Università di Pisa
Scuola di Dottorato in Ingegneria “Leonardo da Vinci”
Programma di Dottorato in
SCIENZE E TECNICHE DELL’INGEGNERIA CIVILE
Ciclo XXVI
Tesi di Dottorato di Ricerca
La diagnosi energetica di strutture sportive: dall’analisi dei requisiti
funzionali al rilievo dei consumi energetici effettivi.
Il caso di studio del Centro Universitario Sportivo di Pisa.
Autore:
Dott. Ing. Giulia Romei
Relatori:
Prof. Ing. Massimo Dringoli
Dott. Ing. Francesco Leccese
Anno 2014 SSD
ING-IND/11
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Sommario
Introduzione ... 7
1. L’architettura delle strutture sportive ... 9
1.1 Edifici sportivi nel passato ... 12
1.2. Attuali requisiti delle strutture sportive ... 19
2. La normativa tecnica relativa agli impianti sportivi ... 27
2.1 Requisiti dimensionali, funzionali e distributivi ... 27
2.2 Requisiti di sicurezza e prevenzione incendi ... 28
2.3 Prestazioni energetiche ... 29
2.4 Requisiti illuminotecnici ... 30
2.5 Requisiti acustici ... 34
3. La diagnosi energetica degli edifici ... 37
3.1 Quadro normativo ... 37
3.2 Metodologia diagnosi energetica edifici... 48
3.3 Diagnosi energetica di edifici sportivi ... 56
4. Il caso di studio del Centro Universitario Sportivo di Pisa (CUS) ... 59
4.1 Inquadramento urbanistico e aspetti architettonici ... 59
4.1.a Strutture sportive al coperto ... 67
4.1.b Strutture sportive all’aperto ... 69
4.1.c Altri edifici ... 72
4.2 Rilievo in opera del sistema di illuminazione e misure illuminotecniche ... 74
4.2.a. Rilievo del sistema di illuminazione ... 74
4.2.b. Misure illuminotecniche ... 79
4.3 Rilievo in opera dei sistemi di produzione di ACS e di climatizzazione ... 86
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4.3.b. Sistemi di climatizzazione ... 91
5. Analisi dei consumi effettivi del CUS Pisa ... 95
5.1 Consumi elettrici ... 95
5.2 Consumi gas ... 99
5.3. Profilo di utilizzo della struttura ... 101
6. Calcolo dei fabbisogni energetici ... 107
6.1 Calcolo dei fabbisogni energetici per illuminazione ... 111
6.2 Calcolo dei fabbisogni energetici per la produzione di ACS ... 120
6.3 Calcolo dei fabbisogni energetici per la climatizzazione invernale ... 126
7. Analisi costi-benefici degli interventi di miglioramento ... 131
7.1. Valutazioni di confronto tra consumi stimati e consumi derivanti da bollettazione .... 131
7.1.a. Consumi di energia elettrica ... 131
7.1.b. Consumi di gas metano ... 135
7.2. Interventi di miglioramento ... 141
7.2.a. Illuminazione con apparecchi a LED ... 146
7.2.b Isolamento termico delle strutture al coperto ... 148
7.2.c. Sistemi di riduzione del flusso di acqua ... 150
7.2.d. Sistemi impiantistici di produzione ACS ... 150
7.2.e.Diversa gestione contratti di fornitura ... 153
Conclusioni ... 155
Bibliografia ... 157
APPENDICI ... 159
A. APPENDICE Misure Illuminotecniche ... 159
B. APPENDICE Strumentazione Misure Illuminotecniche ... 167
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D. APPENDICE Profili di utenza strutture indoor e outdoor ... 185
E. APPENDICE Valutazione fabbisogno energetico per illuminazione ... 191
F. APPENDICE Procedura calcolo indice LENI... 195
G. APPENDICE Determinazione indice LENI per le strutture del CUS Pisa ... 203
H. APPENDICE Metodo di calcolo fabbisogno di energia per produzione ACS ... 207
I. APPENDICE Determinazione fabbisogno energetico per produzione ACS ... 209
J. APPENDICE Metodo di calcolo fabbisogno di energia per climatizzazione invernale .... 215
K. APPENDICE Determinazione fabbisogno di energia per la climatizzazione invernale. Dati climatici della località in esame. ... 223
L. APPENDICE Determinazione fabbisogno energetico per climatizzazione invernale nel CUS Pisa ... 225
M. APPENDICE Intervento di miglioramento di sostituzione degli apparecchi di illuminazione con apparecchi a LED ... 245
N. APPENDICE Intervento di miglioramento dell’involucro edilizio del Palacus ... 257
O. APPENDICE Intervento di miglioramento di installazione di pannelli solari per la produzione di ACS ... 263
ALLEGATI ... 269
1. ALLEGATO Planimetria generale CUS Pisa. ... 269
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Introduzione
Rispondendo a requisiti specifici che garantiscano comfort e condizioni idonee per lo svolgimento delle attività sportive da un lato e condizioni idonee quali visibilità e sicurezza per gli spettatori, le strutture per lo sport moderne sono caratterizzate da consumi energetici notevolmente elevati. In molte strutture diventa centrale e determinante il costo di gestione anziché il costo di realizzazione, da cui l’esigenza recente di realizzare strutture multifunzione in cui spesso non sono accolte solo attività sportive, in modo da ridurre i costi e garantirne un utilizzo più continuativo.
