Ottimizzazione degli spazi tecnici, cogenerazione e prefabbricazione: grazie a queste strategie la riconversione della Battersea Power Station, iconica centrale elettrica londinese, ha soddisfatto i requisiti del nuovo programma funzionale.
La centrale elettrica di Battersea è uno degli ultimi grandi simboli del passato industriale di Londra. L’inconfondibile struttura è finalmente tornata in uso dopo anni di abbandono e ha aperto le sue porte al pubblico per la prima volta nella storia. La centrale venne concepita nel 1927 dalla London Power Company per soddisfare la domanda di elettricità della capitale e fu progettata da Sir Giles Gilbert Scott, l’architetto della centrale elettrica di Bankside (trasformata nella Tate Modern) e dell’iconica cabina telefonica di colore rosso.
La costruzione avvenne in due fasi: dapprima fu realizzata la metà occidentale, detta Battersea A, con una sala turbine e due camini, che iniziò a generare elettricità nel 1933. La seconda metà entrò in servizio nel 1944, momento in cui fu completato il terzo camino, dando all’edificio il soprannome di “spina a 3 poli”.
La centrale elettrica sopravvisse al blitz dell’aviazione tedesca nel 1941, forse perché i pennacchi di vapore bianco provenienti dai camini fornivano alla Luftwaffe un punto di riferimento per la navigazione. Fu solo nel 1955, quando fu completata la Battersea B, ovvero la metà orientale con il quarto camino, che l’edificio acquisì il suo familiare profilo (figura 1). I camini erano necessari per disperdere i gas di scarico delle caldaie alimentate a carbone polverizzato della centrale elettrica, che generavano il vapore che muoveva le gigantesche turbine per fornire un quinto dell’elettricità di Londra. Al suo apice, la capacità di generazione totale della centrale era di 509 MW.
Battersea Power Station, dalla dismissione alla riconversione
Nel corso della sua storia la centrale elettrica di Battersea è stata uno degli elementi più riconoscibili dello skyline di Londra, fino a apparire sulla copertina dell’album Animals dei Pink Floyd del 1977, fotografata con l’enorme maiale gonfiabile della band che volava tra i camini. Tuttavia, con l’aumento dei costi operativi e il calo della produzione con l’avanzare dell’età, la Battersea A chiuse i battenti nel 1975 mentre la Battersea B fu dismessa nel 1983 (figura 2). La sfida divenne allora che cosa fare di questo gigantesco edificio in mattoni.
Nei quattro decenni trascorsi da quando la centrale ha cessato di produrre energia, numerosi tentativi di sviluppare il sito sono falliti. Al suo smantellamento aveva infatti fatto seguito una serie di proposte, rimaste tutte senza seguito. Tra queste sono da ricordare il progetto di trasformarla in un parco divertimenti, nella sede permanente della compagnia di spettacoli Cirque du Soleil, in un parco pubblico e persino nello stadio della squadra di calcio del Chelsea. Finalmente, nel 2012 un consorzio di società malesi ha acquistato l’area abbandonata per trasformare la centrale elettrica e il sito circostante in un progetto di sviluppo ad uso misto che comprende edifici residenziali, negozi, uffici e spazi per il tempo libero e che alla fine è risultato essere uno dei più grandi progetti di rigenerazione in Europa.
Il programma di riqualificazione prevedeva tre diverse fasi di sviluppo. Nell’ambito della Fase 1, conosciuta come Circus West Village, è stato completato nel 2017 un nuovo edificio alto 17 piani e lungo più di 300 metri destinato principalmente a residenze per più di 2000 persone in 753 appartamenti, con annessi negozi e uffici. L’intervento principale è stato quello della Fase 2 per la quale nel 2013 lo studio di architettura WilkinsonEyre e gli ingegneri di ChapmanBDSP sono stati incaricati del progetto di restauro e riconversione della centrale elettrica.
La Fase 3, relativa al Prospect Place e all’Electric Boulevard, una nuova strada principale pedonale, è attualmente in costruzione e prevede la costruzione di altri immobili residenziali progettati da archistar come Frank O. Gehry e Norman Foster, oltre a nuovi spazi commerciali e a un hotel.
