Inaugurato nel maggio 2022, il complesso terziario Edge Suedkreuz prende il nome dello sviluppatore e del nuovo quartiere urbano della capitale tedesca che si trova nell’area a ridosso della stazione di Suedkreuz, dove sono in corso diversi lavori di ristrutturazione e trasformazione.
La sostenibilità e il benessere degli occupanti sono stati gli obiettivi dell’intervento, perseguiti attraverso un progetto che porta gli elementi naturali all’interno degli spazi di lavoro.
Il complesso comprende due edifici entrambi di sette piani, uno più piccolo chiamato Solitaire di forma rettangolare e uno più grande, chiamato Carré per la forma quadrata, che è diventato l’headquarter berlinese della società svedese Vattenfall, il quarto maggiore operatore europeo nel settore della produzione e distribuzione di energia (figura 1).
Una delle caratteristiche del Carré Building è il fatto di essere stato costruito utilizzando un innovativo sistema strutturale modulare di tipo ibrido in cemento e legno che è stato adattato per questo progetto in modo da soddisfare i requisiti di modularità e sostenibilità dello sviluppatore. Questi voleva sperimentare l’impiego della prefabbricazione per velocizzare i tempi di costruzione e al tempo stesso l’utilizzo diffuso del legno in modo da ridurre la quantità di carbonio incorporata nell’edificio e creare un ambiente di lavoro più piacevole per gli occupanti. Il progetto architettonico ha quindi previsto l’impiego del legno a vista per varie componenti chiavi dell’edificio: dalla struttura che sostiene la copertura del gigantesco atrio fino agli infissi delle finestre a tutt’altezza e alle travi a vista poste sul soffitto negli uffici.
Edge Suedkreuz: la climatizzazione del grande atrio
Tutti i piani degli uffici sono collegati tra loro dal grande atrio centrale con una superficie di 1600 m2 e un’altezza di 26 metri. L’atrio presenta una serie di scale volanti che si collegano tra loro e da quattro “alberi” a forma di fungo realizzati in cemento autoportante e rivestiti in legno (figura 2), il più alto dei quali arriva fino a quasi 15 metri mentre il più basso a 4,5. L’atrio conferisce all’edificio il suo carattere, dato che fornisce spazi per riunioni formali e informali, compresi posti a sedere sulla sommità degli alberi, oltre che al piano terra nell’area della caffetteria.
Sull’atrio si affaccia anche una loggia al 5° piano dove si trova uno sky lounge con accesso a una terrazza esterna (figura 3). Una serie di dettagliate simulazioni di modellazione ha garantito il raggiungimento delle condizioni di comfort in questo grande spazio attraverso una combinazione di soluzioni progettuali di tipo passivo e attivo.
La copertura è realizzata con una membrana in cuscini di 4 strati di ETFE (etilene tetrafluoroetilene) che consente di controllare la quantità di radiazione solare che entra nell’atrio sia in estate che in inverno. Inoltre, questo materiale plastico è estremamente leggero, rispetto al vetro, ed offre elevate prestazioni in termini di isolamento termico e di trasmissione della luce (figura 4). La copertura è inoltre dotata di due aperture poste nelle zone nord e sud che consentono di attivare la ventilazione naturale ed espellere l’aria calda che si accumula nella parte superiore dello spazio.
Inoltre, per garantire condizioni di comfort ottimali sono stati utilizzati vari sistemi di immissione dell’aria con diffusori d’aria di forma cilindrica posti negli angoli, diffusori a dislocamento installati nel pavimento delle aree di incontro sugli alberi e diffusori posti sopra gli ingressi (figura 5). Il sistema di distribuzione dell’aria è collegato a unità di trattamento dotate di sistemi di recupero di calore dall’aria di ripresa del tipo a batterie accoppiate con circolazione di fluido. Grazie alla modellazione energetica è stato possibile ottimizzare le portate d’aria immessa e quindi i carichi e i consumi energetici per il trattamento e la distribuzione.
La climatizzazione degli uffici
Gli spazi per uffici sono caratterizzati dalle travi strutturali in legno lasciate a vista che sostengono i solai in calcestruzzo (figura 6). L’elevato numero di travi, poste a distanza ravvicinata con un interasse di 1,35 metri, ha comportato la copertura di quasi il 40% della superficie dell’intradosso.