Risulta evidente che, in questa tipologia di edifici, gli aspetti funzionali guidano la progettazione architettonica e determinano carichi elevati a cui fa fronte una complessa e costosa componente impiantistica. Nella logica attuale di riduzione dei consumi energetici per la gestione dei fabbricati, ormai riconosciuta e diffusa sia a livello internazionale, che europeo e italiano, diviene quindi centrale ricercare una riduzione dei consumi energetici degli edifici sportivi.
Per quanto riguarda gli impianti di nuova realizzazione sarà necessario considerare tale aspetto in fase progettuale ricercando una sintesi e integrazione di aspetti architettonici e aspetti impiantistici. Risulta infatti evidente che, se da un lato i requisiti per i quali le strutture per lo sport sono realizzate impongono grandi volumi da riscaldare, ampie superfici disperdenti, elevati consumi di acqua calda sanitaria per gli atleti, impianti di illuminazione che garantiscano elevati prestazioni illuminotecniche, è altresì vero che le stesse ampie superfici offrono possibilità di integrazione con impianti fotovoltaici che possono integrare la produzione di energia elettrica, o ancora le ampie coperture possono accogliere pannelli solari per la produzione di acqua calda sanitaria da fonte energetica alternativa riducendo i consumi di gas metano, o ancora i sistemi impiantistici possono impiegare sorgenti luminose quali LED che comportano una riduzione dei consumi di energia elettrica per l’illuminazione data dalla riduzione di potenza installata, o prevedere una parzializzazione che si adatti a differenti impieghi delle strutture o temporizzatori per lo spegnimento. Un aspetto da non sottovalutare è infatti costituito dal fatto che le strutture sportive di uso misto, di dimensioni sostenute e impiegate da un’utenza varia, presentano la criticità derivante dall’utilizzo in parte incontrollato da parte dell’utenza. Tale uso può comportare il mancato spegnimento degli
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impianti di illuminazione anche in caso di non utilizzo della struttura, l’accensione degli impianti anche quando questo risulta superfluo, l’utilizzo eccessivo dell’acqua calda sanitaria. Agire anche su questi aspetti di gestione può comportare notevoli riduzioni dei consumi energetici. Nella progettazione di nuove strutture quindi risulta fondamentale un’integrazione tra aspetti architettonici quali l’orientamento dei fabbricati, l’involucro edilizio, la scelta dei materiali, la progettazione dell’illuminazione naturale e aspetti impiantistici quali la scelta di sistemi meno energivori, l’installazione di sistemi di produzione di energia da fonti alternative, la gestione degli impianti in funzione dell’utenza.
E’ necessario però sottolineare che in Italia, così come in Europa, date le quantità elevate di impianti esistenti, il problema di riduzione dei costi di gestione si sposta in massima parte su interventi di miglioramento dell’edilizia sportiva esistente.
In questo ambito risulta fondamentale lo strumento della diagnosi energetica , come strumento di analisi omnicomprensivo della struttura sportiva e di sintesi, propositivo di interventi migliorativi valutati sia sotto il profilo tecnico che sotto la loro fattibilità economica. Come più diffusamente trattato nel seguito ed evidenziato dall’applicazione al caso di studio, lo strumento della diagnosi energetica specificatamente per gli impianti sportivi dovrà tenere in considerazione alcune peculiarità di tali strutture già annoverate in precedenza, quali gli elevati consumi per la climatizzazione e ventilazione degli ambienti data da volumi elevati, gli elevati consumi di acqua calda sanitaria, gli elevati consumi elettrici per illuminazione dati soprattutto dall’illuminazione di campi da gioco all’aperto, elevate perdite nella gestione degli usi energetici che può derivare dal mancato controllo dell’utenza.
Sia che si consideri la progettazione di nuovi impianti sportivi che si effettui la diagnosi energetica di impianti esistenti realizzando poi gli interventi proposti, risulta evidente che nelle strutture per lo sport l’aspetto funzionale determina requisiti molto stringenti che costituiscono condizione essenziale alla base dell’esistenza dell’impianto stesso. Nonostante questo aspetto, l’integrazione tra una progettazione architettonica e una progettazione impiantistica specifica possono comportare evidenti miglioramenti sia per strutture di nuova realizzazione che per strutture esistenti, di varia tipologia.
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1.
L’architettura delle strutture sportive
Secondo quanto indicato nelle norme CONI (Comitato Olimpico Nazionale Italiano), con il termine strutture per lo sport si indicano “tutte le strutture realizzate ed attrezzate in modo da
consentire lo svolgimento dell’attività sportiva in condizioni di igiene e sicurezza per tutti gli utenti (atleti, giudici di gara, personale addetto, spettatori) secondo le esigenze connesse al livello di pratica previsto”. Tale definizione include pertanto una notevole varietà di edifici e di
spazi all’aperto atti ad accogliere l’attività sportiva. Tenendo poi presente che la stessa attività sportiva può essere svolta a vari livelli (amatoriale, professionale) e prevedere quindi la presenza unicamente degli atleti (attività di allenamento) oppure di atleti e spettatori, ne consegue che le strutture per lo sport sono caratterizzate da una notevole complessità e variabilità.