Il nuovo programma funzionale
L’obiettivo dell’intervento di riconversione della centrale elettrica è stato quello di inserire una serie di nuove funzioni preservando le caratteristiche storiche e il carattere dell’edificio. Al centro del progetto c’è la Boiler House, che ora ospita tre piani di spazi destinati a negozi e svago. Al terzo piano si trovano un cinema multisala, uno spazio per eventi per 2000 persone e uffici per il lavoro flessibile. I piani dal quinto al decimo ospitano invece uffici su una superficie di 46.000 m2.
Le nuove residenze sono posizionate sulla copertura attorno a un giardino quadrato sopra la Boiler House, nonché su entrambi i lati della centrale elettrica. Le 253 unità immobiliari comprendono appartamenti e attici (detti “Sky Villas) (figura 3).
Sui due lati della Boiler House, a est e a ovest, si trovano le due gigantesche sale delle turbine che ora ospitano tre piani di negozi, ristoranti e spazi per eventi speciali (figura 4). Gli interni delle due sale riflettono le loro diverse epoche di costruzione: la Sala A presenta finiture in stile art déco degli anni 30, con lesene scanalate e piastrelle color crema (figura 5), mentre la Sala B, costruita dopo la seconda guerra mondiale, presenta uno stile più industriale.
Adiacenti alle sale delle turbine sono ubicate le sale di controllo originali che sono state meticolosamente restaurate, mentre accanto a ciascuna delle sale delle turbine si trovano gli ex quadri di comando (Switch House) dove sono stati ricavati altri appartamenti residenziali. I visitatori possono salire a bordo di un ascensore di vetro fino sulla cima del camino nordovest per godere della vista di Londra, a 109 metri di altezza.
I nuovi impianti
L’iconico landmark era classificato come edificio storico vincolato, il che significa che doveva essere preservato durante la sua riqualificazione. Le sfide più grandi in termini di impianti sono state quelle di massimizzare le aree nette affittabili e di garantire la conformità con i requisiti di classificazione vincolata. Inoltre, nella progettazione si è dovuto tenere conto anche del fatto che la centrale era stata costruita in due metà, a decenni di distanza l’una dall’altra.
La soluzione più originale è stata quella di prevedere un nuovo gigantesco locale tecnico a doppia altezza che occupa quasi l’intero quarto piano della centrale. Il locale è destinato a contenere le unità di trattamento dell’aria ed è stato inserito tra i piani al centro dell’edificio per ragioni commerciali.
L’ubicazione nel cuore della struttura ha infatti permesso di sfruttare al massimo la superficie in pianta affittabile dato che dalla centrale salgono e scendono condotti di dimensioni più contenute per la distribuzione dell’aria, che invece sarebbero state molto più grandi se le UTA fossero state poste sulla copertura. Questa soluzione presenta anche il vantaggio di aver completamente liberato la copertura dagli impianti, lasciando spazio pregiato per realizzare le residenze. In totale la centrale tecnica ospita più di 25 UTA.
Le griglie per la presa dell’aria di ventilazione sono situate sulla parete del lato occidentale a livello del pavimento, mentre le griglie di espulsione sono nascoste nei giardini pensili sopra la sala turbine, sul lato est del locale impianti. Condotte e tubazioni sono distribuite tramite montanti nascosti nelle torri rettangolari che formano la base di ciascuno dei quattro camini e in quattro nuovi cavedi costruiti intorno ai nuclei di servizio posti al centro dell’edificio per ospitare ascensori e scale.
Coordinare i vari impianti e le tubazioni con la nuova struttura portante che ora riempie lo spazio è stata una vera sfida. Il coordinamento è stato reso possibile dal fatto che il progetto è stato sviluppato in BIM. Una delle principali difficoltà del progetto degli impianti è stata legata al fatto che non vi sono ripetizioni in termini di cavedi e di piante tra i diversi livelli, di conseguenze tutto è stato sviluppato su misura per adeguarsi all’edificio vincolato.
Il controllo del microclima
Il progetto elimina la necessità di impianti di riscaldamento e raffreddamento per servire i due centri commerciali che ora occupano le sale turbine e che fiancheggiano l’edificio principale della Boiler House. La massa termica, gli apporti solari provenienti dai lucernari e il calore proveniente dalle unità commerciali garantiscono infatti il benessere dei visitatori in inverno.
