Innovazione tecnica a basso impatto energetico

Concept bioclimatico, soluzioni passive e ampio ricorso al free cooling distinguono la “slow architecture” del Ferrero Technical Center, un edificio a vocazione industriale che propone un approccio integrato alla sostenibilità.

Da anni al vertice delle classifiche reputazionali, il gruppo Ferrero è una delle principali realtà industriali al mondo nel settore alimentare e si distingue per l’attenzione ai temi della sostenibilità energetica, del contenimento dell’impatto ambientale di materie prime, prodotti e confezioni e della tutela della dignità dei lavoratori lungo l’intera filiera.

Il principale stabilimento italiano è situato ad Alba (Cuneo), dove circa 80 anni l’azienda mosse i primi passi. A fianco del sito produttivo è stato recentemente attivato Ferrero Technical Center (FTC), il nuovo polo per la ricerca che riunisce il prezioso knowhow delle attività di engineering – in particolare la progettazione dei nuovi impianti di produzione – e dell’officina.

Caratterizzato da un’architettura semplice e lineare, che cela alla vista impianti e parti tecniche, il nuovo edificio ospita funzioni direzionali e operative (circa 200 persone) in un contenitore ad altissime prestazioni energetiche, che conferma l’impegno del gruppo nella valorizzazione del proprio territorio d’origine.

Colore e trasparenza

FTC (superficie circa 12.700 m2) sorge a ponente rispetto allo stabilimento, circondato da coltivazioni di nocciole – la pregiata materia prima alla base di molti prodotti dolciari. Vincitore di un concorso di architettura a inviti, il progetto sviluppato da Frigerio Design Group reinterpreta il panorama, la natura e i colori delle Langhe attraverso geometrie astratte, che ammantano le facciate con ampie campiture nelle calde tonalità del giallo e del rosso.

Sicurezza e comfort sono fra i principi che hanno orientato il progetto architettonico, concepito secondo l’approccio eco-sostenibile della “slow architecture”, nel nome della qualità totale e per rispondere ai principi della manifattura 4.0: automazione e interconnessione, reciprocità uomo-macchina e inserimento in uno ecosistema specifico.

Il volume parallelepipedo è caratterizzato dalle superfici trasparenti della hall a tutta altezza, rivolta verso lo stabilimento, e dell’area per gli uffici, che occupa l’ultimo livello. Il resto dell’involucro è prevalentemente opaco, rivestito con pannelli insonorizzanti e scandito da vetrate verticali, che illuminano gli spazi a vocazione tecnica. Un porticato con frangisole sostiene la copertura aggettante, occupata da un campo fotovoltaico (circa 300 kWp).

Il disegno delle facciate denuncia l’articolazione funzionale degli ambienti interni. Il piano terreno comprende la hall, l’officina (con tutti gli ambienti di supporto e servizio alle attività tecniche), un’area per uffici, laboratori e spogliatoi (distribuita su 2 livelli) e alcune centrali tecnologiche. Il soprastante mezzanino tecnico è destinato alle sottocentrali impiantistiche (climatizzazione, ventilazione). Il primo piano è interamente riservato agli uffici, in configurazione singola e open space, intervallati da 6 giardini pensili delimitati da pareti trasparenti.

Attraversata da una suggestiva scalinata, la hall è uno spazio estremamente luminoso nel quale le aree per l’accoglienza si alternano a un’esposizione tematica. L’officina è un ampio ambiente dai tratti essenziali, con aperture in facciata che consentono la penetrazione della luce naturale proteggendo dall’irraggiamento diretto. Aperti verso il paesaggio, gli uffici sono suddivisi da pareti trasparenti, con pochi elementi fissi e geometrie coordinate che restituiscono un’elevata flessibilità.

Le aree verdi migliorano la qualità sensoriale, favoriscono l’illuminazione naturale e permettono di integrare momenti di relax e incontro nella vita lavorativa. La stretta correlazione tra strutture artificiali e naturali stimola il benessere e promuove relazioni, creatività e senso di appartenenza.

La parola al progettista

Abbiamo chiesto all’ing. Marco Zoppo Vigna, Responsabile del progetto degli impianti meccanici per Ariatta Ingegneria dei Sistemi, quali soluzioni distinguono gli impianti di climatizzazione:

«Il comfort termoigrometrico è assicurato dall’uso di terminali generalmente a bassa temperatura, selezionati in funzione delle tipologie e delle caratteristiche dei diversi ambienti. La produzione dei fluidi è affidata a unità polivalenti che, durante le stagioni di transizione, consentono di incrementare significativamente l’efficienza di generazione. Oltre a queste soluzioni, la pompa di calore booster per l’ACS interviene per aumentare il contenuto termico dell’acqua calda prodotta dalle unità polivalenti, perciò nelle stagioni di transizione e nel funzionamento estivo il sistema è caratterizzato da assorbimenti di energia estremamente contenuti».