Si noti inoltre che il generico requisito richiesto alle strutture per lo sport di “consentire lo
svolgimento dell’attività sportiva in condizioni di igiene e sicurezza”, come trattato più
diffusamente nel seguito, contiene al suo interno vari requisiti specifici e differenti per gli spettatori e per gli atleti: requisiti di sicurezza, servizi, comfort e visibilità per i primi; specifiche e massime condizioni di comfort, specifiche e massime condizioni di visibilità per gli atleti.
Le varie tipologie di strutture per lo sport, tra le quali è possibile citare campi sportivi all’aperto, palestre, centri fitness, piscine, piste di atletica leggera, palazzi dello sport, palazzi del ghiaccio, stadi, complessi polisportivi e impianti sportivi scolastici, sono dunque strutture complesse, ciascuna caratterizzata da peculiarità progettuali e tecnologiche differenti.
E’ comunque da tenere presente che, nonostante la peculiarità che caratterizza le varie strutture sportive, comune a tutte le tipologie è l’articolazione degli spazi, atta a mantenere indipendenti i vari aspetti funzionali.
L’articolazione comune prevede:
- La sezione dell’attività sportiva che comprende uno o più spazi destinati allo svolgimento delle attività sportive (campi, piste, vasche..., relativi percorsi). Per accrescere la funzionalità della struttura, questi spazi possono essere collegati con attività per il tempo libero.
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- La sezione dei servizi di supporto che comprende i locali necessari agli atleti e agli addetti dell’impianto per il buon funzionamento degli spazi sportivi (spogliatoi ed annessi, pronto soccorso, deposito attrezzi, uffici amministrativi, parcheggi..., relativi percorsi).
- Gli impianti tecnici (idrosanitario, riscaldamento, refrigerazione, ventilazione, illuminazione, emergenza, segnalazione, depurazione...). La sezione degli impianti tecnologici ospita tutte le apparecchiature ed i sistemi impiantistici necessari al buon funzionamento della struttura; i tipi e le caratteristiche degli impianti tecnici da considerare variano in relazione alla tipologia del sistema sportivo ed alle sue specificità. Oltre ai sistemi impiantistici tipici, si devono considerare alcuni impianti tecnologici specialistici, come quelli per il trattamento dell’acqua nelle piscine, per la refrigerazione delle piste ghiacciate e per i sistemi di ripresa televisiva. - La sezione per il pubblico che comprende le tribune e i locali destinati a ospitare i sevizi per gli spettatori. La funzionalità di questi spazi deve essere rapportata al livello di spettacolo della struttura sportiva (spazi per il pubblico (posti spettatori, servizi igienici, posto di pronto soccorso, parcheggi..., percorsi). Si tratta di spazi in cui riveste un ruolo fondamentale la gestione dell’esodo, l’impiego di servizi completamente indipendenti rispetto ai servizi a supporto della attività sportiva vera e propria, e la garanzia e lo studio della visibilità dell’attività sportiva.
Nella logica di contenimento dei costi, negli ultimi anni si è inoltre diffusa la tendenza di creare negli edifici sportivi spazi polifunzionali, sia nella realizzazione di nuovi impianti sportivi, che nell’adattamento delle strutture esistenti. Il “trend” attuale è di prevedere per i grandi impianti, oltre agli spazi sportivi con i relativi servizi, ulteriori spazi ausiliari come quelli di ristorazione, sosta, relax, incontro, informazione, servizi commerciali, attività espositive e fieristiche. Il palasport come lo stadio, rappresentano le tipologie che stanno evolvendosi verso soluzioni sempre più complesse e polifunzionali in grado di funzionare a tempo pieno per ospitare eventi di varia natura, che esula da quella sportiva. Per citare un esempio rappresentativo, lo stadio de la Maladière (in Neuchâtel, Svizzera) non è solo uno stadio per il calcio con una capienza di 12.500 posti a sedere, ma è costituito da sei palestre funzionali, un centro commerciale, un nuovo complesso immobiliare, una caserma dei pompieri e un parcheggio interrato di 930 posti auto.
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Un elevato livello di polivalenza è infatti una caratteristica molto spesso richiesta alle strutture per lo sport, dal momento che la polivalenza consente un utilizzo più intensivo della struttura e quindi un ammortizzamento dei costi di realizzazione ma soprattutto di gestione della stessa. Pertanto, per accrescere e ottimizzare l’utilizzo e il livello di polivalenza anche negli impianti di base può essere previsto un numero limitato di posti spettatori per consentire non solo la presenza di accompagnatori durante le attività quotidiane ma anche l’utilizzo dell’impianto per gare sportive o altre manifestazioni. L’ubicazione e la modalità di utilizzazione di tali spazi dovrà essere opportunamente correlata a quella degli spazi destinati all’attività sportiva onde assicurare le necessarie integrazioni ovvero l’assenza di interferenze.