Mediante la modellazione termica delle due sale turbine è stato possibile dimostrare che, anche in assenza di impianti di riscaldamento, il comfort termico è in linea con le linee guida CIBSE, il che consente di risparmiare sui costi dell’impianto e sul consumo di energia. Entrambe le sale turbine sono dotate di un impianto SEFFC con ventilatori per l’estrazione del fumo posizionati in alto per l’espulsione in caso di incendio. Questo impianto fornisce un altro esempio dell’approccio adottato per fornire valore al progetto.
Invece di installare un impianto di ventilazione aggiuntivo sulla copertura, è stato previsto di utilizzare i ventilatori destinati all’estrazione dei fumi per aumentare le portate di ventilazione, provvedendo a far entrare l’aria attraverso le porte principali e a scaricarla attraverso il tetto. Poiché il regolamento edilizio richiede che venga fornita aria di ricambio alle sale turbine, è stato concordato con le autorità preposte che siano utilizzati sensori di CO₂ per far funzionare i ventilatori di estrazione dei fumi con una portata ridotta nell’improbabile caso in cui ci siano così tante persone all’interno nelle sale turbine che i livelli di CO₂ aumentino in modo significativo.
Adiacenti alle sale turbine si trovano le centrali di controllo originali, con le loro pareti di manopole e quadranti che ora brillano come nuove. La sala di controllo A (figura 6) è la più impressionante, con i quadri degli interruttori etichettati con nomi di luoghi mitici come Carnaby Street, illuminati da un soffitto in vetro decorato in stile art déco. Ora lo spazio è aperto al pubblico soltanto per eventi privati.
La sala di controllo B, costruita successivamente, ha invece un design più industriale e ora è un bar aperto tutto il giorno (figura 7). Originariamente questi spazi erano ventilati naturalmente. Tuttavia, poiché entrambe le centrali di controllo erano classificate come vincolate, ora gli spazi vengono riscaldati e raffreddati utilizzando aria fornita attraverso le griglie esistenti poste nella parte alta dello spazio.
Il nuovo polo energetico
Il fabbisogno di energia elettrica, termica e frigorifera dell’edificio della Battersea Power Station è soddisfatto da un nuovo polo energetico situato ai piani interrato con una superficie totale di 7000 metri quadrati suddivisa su due livelli. Il polo è dotato di tre cogeneratori a gas, di cui due da 2 MW elettrici e uno da 3,3 MW e di tre caldaie a gas da 10 MW. Inoltre, sono stati previsti sette serbatoi di accumulo termico da 60 m3 e sei chiller con potenza frigorifera complessiva di 4 MW.
La capacità totale è di 42,75 MW termici, 30 MW frigoriferi e 7,3 MW elettrici. Grazie alla produzione combinata di elettricità e di calore di scarto i progettisti hanno che questa soluzione consente di ottenere una riduzione delle emissioni di CO₂ pari a 5000 tonnellate all’anno.
I condotti di scarico delle caldaie e dei motori dei cogeneratori utilizzano i camini nordest e sudovest della centrale. La rete di teleriscaldamento e teleraffreddamento si sviluppa su una lunghezza totale di circa 6,4 km e distribuisce acqua calda a bassa temperatura e acqua refrigerata utilizzando pompe a portata variabile.
Oltre al polo energetico, il piano interrato ospita le 19 sottostazioni elettriche. Invece di prevedere generatori di riserva, è stato risparmiato spazio prevedendo due alimentazioni elettriche separate. Il carico elettrico di 14 MW è fornito da due forniture da 7 MW provenienti dalla sottostazione di Stewarts Road. Le caratteristiche della centrale tecnica sono state progettate su misura tenendo in considerazione la costruzione in più fasi dello sviluppo complessivo in modo da aumentare di taglia e aggiungere ulteriori infrastrutture e collegamenti agli edifici man mano che questi sono stati costruiti. Ciò consente all’energia di essere disponibile solo quando è richiesta la domanda garantendo un’elevata efficienza.
La suddivisione su due livelli si è resa necessaria date le grandi dimensioni fisiche delle varie apparecchiature. Inoltre, a causa dello spazio necessario, l’ubicazione al piano interrato, piuttosto che in un edificio autonomo fuori terra, è risultata l’opzione ottimale per sfruttare al massimo l’area del sito da destinare a residenze, unità commerciali e spazi verdi. Altri vantaggi della posizione al piano in terrato sono stati quello di nascondere la centrale alla vista dei residenti e di ridurre l’impatto acustico.