Quali scelte impiantistiche hanno contribuito al contenimento dei consumi energetici?

«Il ricorso alle unità polivalenti comporta la produzione di acqua calda a basso contenuto termico, destinata all’alimentazione dell’impianto di riscaldamento. Inoltre l’incremento del salto termico tra andata e ritorno, rispetto ai valori tradizionalmente utilizzati per l’acqua calda e refrigerata, ha permesso di ridurre le portate dell’acqua in circolazione e, di conseguenza, gli assorbimenti elettrici delle elettropompe».

Generalità sul progetto degli impianti

Realizzato con strutture portanti dalla notevole luce libera (circa 24,5 m) e con componenti costruttivi prevalentemente assemblati a secco, il compatto volume edificato è un NZEB che massimizza gli apporti passivi (luce, aria, calore) per ridurre al minimo le emissioni climalteranti e limitare le risorse per gestione e manutenzione.

Grazie al concept bioclimatico e all’esteso ricorso al free cooling, nelle stagioni di transizione gli ambienti possono essere ventilati in modo naturale e senza ricorrere ai generatori termofrigoriferi. I terminali in ambiente sono prevalentemente di tipo radiante a soffitto, con pannelli fonoassorbenti per facilitare il controllo acustico.

Presente in ogni aspetto del FTC, la tecnologia non è mai ostentata, ma sempre integrata in un’architettura riconoscibile e rassicurante: tutte le parti tecniche e gli impianti sono integrati nelle facciate, celati all’interno del mezzanino tecnico e, ove visibili, accuratamente dissimulati dall’immagine complessiva.

La progettazione degli impianti meccanici ed elettrici è stata curata da Ariatta Ingegneria dei Sistemi, con l’obiettivo di raggiungere livelli di efficienza di produzione, distribuzione ed emissione esemplari, garantendo un elevato livello di comfort agli utilizzatori del fabbricato. Allo scopo sono stati previsti fra l’altro generatori termofrigoriferi polivalenti, elettropompe comandate da inverter e impianti di climatizzazione di tipo radiante.

La progettazione con sistemi BIM ha svolto un ruolo fondamentale. La committenza era infatti interessata non solo alla gestione ottimizzata del processo costruttivo, caratterizzato dalla prefabbricazione della maggior parte dei componenti, ma anche della successiva gestione integrata dell’edificio.

Attraverso tutti gli elementi in campo (sensori, attuatori, regolatori, quadri, ecc.), il BMS provvede a tutte le attività di supervisione, gestione, programmazione e controllo del funzionamento degli spazi e degli impianti meccanici, elettrici e speciali (illuminazione, rilevazione incendio, antintrusione, controllo accessi, TVCC, EVAC, citofono, ecc.), mediante software appositamente sviluppato da integratori certificati. Tutti i componenti del sistema sono basati su sistemi aperti e utilizzano protocolli non proprietari.

Centrale e sottocentrale termofrigorifera

L’impianto di climatizzazione è dimensionato per utilizzare acqua a:

• 45 °C e 8 °C, per il circuito primario (ΔT }6 °C);
• 45 °C (-9 °C) e 18,5 °C (+3 °C), per il circuito secondario dei pannelli radianti a pavimento nella hall;
• 45 °C e 8 °C (}6 °C), per il circuito secondario di UTA, batterie di post-riscaldamento, ventilconvettori e radiatori (solo riscaldamento) negli uffici;
• 37 °C (-4 °C) e 15 °C (+2 °C), per il circuito secondario dei pannelli radianti a soffitto negli uffici.

La produzione dei fluidi termovettori è demandata a 2 unità polivalenti del tipo aria/acqua, posizionate nell’area tecnologica esterna all’edificio e collegate alla sottocentrale, situata nel mezzanino tecnico, che ospita le elettropompe e tutte le apparecchiature necessarie al funzionamento degli impianti.

Le unità polivalenti (ciascuna 450 kWt, 730 kWf) sono dimensionate per fronteggiare ciascuna il 70% del carico termico totale, considerando i recuperi operati sulle UTA al servizio degli uffici. La temperatura di mandata è regolata automaticamente, mediante parzializzazione a gradini dei compressori e modulazione della portata delle elettropompe. L’impianto è predisposto per un ulteriore gruppo frigorifero al servizio del laboratorio climatizzato al piano terra.