In ogni modo, più che per altre tipologie edilizie, le architetture per lo sport sono caratterizzate dal forte adattamento alle richieste funzionali, che sono in definitiva le cause generative dell’architettura stessa: la componente architettonica ha spazio in un ambito ben delineato e definito dalla necessità di soddisfare specifici requisiti funzionali, differenziati, in aggiunta, per le diverse tipologie di utenti (spettatori e atleti).
Sebbene nel corso degli anni si siano modificati i requisiti legati allo svolgimento dell’attività sportiva e quindi i requisiti richiesti alle strutture atte a contenerne lo svolgimento, in particolare in relazione ai costi di gestione, alla gestione dell’esodo, all’accessibilità, al comfort richiesti alla struttura, è anche vero che taluni requisiti sono l’evoluzione di requisiti del passato, insiti nella funzione stessa della struttura sportiva.
Tra i requisiti del passato, in linea generica, è possibile annoverare la necessità di grandi spazi e grandi luci, la necessità di accogliere grandi quantità di persone ove sono previsti gli spettatori, la necessità di garantire la visibilità agli stessi, la necessità di gestire flussi di persone che non devono interagire e hanno compiti differenti quali gli atleti e gli spettatori, solo per citarne alcuni.
Dal momento che, forse in misura maggiore che per altre tipologie edilizie, negli edifici sportivi le esigenze funzionali hanno un ruolo determinante nel delineare peculiarità architettoniche degli stessi, risulta utile in questa sede una breve indagine relativa ai requisiti funzionali che caratterizzano e hanno caratterizzato gli edifici sportivi, dal momento che gli stessi hanno modellato nel tempo gli aspetti prettamente architettonici e tecnici degli edifici,
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definendo nel complesso una tipologie edilizia caratterizzata da specifiche criticità, in modo da individuare chiaramente il legame tra aspetti funzionali e architettura.
1.1 Edifici sportivi nel passato
Già guardando alle origini degli edifici sportivi si configurano alcune delle esigenze strutturali degli edifici sportivi a cui la struttura e le tecniche impiegate cercavano di fare fronte.
E’ utile fare una prima classificazione delle strutture nate ad uso sportivo connotate già in maniera peculiare individuando lo stadio, la palestra, le terme. Si tratta di tipologie differenti di edifici sportivi che hanno infatti un’origine differente legata a specifiche esigenze e quindi a diverse tecnologie impiegate.
Un discorso a parte è costituito dalle piscine per le quali le esigenze tipiche di grandi edifici a uso sportivo si intersecano e si sommano alla gestione di ambienti a elevato contenuto di umidità in cui il controllo della qualità dell’acqua, della temperatura dell’acqua e del contenuto di umidità dell’aria rende necessario uno specifico aspetto impiantistico e architettonico-strutturale. E’ chiaro che se si volesse riferirsi ai modelli del passato, per quanto concerne le piscine sarebbero edifici di rilevante importanza le terme romane, dove le esigenze sopra dette sono elemento strutturale e strutturante dell’architettura.
Per quanto concerne l’architettura dello stadio essa muove le sue origini nell’Antica Grecia. In epoca precedente infatti non si hanno notizie relative ad architetture atte ad ospitare attività sportive ed è possibile osservare come comunque in periodo preistorico le attività che successivamente divennero finalizzate a mantenere il corpo in salute erano in realtà svolte per soli scopi di sussistenza, basti pensare al lancio degli oggetti o alla lotta, sicuramente legati all’attività della caccia.
Per comprendere a fondo la tipologia architettonica tipica di un determinato periodo storico, è senza dubbio essenziale comprendere quale fosse la visione che si aveva dello sport nella stessa epoca.
In questo senso è importante osservare che nell’antica Grecia lo sport era visto come esaltazione del corpo, della perfezione e dell’estetica, ed è proprio in quell’epoca che quindi si
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passa da attività che miravano alla sussistenza ad attività di svago, ai giochi e quindi anche alle gare.
Le prime gare venivano disputate su un semplice spazio piano o artificialmente spianato, come si desume nella descrizione dei giochi funebri in onore di Patrclo nel libro XXIII dell’Iliade. Per molti decenni lo stadio di Olimpia non fu altro che una piana per le corse (dròmos), il cui arrivo era davanti all'altare di Zeus.
Il nome stadio deriva dalla parola stàdion, misura di lunghezza pari a seicento piedi. La lunghezza di un piede era variabile da regione a regione. Stadio si chiamò poi non solo la corsa podistica disputata su quella distanza, ma anche l'impianto dove si svolgeva.
La scelta del luogo costituiva la prima operazione progettuale e grande importanza veniva attribuita al rapporto con l'ambiente naturale, utilizzando (come nei teatri) il dislivello del terreno per ricavare le tribune. La costruzione e la natura realizzavano così un insieme fortemente unitario e organico.