La posizione interrata ha peraltro reso necessario prevedere una soluzione per la ventilazione. A tale scopo sono state progettate grandi aperture a livello del piano terra per fornire una superficie libera per l’aerazione e l’estrazione dei fumi, oltre a plenum posizionati sopra la centrale. Per aumentare l’efficienza del sistema è stato realizzato un pozzo di emungimento di acqua di falda che viene poi trattata in serbatoi di accumulo e utilizzata nel sistema.
Il polo energetico è suddiviso in zone e livelli destinati alle diverse funzioni di produzione di energia termica e frigorifera, generazione e distribuzione di elettricità, pompe per la distribuzione dei fluidi, trattamento dell’acqua, il tutto contenuto all’interno dell’edificio. L’unica eccezione è il polo energetico realizzato a servizio della Fase 1, che non fornisce più riscaldamento e acqua calda sanitaria in modo autonomo, ma è invece collegato a quello principale per aumentare la resilienza della rete.
I profili termici sono stati analizzati in modo da realizzare un sistema che potesse far fronte al carico crescente mediante un approccio flessibile in grado di adattarsi alla natura mutevole dello sviluppo. Il polo energetico è stato realizzato in due fasi: in un primo tempo sono stati installati due cogeneratori da 2 MW, due caldaie da 10 MW e tre chiller da 4 MW, mentre nella seconda fase sono stati aggiunti la terza caldaia da 10 MW, il cogeneratore da 3,3 MW e gli altri 3 chiller da 4 MW.
L’impianto è stato realizzato calando sui due livelli interrati le varie apparecchiature smontate in sezioni attraverso la copertura del locale tecnico. Di conseguenza è stato necessario considerare che questo percorso restasse sempre libero per la movimentazione. A tale scopo la progettazione delle tubazioni e dei sistemi di ventilazione presenti all’interno del polo energetico ha garantito che quest’area non fosse occupata in modo da permettere futuri interventi di installazione degli impianti.
Gli impianti per le residenze
Le unità residenziali sono dotate di impianti di climatizzazione composti da pannelli radianti a pavimento per il riscaldamento e da fan coil per il raffrescamento. Inoltre, è stato previsto un sistema di ventilazione autonomo basato su unità VMC a recupero di calore (figura 8).
La caratteristica più innovativa è costituita dal fatto che ogni appartamento è dotato di un modulo prefabbricato che contiene sia l’unità per la fornitura dei fluidi termovettori per l’impianto di climatizzazione e per l’acqua calda sanitaria, mediante interfaccia con il sistema di distribuzione dei fluidi, sia l’unità VMC (figura 9).
Il modulo è anche già dotato del collettore per l’alimentazione di tutti i circuiti, con la relativa regolazione, e del contabilizzatore dei consumi. Grazie all’impiego di moduli preassemblati e già collaudati è stato possibile ridurre notevolmente sia i tempi di installazione sia le fasi di taratura, eseguite in fabbrica.
In totale all’interno delle unità residenziali sono stati installati 722 fan coil, di tipo canalizzato per installazione orizzontale nel controsoffitto oppure verticale nascosti a parete. L’efficienza energetica è stata un fattore chiave nella scelta dei modelli. I fan coil sono dotati di regolazione della capacità sia lato acqua con valvole a 2 vie sia lato aria con motori EC ad alta efficienza. Le potenze specifiche dei ventilatori sono rispettivamente di soli 0,16 e 0,14 watt per l/s.
Un altro elemento importante nella scelta sono stati i bassi livelli sonori che dovevano soddisfare gli stringenti requisiti del progetto, con valori massimi di NR 25 per le camere da letto e di NR 30 per la zona giorno. Grazie alla presenza di plenum di attenuazione integrati sulla mandata e sul ricircolo dell’aria è stato possibile ridurre ulteriormente i già bassi livelli sonori. Il modello canalizzato orizzontale fornisce riscaldamento e raffreddamento sia agli immobili residenziali sia alle zone commerciali. Presenta una profondità di 270 mm e può essere montato orizzontale a soffitto, verticale a parete oppure a pavimento.