Nella sottocentrale i circuiti secondari sono attestati su collettori di mandata e ritorno distinti per acqua calda e refrigerata, ciascuno con elettropompe gemelle (una attiva e una in stand-by) a portata variabile. Il controllo della temperatura di mandata è affidato valvole motorizzate modulanti a 3 vie. Realizzate con tubazioni termoisolate in acciaio nero (fino a DN50) e multistrato pre-isolate, le reti di distribuzione dei fluidi si diramano dal mezzanino tecnico con stacchi verticali che, quando necessario, percorrono cavedi tecnici e vani a controsoffitto e a parete per raggiungere i terminali. Ogni diramazione comprende valvole (a seconda dei casi: motorizzate a 2 vie, modulanti a 3 vie, intercettazione, taratura, bilanciamento), filtro, ecc..

Soluzioni per il comfort

Le tipologie degli impianti di climatizzazione e ventilazione sono differenti a seconda degli ambienti serviti.

La hall d’ingresso dispone di pannelli radianti a pavimento con integrazione termica dall’impianto a tutt’aria: l’immissione avviene mediante diffusori ad alta induzione (a soffitto) e ugelli a lunga gittata (a parete), mentre la ripresa è affidata a griglie a parete. Una lama d’aria a lancio verticale, a tutto ricircolo e senza batteria termica, protegge la bussola.

Uffici e sale riunioni al piano terra, laboratori (climatizzato controllo umidità e metrologico) e sale (piegature e stampa, modelli statici e dinamici) sono climatizzati con ventilconvettori a soffitto (a 4 tubi). Tutti questi ambienti dispongono di ventilazione ad aria primaria, con immissione e ripresa tramite diffusori lineari orientabili, posti lungo il perimetro dei locali ed equipaggiati con silenziatori per contenere il “cross talking”.

Nell’officina e negli altri spazi tecnico-operativi è installato un impianto a tutt’aria, con immissione tramite ugelli a lunga gittata a parete e bocchette bifilari e con ripresa attraverso griglie poste su canali a parete. Anche in questo caso lame d’aria a lancio orizzontale, a tutto ricircolo e senza batteria, proteggono i portoni destinati all’accesso veicolare dalle rientrate d’aria.

Gli uffici al primo piano (open space e singoli, compresi i corridoi) sono equipaggiati con pannelli radianti a soffitto (4 tubi) e con aria primaria. Gli uffici con pareti esterne e soggetti a carichi termici più elevati (sale riunioni, buvette, ecc.) dispongono di ventilconvettori per l’integrazione del fabbisogno.

La control room e i locali tecnici (server, parti comuni, batterie UPS e soccorritori, ecc.) sono dotati di unità mono-split a espansione diretta (solo per raffreddamento) e relative motocondensanti, queste ultime installate nel mezzanino tecnico. La control room dispone di aria primaria, mentre gli altri locali tecnici sono serviti dalla sola estrazione dell’aria, estesa anche ad archivi, magazzini (esclusi quelli dell’officina) e ripostigli.

In generale i servizi igienici sono climatizzati con pannelli radianti a soffitto (4 tubi), tranne quelli dell’officina che dispongono di un impianto di riscaldamento a radiatori.

Trattamento dell’aria

La ventilazione meccanica è articolata in impianti dedicati alle diverse aree dell’edificio, attestati su UTA ubicate nel mezzanino tecnico che, quando consentito dalle condizioni meteorologiche, possono operare in modalità free-cooling. Tutte le UTA dispongono di presa ed espulsione dell’aria situate sulle facciate contrapposte dell’edificio e sono composte da:

• serrande (tagliafuoco, intercettazione, taratura, ecc.) e silenziatori su tutti i canali (presa, mandata, ripresa, espulsione);
• prefiltro e filtro a tasche;
• predisposizione per l’inserimento di filtro a carboni attivi;
• ventilatori (ripresa, mandata) con inverter;
• camere di smistamento (aria ricircolata/espulsa) e di miscela (aria esterna/ricircolata);
• batterie (pre-riscaldamento, raffrescamento);
• separatore di gocce e raccolta condensa.

Le UTA al servizio degli uffici sono dotate anche di batterie di post-riscaldamento e di recuperatori di calore di tipo entalpico. In dettaglio si hanno:

• 1 UTA per la hall (mandata 15.000 m³/h), chiamata a garantire un adeguato livello di comfort nella parte inferiore dell’ambiente e, nella stagione invernale, a mantenere la sovrappressione necessaria a contrastare le rientrate d’aria fredda;
• 2 UTA per gli uffici (mandata complessiva 20.000 m³/h);
• 2 UTA per l’officina (mandata complessiva 55.000 m³/h).

Il progetto ha previsto la possibilità di installare ulteriori UTA, dedicate al laboratorio climatizzato controllo umidità e all’area test dell’officina. Per facilitare le operazioni di installazione sono stati inseriti dei varchi lungo la parete esterna del mezzanino tecnico, delimitati da portoni.