Fig. 1.1- Stadio Panatenaico di Atene, II sec. a.C., ricostruito in occasione dei Giochi Olimpici del 1896
Gli stadi sorsero generalmente lontani dall'aggregato urbano, spesso in prossimità di luoghi sacri, come l'Altis a Olimpia, il Tempio di Poseidone a Corinto, i santuari di Apollo a Delfi e di Esculapio a Epidauro. Talvolta furono costruiti presso un ginnasio ai margini del perimetro cittadino (Mileto e Priene, in Asia Minore), sul fondo di una valle lunga e stretta (Atene) o ai piedi di una collina (Delfi). In quest'ultimo caso, per aumentarne la capienza, sul lato opposto
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vennero anche innalzate delle tribune con terrapieni artificiali. La pista era sabbiosa, delimitata trasversalmente da due soglie (a Olimpia sono ancora infisse nel terreno) o tutt'intorno da una zoccolatura (a Delfi) o da un parapetto (ad Atene, dopo il restauro di Erode Attico). I concorrenti e i giudici vi accedevano talora da un ingresso riservato: a Olimpia si può ammirare ciò che resta del sottopassaggio, con volta a botte in pietra, costruito dai romani per collegare la pista con l'Altis; a Epidauro sopravvive una parte del passaggio coperto a volta sotto la tribuna nord.
A Olimpia non furono mai costruite le tribune e gli spettatori (forse 45.000) si disponevano sul pendio del terreno. Anche se a Epidauro si sono trovati sedili in pietra risalenti al 5° secolo a.C., fino all'epoca ellenistica non si diede molta importanza alla comodità degli spettatori, semplice contorno al rito delle gare e ai suoi protagonisti, considerati autentici semidei.
Per migliorare la visibilità i greci talvolta incurvarono leggermente le tribune sul piano orizzontale (a Olimpia, Atene, Delfi, Priene), dimostrando che non si curavano della prospettiva solo nell'alzato degli edifici.
La prima forma dello stadio consisteva in un rettangolo molto allungato, con una o due tribune sui lati maggiori. In epoca ellenistica le tribune vennero collegate dalla sfendone; nel lato opposto, privo di gradinate, a volte sorgeva un ingresso trionfale. L'evoluzione dello stadio si completò tra il 1° e il 2° secolo d.C. con l'aggiunta della seconda sfendone (Afrodisia, Laodicea). Lo stadio di Laodicea venne addirittura trasformato in un anfiteatro.
In epoca romana gli stadi prescindevano dalla conformazione del terreno: sorsero infatti su spazi pianeggianti, sfruttando le possibilità costruttive offerte dall'arco e dalla volta. Ad Afrodisia, a Messene e ad Atene furono anche costruiti portici sulla sommità delle gradinate. Ad Aizani si ha una situazione particolare: uno stadio a 'U', ossia a ferro di cavallo allungato, chiuso dall'emiciclo di un teatro (addossato a un'altura) la cui cavea trovava corrispondenza nella sfendone opposta, mentre la scena concludeva la pista all'altezza del lato tronco.
I romani non apprezzavano l'agonismo, tanto amato in Grecia. Le critiche, che spesso sfociavano in aperto disprezzo, riguardavano sia l'inutilità pratica di un successo sportivo, sia il pericolo di corruzione dei costumi. I lunghi allenamenti necessari a primeggiare erano quindi ritenuti una perdita di tempo, come anche appariva indecoroso esibirsi nudi in pubblico.
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Pertanto, il cittadino romano poteva praticare individualmente alcuni sport o esercitarsi collettivamente nella ginnastica militare, ma non cimentarsi nelle arene. Lo sport si trasformò da gara (agòn) in divertimento (ludus) e lo spettacolo venne assicurato da professionisti prezzolati o da schiavi. I romani, insomma, preferirono essere spettatori che protagonisti: questa scelta condizionò il tipo di manifestazioni e, di conseguenza, il luogo dello spettacolo. Lo stadio di Domiziano a Roma e quello di Pozzuoli sono gli unici esempi in muratura di un modello greco nel mondo romano. Costruito nell'86 a.C. sull'area dell'attuale piazza Navona (che ne conserva la forma), lo stadio di Domiziano misurava 275 m di lunghezza e 106 m di larghezza (l'arena 193 e 50 m) e poteva contenere 30.000 spettatori sulle gradinate che un
diàzoma divideva in due parti disuguali. Aveva pianta a ferro di cavallo, con gli ingressi
principali al centro della sfendone (porta trionfale) e dei lati lunghi. Le tribune, in cui si aprivano numerosi vomitoria, erano rettilinee e divergevano verso il lato opposto alla sfendone, costituita da un portico non ortogonale all'asse maggiore. Insomma, uno stadio ben diverso da quello greco.
Fig. 1.2- Circo Massimo, Roma
Dall'ippodromo greco derivò il circo romano, dal teatro e dallo stadio a due sfendoni prese spunto la nuova tipologia dell'anfiteatro. Questi avevano forma ellittica (anche se il Castrense a Roma è quasi circolare) e notevole altezza (il Colosseo misurava circa 50 m, con assi di 188 e 156 m) e differivano dagli stadi sia nella forma sia nei concetti ispiratori. Gli stadi dovevano servire più agli atleti che agli spettatori e sorgevano generalmente fuori dalle città, in luoghi collinosi. Ma neppure a Mileto e Priene, dove l'impianto si elevava a contatto del reticolo
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urbano, esso intaccava la scacchiera degli isolati. Gli anfiteatri, invece, solitamente erano costruiti su un terreno pianeggiante all'interno del tessuto cittadino, con il quale interferivano prepotentemente. Erano in grado di accogliere folle molto numerose, assicurando il massimo della comodità allora possibile agli spettatori. All'anfiteatro non si andava per assistere a manifestazioni sportive, che i romani, come abbiamo detto, non amavano, ma a grandi spettacoli di massa, quali i combattimenti dei gladiatori (munera), le cacce (venationes), le battaglie navali (naumachiae).