Dato il ridotto spazio a disposizione a soffitto per gli impianti, era necessario utilizzare una soluzione molto efficiente e ben coordinata per il controllo del microclima e la ventilazione. È stata quindi sviluppato un sistema su misura basato su una sorta di travi fredde attive di tipo ibrido ad alta capacità che forniscono sia l’aria di ricambio sia il raffrescamento e riscaldamento sensibile degli ambienti attraverso una combinazione di immissione d’aria a induzione e convezione forzata.
Le travi fredde sono dotate di un attacco per il collegamento al condotto dell’aria primaria e sono state progettate per inserirsi nello spazio tra ciascuna trave in legno strutturale, con una misura complessiva di 8100 mm in lunghezza e 800 mm di larghezza (figura 7). La temperatura massima estiva ambiente di progetto è di 26 °C. Ciascuna delle travi può produrre una potenza frigorifera fino a 120 W/m2, con un valore medio di circa 70 W/m2 riferito alla superficie del pavimento, che è sufficiente per la maggior parte degli uffici. I sette piani dell’edificio sono progettati per essere prevalentemente del tipo open-space e le travi fredde sono controllate a coppie, consentendo quindi di variare le condizioni per moduli aventi una larghezza di 2,7 metri.
Questa soluzione risulta molto flessibile in quanto esiste la possibilità di installare valvole di regolazione aggiuntive per controllare individualmente ogni trave, il che consentirebbe di installare una parete divisoria ogni 1,35 metri, se necessario. Le travi fredde incorporano corpi illuminanti a LED e svolgono anche la funzione di assorbimento acustico, oltre a essere dotate di alcuni dei 17.000 sensori installati nell’edificio, impiegati in questo caso per il rilevamento di presenza e il monitoraggio della CO2 per controllare le portate di aria di ricambio.
Come già avviene negli altri edifici sviluppati da The Edge, gli occupanti sono in grado di controllare la temperatura dell’ambiente nelle immediate vicinanze delle postazioni di lavoro mediante i telefoni cellulari (figura 8). Non è stato previsto un solo interruttore nell’edificio, in quanto tutto è gestito tramite un’app scaricata sullo smartphone. Il sistema di controllo intelligente dell’edificio consente anche di raffreddare, riscaldare o ventilare le sale riunioni poco prima del loro utilizzo tramite il sistema di prenotazione centrale.
Le portate dell’aria esterna di ventilazione soddisfano i requisiti della certificazione WELL. Il valore pro capite è di 45 m3/h (12,5 L/s), di poco inferiore a quanto richiesto dalla norma EN 16798-1 per la Categoria II e superiore di circa 16 m3/h rispetto al requisito minimo per la Categoria III. L’aria viziata viene aspirata attraverso una griglia posta adiacente al canale montante di ripresa, installato nel cavedio del nucleo dell’edificio, e viene portata al recuperatore dell’unità di trattamento aria posta sul tetto, senza ricircolo d’aria.
Se qualcuno dei 2100 occupanti dell’edificio desidera aumentare la quantità di aria esterna su un piano esiste la possibilità di aprire le finestre. Queste sono interconnesse con le valvole di regolazione delle travi fredde in modo da arrestare il riscaldamento e il raffrescamento in caso di apertura. L’utilizzo di finestre apribili è stata una richiesta specifica del cliente che ha ritenuto che in questo modo le persone si sentono più a loro agio se hanno la possibilità di controllare le condizioni dell’ambiente.
Per limitare l’apporto di calore estivo, i vetri a tutta altezza sono dotati di una particolare pellicola caratterizzata da una maglia molto fine in grado di fornire un basso fattore solare per un’efficace schermatura nella fase estiva pur consentendo la vista sul piano orizzontale. Si tratta quindi di un sistema passivo che funziona come un frangisole. Oltre ai canali dell’aria anche la maggior parte delle tubazioni è distribuita ai piani attraverso montanti contenuti nel nucleo centrale in calcestruzzo. All’uscita dal montante, tubi e canali entrano ai piani attraverso il controsoffitto dei blocchi dei servizi igienici adiacenti.
