L'edificio

L'edificio a stecca sorge su un'area che declina verso una larga valle e si sviluppa, secondo l'orientamento ottimale dell'edilizia bioclimatica, lungo l'asse Est-Ovest per sfruttare al massimo la radiazione solare sulla facciata più estesa, rivolta a Sud.

Il clima è temperato continentale (2454 gradi-giorno), caratterizzato da una temperatura media giornaliera di 1,3 °C in gennaio e di 20 °C in luglio e una radiazione media giornaliera su superficie orizzontale di 8400 kJ/m2, nella stagione di riscaldamento.

Il fabbricato è costituito da 4 corpi:

• il corpo A (2500 m³), destinato a uffici e sala conferenze, si articola su due piani fuori terra e un piano interrato;
• il corpo B (4700 m³), destinato a uffici e laboratori, si articola su tre piani fuori terra;
• il corpo C (1400 m³) è costituito da un unico spazio a doppia altezza, destinato a laboratorio;
• il corpo D (1200 m³), costituito da due aree tra loro integrate, è destinato ad atrio di accesso principale.

Il sistema di climatizzazione è composto da distinti sotto-sistemi d’impianto alimentati da fonti tradizionali, energia termica da impianti solari e da cogenerazione.

In particolare il sistema è costituito da:

• un banco di collettori ad aria integrati nella facciata Sud del corpo A e asserviti ad un accumulo di calore sensibile su letto di mattoni forati;
• un sistema di camini solari integrati sulla faccia Sud del corpo B;
• tre collettori solari continui ad acqua che costituiscono la copertura Sud dei tre shed del corpo B, e servono una vasca d'acqua (350 m³) per l'accumulo interstagionale;
• un allacciamento, tramite scambiatore, alla rete di acqua surriscaldata dal cogeneratore del CCR;
• un allacciamento, tramite scambiatore, alla rete di acqua refrigerata del CCR;
• una pompa di calore reversibile integrata all'accumulo interstagionale ad acqua e al vettore di acqua industriale del CCR (temp. 12 °C);
• un’unità di trattamento aria (con recuperatore di calore) per la climatizzazione del corpo A;
• un impianto a ventilconvettori per i corpi B e D;
• un impianto di aerotermi per il corpo C.

L'ottimizzazione del funzionamento degli impianti per il riscaldamento invernale, sia dal punto di vista termodinamico che dei costi di produzione dell'energia termica, prevede l'utilizzo delle fonti energetiche secondo la seguente priorità:

1. utilizzo del calore dell'impianto solare attivo ad aria e accumulo a letto di mattoni per soddisfare il fabbisogno termico del corpo A;
2. utilizzo del calore prodotto dai camini solari per coprire parte del carico termico del corpo B;
3. utilizzo dell'energia presente nell'accumulo interstagionale per soddisfare il fabbisogno termico dei corpi B e D;
4. se non è utilizzabile il calore da fonte solare previsto in 1, 2, 3, si utilizza l'energia fornita dalla pompa di calore utilizzando la più calda delle due sorgenti disponibili (accumulo interstagionale e acqua industriale del CCR) per soddisfare il fabbisogno termico dei corpi B e D, e l'acqua surriscaldata del Centro per il corpo A;
5. se i due accumuli sono scarichi e la pompa di calore non è in grado di far fronte al fabbisogno (per guasto, manutenzione ecc.) si utilizza temporaneamente il calore fornito dalla rete di acqua surriscaldata del CCR.

6. La climatizzazione del corpo C è comunque garantita dall'acqua del CCR surriscaldata o refrigerata, a secondo delle stagioni.

   Nella stagione estiva le fonti energetiche vengono sfruttate per il raffrescamento secondo le seguenti priorità:

   1. circolazione dell'aria esterna fresca nei camini solari durante la notte, con il conseguente raffrescamento delle masse strutturali interne;
   2. sfruttamento della pompa di calore con la temperatura di evaporazione più alta possibile e di condensazione più bassa possibile, compatibilmente con l'esigenza di soddisfare il carico frigorifero e di cedere il calore all'accumulo interstagionale;
   3. cessione del calore di condensazione all'acqua industriale del CCR quando la vasca di accumulo interstagionale non può ricevere calore, oppure la pompa di calore ha raggiunto il limite di temperatura di condensazione oltre il quale la resa frigorifera non soddisfa il carico.

Nell'edificio si è data particolare importanza all'ottimizzazione del funzionamento degli impianti al fine di minimizzare i consumi di energia non rinnovabile, mantenendo un livello accettabile di comfort termico indoor. Il minimo consumo di energia pregiata viene conseguito attraverso l'analisi dinamica del probabile risparmio ottenibile mediante ognuna delle attuabili strategie di gestione energetica. Tale controllo avviene attraverso un sistema di regolazione automatica centralizzato che consente di individuare, in ogni istante, la fonte di energia più economica.

Il sistema di regolazione si compone di rilevatori, attuatori e programmi di elaborazione dati che possono svolgere le seguenti funzioni:

• regolazione automatica, in tempo reale, degli impianti di climatizzazione;
• controllo delle funzioni dell'impianto ed attivazioni di allarmi in caso di anomalie;
• archiviazione delle informazioni necessarie per il controllo, per il risparmio energetico e per l'analisi di guasti;
• gestione automatica dell'impianto ai fini del risparmio energetico (cicli programmati, avviamento e spegnimento ottimizzati, scelta della fonte energetica più conveniente, ecc.); il sistema è configurato con architettura a intelligenza distribuita, con possibilità di rendere operanti, nelle unità di elaborazione periferiche, le funzioni semplici di risparmio energetico: cicli programmati, avviamento e spegnimento ottimizzati.

Con la pompa di calore ferma e scambiatore di acqua refrigerata attivo, si ottiene un rilevante risparmio di acqua industriale, dovuto al mancato raffreddamento degli organi meccanici della pompa di calore.