I romani erano molto attenti ai problemi della visibilità e del deflusso del pubblico. Nell'Anfiteatro Flavio, per esempio, attraverso 80 fornici gli spettatori entravano nell'anello perimetrale al piano terra, costituito da 4 corridoi con volte a botte (ambulacra), raggiungendo quindi le scale di caricamento, da dove giungevano a 160 vomitoria per distribuirsi nei vari ordini di posti preassegnati. Si è calcolato che lo sfollamento del pubblico (stimato in circa 70.000 persone) poteva compiersi in meno di otto minuti.
L'arena, che misurava 76 m di lunghezza e 46 di larghezza, era costituita da un tavolato in legno ricoperto di sabbia. La cavea dal basso in alto si divideva in cinque settori (maeniana), tra loro separati da corridoi (itinera) con parapetti (praecinctiones), che il pubblico occupava in base allo status sociale: i senatori prendevano posto nei gradini più prossimi all'arena (podium), ampiamente sopraelevati e protetti da una recinzione, accomodandosi su sedili di marmo dove era inciso il loro nome; dietro di loro sedevano i cavalieri, quindi le altre classi, in ordine decrescente d'importanza. Nell'ultimo settore, che aveva gradini in legno (maenianum
summum in ligneis) coperti da un porticato di 80 colonne marmoree, erano relegate le donne:
Augusto le aveva separate dagli uomini per arginare la dilagante immoralità nei luoghi di spettacolo.
Il Colosseo fu praticamente il primo impianto coperto: i tre ordini di arcate, infatti, erano sormontati da una fascia di muro su cui si ancoravano 240 pali lignei a sostegno di un immenso velarium in tessuto azzurro trapunto di stelle, manovrato da una speciale squadra di cento marinai del porto militare di Miseno, che dimorava in una vicina caserma (detta Castra
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Si rende quindi evidente che già in epoca antica vi siano requisiti comuni alle strutture per lo sport realizzate in epoca greca e quelle realizzate in epoca romana, sebbene vi siano delle differenze date dalla diversa visione che nelle due civiltà si avevano dell’attività sportiva. In Grecia, dove le strutture per lo sport possono individuarsi nello stadio, nel ginnasio e nell’ippodromo, si aveva infatti una marcata centralità dell’atleta che rappresentava i canoni estetici tipici della cultura greca, e poca attenzione era rivolta invece alla gestione degli spettatori che potevano assistere all’attività sportiva degli atleti, considerati marginali.
Per contro in epoca romana, caratterizzata da strutture per lo sport quali lo stadio e l’anfiteatro, le terme e il circo, si assiste alla predominanza del ruolo degli spettatori, l’attività sportiva rientra in quelle attività di intrattenimento tipiche della gestione politica del periodo romano. Da una visione di questo tipo discende un’attenta considerazione dell’esodo in sicurezza (in breve tempo pertanto) di grandi masse di persone, la gestione di percorsi separati di atleti e spettatori e la visibilità degli spettatori. Tale progettualità, rispondente alla visione delle sport come spettacolo per masse, è evidente nella tipologia dell’anfiteatro che sorgeva indipendentemente dalla conformazione del terreno, inseriti nel tessuto cittadino, accoglievano grandi masse di persone, garantendone il massimo della comodità possibile per il tempo. Lo sfollamento dell’Anfiteatro Flavio di circa 70000 persone avveniva in meno di otto minuti.
Fig. 1.3 - Anfiteatro Flavio. Vista tridimensionale
E’ evidente quindi come se l’architettura per lo sport nasce in epoca greca, in epoca romana, con una nuova centralità rivestita dagli spettatori si evolve verso quelli che sono i moderni requisiti richiesti alle strutture per lo sport.
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Nel periodo medievale le attività sportive erano di fatto costituite da Tornei cavallereschi, mentre in epoca rinascimentale si configurano in Italia quelle manifestazioni sportive-spettacolari che rimangono tutt’oggi nella tradizione locale, che generalmente non si svolgevano in appositi impianti, ma nell’ambito degli spazi cittadini.
Fig. 1.4 Il calcio fiorentino in piazza Santa Croce a Firenze nel 1688
Un'altra fase dell’evoluzione degli edifici sportivi di interesse per comprenderne gli attuali requisiti e caratteristiche funzionali, è l’evoluzione storica degli stadi moderni.
Dal 1896 fino a oggi lo stadio è sempre stato l'impianto più importante delle Olimpiadi poiché ospita le cerimonie di apertura e di chiusura oltre alle gare di atletica leggera. A lungo, inoltre, ha svolto funzioni polisportive. È indubbiamente un elemento notevole del linguaggio architettonico moderno, un segno a tutti familiare. In una città, infatti, è una struttura di forte riconoscibilità per le dimensioni notevoli e pressoché costanti del campo di calcio e della pista intorno alla quale si sviluppano le tribune. La costruzione di impianti così capienti (80-100.000 spettatori) e così complessi nelle attrezzature e nei servizi, specialmente se destinati a ospitare i Giochi Olimpici, ha spesso indirizzato o condizionato lo sviluppo urbanistico di vasti quartieri, se non addirittura di intere città.
