013 fu testata utilizzando un’unica UTA collega­ta a condotte temporanee per la mandata e la ripresa. Durante il periodo di prova, la temperatura dell’aria ambiente scese da 33 a 26 °C, e ciò consentì di dimostrare come fosse possibile fornire condizioni di comfort alle zone superiori dell’auditorium.

Nel 2014, un anno dopo le prove, venne affidato l’incarico a una nuova società per svolgere l’attività di supporto tecnico e proget­tazione. Tuttavia, soltanto nel 2017, dopo gli interventi eseguiti su gruppi refrigeratori, caldaie, circuiti di acqua calda a bassa temperatura e sistema di gestione degli edifici (BMS), la società è stata incaricata di progettare una soluzione per il raffresca­mento dei livelli superiori. Il sistema deve essere in grado di far fronte ai guadagni solari e ai carichi termici endogeni causati dal pubblico, dalle apparecchiature elettriche e dall’impianto di illu­minazione (sia sul palco che nell’auditorium).

Quando è inizia­to lo sviluppo del progetto esecutivo del sistema, è stata subito evidente la necessità di adeguare la proposta originale affinché essa potesse risultare efficace. La perdita di carico del circuito aeraulico risulta elevata a causa della presenza di griglie storiche che dovevano essere utilizzate negli interni vincolati dalle Belle Arti e da una trave ad anello che è stata scoperta una volta inizia­to lo strip-out. L’aria viene immessa sotto le poltrone delle prime quattro file e viene restituita alle UTA tramite griglie di ripresa con dimensioni di 300 x 300 mm poste sotto le poltrone della se­sta fila. È stato necessario installare il canale dell’aria di ripresa attorno alla trave anulare, il che ha aggiunto un’ulteriore perdita di carico nel sistema.

L’acustica

L’acustica è stato un altro problema che ha dovuto essere consi­derato attentamente. Il livello sonoro emesso dal nuovo sistema doveva essere estremamente basso per non distrarre il pubbli­co e gli artisti durante i movimenti più silenziosi di un concerto di musica classica. Ancora più importante è stato il fatto che gli ingegneri hanno dovuto progettare il sistema in modo che non potesse essere percepito dai direttori d’orchestra, che hanno un udito molto acuto.

Di conseguenza, le velocità dei ventila­tori sono state mantenute volutamente basse e le condotte di alimentazione ed estrazione sono state dotate di dispositivi di attenuazione acustica attentamente studiati. I progettisti hanno collaborato con il costruttore per progettare le 20 UTA su misura, in modo da garantire che non vi fosse alcun impatto percepibile sul rumore nell’auditorium.

Più avanzava il progetto, tuttavia, più grandi diventavano le UTA, quindi, nel tentativo di mantenere le unità il più compatte possibili, esse sono state dotate di batterie di raffreddamento inclinate. Nonostante questa modifica le UTA sono risultate troppo grandi per lo spazio previsto e hanno dovu­to essere collocate in una serie di armadi appositamente costru­iti nel corridoio di circolazione adiacente (figura 3).

Le unità di trattamento

In risposta alla pandemia di Covid, il team ha ipotizzato l’utilizzo di unità di sterilizzazione con raggi UV nelle UTA, ma a causa delle restrizioni di spazio tale soluzione si è rilevata impossibile da attuare. Per il miglioramento della qualità dell’aria, oltre ad aumentare la portata di aria esterna trattata dall’impianto princi­pale, sono stati utilizzati depuratori d’aria ambiente mobili di tipo scrubber posizionati in tutto l’edificio.

I lockdown nazionali han­no facilitato il compito dell’installatore quando si è trattato di po­sare le UTA a servizio della zona del Circle della Royal Albert Hall. Il programma origina­rio era stato quello di transennare solo le aree del corridoio dove sarebbero state installate le UTA. Tuttavia, con la sala chiusa al pubblico durante il lockdown, è stato possibile occupare l’intero corridoio e ciò ha reso il lavoro molto più facile per l’installatore e più sicuro per gli operatori, perché potevano mantenere una distanza di sicurezza.

Le UTA poste a pavimento sono dotate di ventilatori plug fan a velocità variabile, che possono fornire fino a 1,8 m3/s di aria fredda. Un punto di discussione tra progettisti e tecnici della Royal Albert Hall è stata la temperatura alla quale doveva essere immessa l’aria in ambiente. Il sistema di immissio­ne a dislocamento che serve i livelli inferiori della sala immette aria con una differenza di temperatura di 8 K, senza lamentele da parte degli spettatori.