Sui piani degli uffici l’altezza del soffitto è di 3 metri misurata dalla quota inferiore delle travi in legno e di 3,05 metri da quella delle travi fredde. Tuttavia, nelle aree dei servizi igienici l’altezza del soffitto è stata ridotta a 2,3 metri per creare uno spazio di 40 cm che consente l’installazione di tubazioni e canali prima che entrino nel controsoffitto del corridoio.
Il lay-out degli uffici è per lo più del tipo open-space, tuttavia è stata prevista una zona centrale su ogni piano in cui l’altezza del controsoffitto è stata abbassata a 2,6 metri per consentire l’installazione delle dorsali di canalizzazioni e tubazioni. Il controsoffitto segue lo stesso percorso lineare lungo il centro degli ambienti come avverrebbe con un corridoio in caso di presenza di partizioni.
La gestione dei carichi elettrici
Al di sotto dell’edificio un gigantesco parcheggio sotterraneo collega i due edifici. L’autorimessa può ospitare fino a 218 auto e 300 biciclette ed è dotata di un sistema di parcheggio automatizzato per risparmiare spazio impilando le auto una sopra l’altra. Tutti i parcheggi prevedono stazioni di ricarica elettrica. Sfortunatamente, l’infrastruttura elettrica della rete non aveva la capa cità di alimentare l’edificio (compresi la cucina e gli impianti) e al tempo stesso ricaricare contemporaneamente più di 200 veicoli elettrici. È stato quindi necessario prevedere una strategia di gestione dei carichi in modo tale che, nelle rare occasioni in cui tutto è in funzione, le ricariche delle auto funzionino a bassa velocità.
L’edificio dispone di una connessione elettrica con potenza massima di 7,5 MW. Se all’interno dell’edificio tutto è in funzione, il fabbisogno elettrico totale previsto è pari a 6,8 MW. La ricarica dei veicoli elettrici aggiunge altri 1,5 MW, portando la richiesta totale oltre il valore massimo di 7,5 MW. Per il 99% del tempo, il fabbisogno elettrico non rappresenta un problema, ma quando l’edificio è completamente occupato, la cucina funziona a pieno regime, la temperatura esterna è di 40 °C e splende il sole, allora potrebbe essere necessario sfruttare il sistema BMS per controllare costantemente il carico elettrico. Se questo inizia ad avvicinarsi a 7,5 MW, allora il sistema inizia automaticamente a ridurre la velocità di ricarica delle auto.
Il piano interrato destinato a parcheggi è l’unica parte dell’edificio in cui è stato previsto un sistema di spegnimento incendi con un impianto sprinkler. I vigili del fuoco locali sono stati molto sensibili alla presenza di auto elettriche dato che ancora non si conosce il modo migliore per gestirle, in particolare in caso di un parcheggio completamente occupato, motivo per cui hanno imposto l’utilizzo degli sprinkler. Oltre alle auto elettriche, alle biciclette e alla vasca d’accumulo dell’impianto sprinkler, il piano interrato ospita anche due motori per la cogenerazione di calore e potenza (CHP).
Sarebbe stato possibile collegarsi alla rete di teleriscaldamento della città, ma in alcune parti di Berlino il calore viene ancora prodotto utilizzando il carbone, quindi, il committente ha deciso di utilizzare motori alimentati a biogas per fornire il calore e un’integrazione dell’energia elettrica. L’approvvigionamento energetico per entrambi gli edifici avviene tramite centrali di riscaldamento e raffreddamento separate.
L’acqua calda è prodotta da un sistema combinato con caldaie a gas e unità di cogenerazione, in grado di fornire una potenza termica totale di 1.360 kW. Come detto, il fabbisogno di gas è coperto dall’approvvigionamento di biogas, quindi, la fornitura di riscaldamento e acqua calda sanitaria è totalmente “fossil free”. La produzione di acqua refrigerata avviene tramite due gruppi frigoriferi a compressione con una capacità totale di 1.764 kW. Il loro funzionamento si basa sull’elettricità prodotta della centrale di cogenerazione e ciò garantisce un ulteriore contributo al concetto di approvvigionamento energetico sostenibile.
La risposta innovativa dei progettisti ai requisiti di sostenibilità e di benessere degli occupanti ha portato a ottenere la certificazione dell’edificio di livello Platinum secondo il German Sustainable Building Council e quella di livello Gold secondo il protocollo WELL.