Ogni edizione delle Olimpiadi moderne mostra caratteristiche assai diverse da quella precedente sotto il profilo urbanistico, architettonico e tecnologico. Gli impianti sportivi sono sempre stati oggetto di sperimentazione, costruzioni nelle quali la cultura tecnica di ogni
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epoca ha espresso tutte le sue conoscenze a vantaggio degli atleti (basti pensare ai materiali via via usati per le piste di atletica leggera e di ciclismo) e degli spettatori (comodità, visibilità, sicurezza ecc.).
1.2. Attuali requisiti delle strutture sportive
Nel precedente paragrafo si è quindi evidenziato il fatto che molti dei requisiti funzionali attuali, sebbene modificatisi, derivano da requisiti funzionali che avevano le strutture per lo sport dell’antichità. E’ altresì vero che i requisiti funzionali richiesti agli edifici sportivi si sono adattati alle mutate esigenze sportive e di gestione di grandi quantità di persone e quindi sono divenuti nel corso degli anni sempre più rilevanti requisiti quali l’accessibilità alle strutture, la sicurezza e quindi la facilitazione dell’esodo di grandi quantità di spettatori in caso di emergenza, e parallelamente sono nati requisiti specifici dati dalla necessità di effettuare riprese televisive, per citare un esempio.
Negli ultimi anni, coerentemente ad una crescente attenzione per problematiche legate ai consumi energetici negli edifici, è divenuto sempre più rilevante la valutazione del costo di gestione dell’impianto sportivo, in quanto ritenuto più considerevole, nel lungo termine, dello stesso costo di costruzione.
E’ infatti da sottolineare che la necessità di garantire complesse prestazioni funzionali e di benessere fisico degli utenti, nel tempo, si è tradotto con la necessità di gestire un sistema impiantistico molto esteso, che consenta una regolazione ottimale delle condizioni termiche, igrometriche, visive differenti per gli utenti giocatori e per gli utenti spettatori.
Da tale complessità, e dalle ampie dimensioni volumetriche che spesso caratterizzano gli edifici sportivi, derivano grandi consumi energetici, che, insieme ad altre voci, vanno a rendere il costo di gestione di un impianto sportivo maggiormente rilevante, nel tempo, rispetto al costo di costruzione. Ne consegue che è possibile ottenere un risparmio di energia sia intervenendo sulle strutture esistenti che nella progettazione di nuove strutture per lo sport.
Nel caso di interventi sull’esistente, previa l’effettuazione di un’analisi dei vari aspetti che concorrono ai consumi energetici e dei requisiti da mantenere, è possibile intervenire con varie misure, differenti da struttura a struttura, relative al controllo domotico degli impianti, alla scelta di sistemi di produzione di calore da fonti rinnovabili, alla scelta di sorgenti
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luminose a maggior efficienza, solo per citare alcuni possibili interventi. Nella progettazione di nuove strutture, invece, diviene fondamentale considerare gli aspetti energetici in fase progettuale e compiere scelte anche più onerose ma che consentano una limitazione dei consumi energetici della struttura garantendo ottimali prestazioni.
Limitando l’analisi al caso Europeo, è da tenere presente che solo in Europa si hanno 1500000 strutture per lo sport (EUROSTAT database), comprendendo in tale valore strutture rivolte a differenti attività sportive e strutture sia per attività indoor che outdoor.
Fig. 1.5-Data have been collected by EUROSTAT database, EU countries sector studies and EU co-funded projects, 2011
Per quanto concerne l’intervento sulle strutture esistenti, è da notare che la maggior parte degli edifici per attività sportive e ricreative è stata costruita tra gli anni ’60 e gli anni ’80, anni in cui l’efficienza energetica non era generalmente considerata in fase progettuale. E’ chiaro che molte delle strutture esistenti necessiterebbero di un intervento di ammodernamento e di manutenzione. Inoltre è da sottolineare che, oltre ad essere caratterizzate generalmente da pessime prestazioni energetiche legate all’involucro edilizio, all’erronea esposizione, all’assenza di schermatura solare, anche la componente impiantistica atta a garantire condizioni di comfort interne così come la produzione e gestione di acqua calda sanitaria, essendo datata, non può certamente garantire nelle condizioni attuali prestazioni ottimali a livello energetico, che magari sarebbero garantite dalla componente impiantistica attualmente sul mercato.
Per quanto concerne le strutture per lo sport di nuova realizzazione, è da tenere presente che il tasso di crescita medio relativo allo stock di edifici è pari all’ 0,5 % - 1,1 % su base annua,
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dato derivante dal numero crescente di persone che si dedicano al fitness, al benessere e alle attività sportive. Tale dato rende la necessità di occuparsi della progettazione energetica degli edifici sportivi ancora più rilevante, essendo comunque sia le strutture di nuova realizzazione che le strutture esistenti oggetto di intervento di ristrutturazione soggette a regole sempre più stringenti relative al rispetto dell’efficienza energetica.