Le reti di distribuzione dell’aria sono realizzate con canalizzazioni in lamiera d’acciaio zincata termoisolata, che transitano nei cavedi verticali di distribuzione e si ramificano verso gli ambienti con:

• serrande motorizzate CAV (per gli uffici) e silenziatori;
• serrande motorizzate VAV e batterie di postriscaldamento (per le sale riunione e in generale i locali ad alto tasso di affollamnto) e silenziatori.

I tratti terminali di mandata e ripresa sono dotati, ove necessario, di serrande (tagliafuoco, taratura, ecc.), plenum e canali flessibili fonoisolati.

L’impianto idrico-sanitario

Attestato sul contatore dell’acquedotto pubblico, l’impianto prende origine da una tubazione interrata in pehd che rifornisce la centrale idrico-sanitaria situata al piano terreno, che comprende disconnettore idraulico, riduttore di pressione e filtri dissabbiatori autopulenti automatici, con predisposizione per l’installazione di un serbatoio pre-autoclave con gruppo di pressurizzazione. Sul collettore generale sono derivati gli stacchi delle utenze generali dell’acqua potabile, il riempimento degli impianti e la centrale dell’ACS, tutti equipaggiati con contatori volumetrici.

Le reti di distribuzione sono realizzate con tubazioni in acciaio zincato (fino al DN50) e in multistrato, opportunamente termoisolate. La produzione dell’ACS è affidata a una pompa di calore booster (46,7 kWt) e alle elettropompe (circolazione e ricircolo), che riforniscono il serbatoio inerziale (1.000 l) con acqua fino a 65 °C; quindi uno scambiatore di calore alimenta il bollitore (1.000 l) per la preparazione finale a 42 °C.

La pompa di calore booster è alimentata (lato circuito primario) dall’acqua calda prodotta dalle unità polivalenti. L’acqua destinata al bollitore è trattata con dosaggio di prodotti disinfettanti, con predisposizione per l’installazione di sistemi di dosaggio di prodotti antincrostanti e antifilmanti. Sul ritorno del circuito di ricircolo si trovano il sistema per la sterilizzazione dell’acqua con lampada a raggi ultravioletti e la predisposizione per il dispositivo anti-legionella.

Le acque piovane provenienti dalla copertura sono raccolte in un serbatoio (60 m3) prossimo al locale tecnico esterno e sono riutilizzate per l’irrigazione delle aree verdi. Gli scarichi di lavandini e docce sono convogliati al sistema di trattamento, composto da serbatoi interrati con filtrazione a membrana, per l’accumulo e il rilancio verso la rete duale che alimenta le cassette di scarico. In caso di necessità è prevista l’alimentazione con acqua di pozzo.

Altri impianti meccanici

Il carattere tecnico delle attività accolte nell’edificio ha imposto la previsione di una fitta rete di espulsione dell’aria, composta da valvole, griglie e silenziatori raccordati mediante canali ai ventilatori installati nel mezzanino tecnico, per:

• laboratorio climatizzato controllo umidità, con rete attestata sulla cappa;
• locali server, batterie UPS e soccorritori, con doppio ventilatore e serranda a gravità;
• carpenteria, con rete che prende origine dai bracci articolati autoportanti completi di cappa e serranda di parzializzazione, situati sopra l’area per la saldatura;
• area idro-pulitrice, locali tecnici, plotter, archivi e ripostigli, spogliatoi e servizi igienici.

I locali per il trasformatore e per l’impianto dell’aria compressa, come le aree per il lavaggio e per le unità moto-condensanti nel mezzanino tecnico, sono serviti da ventilatori assiali installati a parete. Sono stati inoltre predisposti i canali per raccordare le cappe da installare in buvette, area break e locale catering.

La protezione dagli incendi è affidata a impianti distinti del tipo:

• a idranti, per l’area esterna e la maggior parte degli spazi interni all’edificio, con collegamento ai gruppi di pompaggio e alla riserva idrica del vicino stabilimento;
• sprinkler, differenziato per l’officina meccanica con relative pertinenze e per le aree di stoccaggio (deposito, ecc.);
• ad aerosol, per l’archivio.

Il mezzanino tecnico ospita anche la centrale dell’impianto per l’aria compressa e la predisposizione per l’installazione di un impianto per il vuoto. L’aria compressa è prodotta da 2 compressori, con relativi serbatoi di accumulo, essiccatore con linea di scarico della condensa e centraline elettroniche. La rete principale, del tipo ad anello, è al servizio dell’officina ed è realizzata con tubazioni in alluminio con stacco valvolato per futuri allacciamenti.