In base alle specifiche dei costrutto­ri i progettisti non erano del tutto sicuri nel diffondere l’aria con un delta T così ampio vicino ai piedi del pubblico presente nelle gallerie, quindi hanno optato per un valore compreso tra 4 e 6 K al massimo carico, ma con la possibilità di aumentarlo nel caso sia necessario fornire un raffreddamento aggiuntivo. Il progetto finale utilizza 20 UTA strategicamente posizionate per fornire sei diverse zone di raffreddamento.

La condotta dell’aria di ripresa è stata installata all’intradosso del Circle. Le unità sono proget­tate per funzionare in due diverse modalità, classica o rock, in modo da riflettere la differenza in termini di carichi termici do­vuti al pubblico (e di rumorosità accettabile dell’impianto) per i diversi generi musicali. Durante un concerto di musica classica le persone restano sedute, quindi il carico latente risulta ridotto, mentre ai concerti rock il pubblico tende a ballare, il che aumen­ta il carico termico totale. Inoltre, durante i concerti rock o le esi­bizioni con livelli di decibel più alti, il problema della rumorosità dell’auditorium non è così critica e ciò consente di aumentare la velocità dei ventilatori per fornire il maggiore raffreddamento ri­chiesto.

Dato che la presenza di nuove tubazioni dell’acqua refri­gerata del circuito secondario installate di recente, è stato possi­bile aumentare la capacità di raffreddamento dell’intero sistema e distribuire l’acqua refrigerata dall’impianto esistente alle nuove UTA. Il compito di fornire il raffreddamento al livello della galleria, posto sopra il Circle, è stato molto più semplice. I ventilconvettori installati in una fase precedente del progetto di ristrutturazione erano dotati di batterie ad acqua refrigerata montate in previsio­ne di un futuro aumento della capacità di raffreddamento della sala. È stato quindi sufficiente posare nuovi tubi per collegare il circuito secondario esistente alle batterie.

I gruppi frigoriferi

In totale è stata installata una nuova potenza frigorifera pari a 800 kW. Essa comprende 120 kW dei due gruppi refrigeratori esistenti che hanno dovuto sostituiti per il raffreddamento di vari server e ristoranti, 265 kW per il raffrescamento del Circle e della galleria e 415 kW di capacità aggiuntiva per la futura espansio­ne dei ristoranti.

Il team di progettazione ha dovuto convince­re il committente a consentire l’installazione di quattro gruppi refrigeratori da 200 kW sull’anello del tetto piano direttamente sopra il fregio in terracotta. Per ridurre al minimo l’impatto visivo sono stati previsti condensatori ad aria remoti con batteria oriz­zontale per lo smaltimento del calore, in modo da mantenere la loro altezza al minimo (figura 4).

I gruppi hanno un’altezza di 2 metri e sono posti in aderenza alla parete posteriore della terraz­za sul tetto (la più lontana dal parapetto), per garantire che non siano visibili da terra. Ogni unità di condensazione ad aria, alta un metro, è stata invece posizionata davanti al proprio gruppo refrigeratore e risulta abbastanza bassa da essere nascosta dal parapetto.

A causa dei rigidi requisiti acustici imposti dal Lon­don Borough of Westminster in base al regolamento sul rumore notturno, i gruppi refrigeratori non possono superare il 75% della richiesta di raffreddamento dopo le 23, indipendentemente dal fatto che un concerto sia terminato o meno. Non sono molti gli eventi che richiedono il raffreddamento vanno oltre questo ora­rio, ma in tali circostanze il grande volume dello spazio raffredda­to, unitamente alla massa termica dell’edificio, permette di man­tenere condizioni confortevoli all’interno dell’auditorium, anche in assenza dell’intera capacità frigorifera.

Nei giorni in cui fa eccezionalmente caldo, i gruppi refrigeratori sono impostati per funzionare per due o tre ore prima dell’ingresso del pubblico per preraffreddare l’auditorium. Molte superfici dello spazio hanno un’elevata conduzione termica, quindi quando arriva il pubblico, lo spazio risulta già abbastanza freddo.

Risultati positivi

In occasione dei BBC Proms è stato possibile dimostrare che il si­stema funziona correttamente. Infatti, per un concerto con il tutto esaurito tenutosi nel settembre 2021, che ha coinciso con uno dei giorni più caldi dell’anno, i sensori di temperatura del sistema BMS hanno registrato una temperatura massima nel Circle intorno a 23 °C (figura 5).

Si tratta di un notevole miglioramento rispetto alla temperatura interna di circa 32 °C misurata nel 2011 durante la rappresentazione del Phantom of the Opera e ciò suggerisce che vi sia la possibilità di ridurre la durata del preraffreddamento op­pure il delta T, in modo da portare le temperature dell’auditorium a 24-25 °C, in linea con le raccomandazioni normative per le tem­perature estive interne degli auditorium.

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