In questo ambito, è importante considerare che gli edifici sportivi e ad uso ricreativo presentano caratteristiche comuni agli edifici ad uso ufficio, industriale e commerciale. In aggiunta tali edifici hanno però delle proprietà uniche, in parte viste precedentemente:
- Le dimensioni degli edifici sportivi variano enormemente da tipologia a tipologia. Un centro può consistere di una singola unità (costituita ad esempio dalla piscina, palestra, campo da gioco, etc.) oppure costituire una struttura comprendente molti edifici (grandi complessi integrati, come ad esempio piscina e palestra e campo da gioco, etc), garantendo le strutture per la pratica di sport quali sport all’asciutto, vasche per il nuoto e per il tempo libero, strutture per il fitness, pista di ghiaccio, e un insieme di differenti spazi interni a supporto delle strutture sportive.
- Gli edifici per lo sport possono includere sia spazi interni che spazi all’aperto, e sono caratterizzati in genere da una grande estensione all’esterno, date le ampie superfici da gioco. - Molti delle strutture per lo sport sono edifici di proprietà pubblica. Gli stabilimenti pubblici sono spesso direttamente o indirettamente sotto il governo locale (i comuni).
- In generale, si è in presenza di una carenza di dati tecnici e statistici relativi alla Measured Energy Performance delle strutture per lo sport, e nella maggior parte dei paesi europei c’è una carenza di abilitazioni e documentazione tecnica relativa all’ambito energetico.
- All’interno della stessa tipologia edilizia, le strutture per lo sport sono caratterizzate da un’estrema variabilità nelle ore di utilizzo e nel numero di utilizzatori che possono variare da valori molto alti (giochi e partite) a valori estremamente bassi (orario di lavoro).
Nell’ambito della crescente attenzione per il costo di gestione delle strutture per lo sport e quindi nella ricerca di una riduzione dei costi relativi ai consumi energetici delle stesse, si è assistito negli ultimi anni ad un crescente interesse a sfruttare le energie rinnovabili (RES) per la produzione di energia nelle strutture per lo sport. E’ infatti da notare che in molti casi le
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strutture per lo sport offrono grandi superfici di copertura che possono essere impiegate per il posizionamento e l’integrazione di pannelli fotovoltaici o pannelli solari da un lato, e dall’altro sono caratterizzate da elevati consumi elettrici per illuminazione e condizionamento dell’aria che rendono facilmente ammortizzabile il costo relativo all’istallazione di pannelli fotovoltaici, così come da elevati consumi per la produzione di acqua calda sanitaria che rendono recuperabili in breve tempo investimenti per l’istallazione di pannelli solari.
Sono presenti comunque strutture per lo sport, in vari paesi europei e non, in cui è stata data rilevanza alle problematiche connesse alla gestione dell’energia, e ai consumi energetici della struttura.
Per citare alcuni esempi, un caso significativo non europeo, può essere il progetto del Lusail Iconic Stadium, Doha.
Fig. 1.6 - Lusail Iconic Stadium, Doha; progetto per la Coppa del Mondo 2022, Foster+Partners
Lo stadio, in grado di ospitare più di ottantaseimila spettatori, presenta a livello progettuale l’impiego di produzione di energia da fonti rinnovabili mediante l’impiego di pannelli fotovoltaici in copertura che forniscono energia all’impianto di illuminazione e di condizionamento dell’aria. I campi e gli spalti sono infatti a livello progettuale mantenuti ad una temperatura compresa tra i 25 e 28 gradi centigradi, scelta che richiede, per le condizioni climatiche del paese mediorientale, un elevato consumo di energia.
Numerosi sono poi i recenti esempi di integrazioni di sistemi per il risparmio energetico quali pannelli fotovoltaici per la produzione di energia elettrica negli elementi architettonici tipici delle architetture sportive quali le coperture delle tribune. Nel seguito alcuni esempi significativi.
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Fig. 1.7 - Taiwan Solar Powered Stadium, Kaohsiung, Taiwan, Toyo Ito, 2009
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Approssimativamente il 40% del complessivo consumo di energia in Europa è relativo agli edifici e, secondo quanto stabilito da SMART2020, il consumo mondiale di energia negli edifici è destinato ad aumentare del 45% dal 2002 al 2025. All’interno di tale settore, studi inglesi hanno stimato che gli edifici ad uso sportivo possono contare fino al 10% del consumo annuale di energia e rappresentano l’8% dello stock di edifici in alcune aree. E’ tuttavia da sottolineare l’assenza attualmente di un database a livello europeo relativo a tali dati, assenza che rende necessaria l’estrapolazione o la stima dei dati.
Alcuni progetti finanziati dall’Unione Europea e alcuni esempi notevoli sottolineano che il consumo di energia in questi edifici può essere ridotto fino a circa il 30%. Considerando che nello stock di edifici EU-27 il consumo complessivo di energia nel 2008 è stato di circa 1.768 (Mio TOE- milioni di tonnellate equivalenti), usando questi tassi si evidenzia la potenzialità di ridurre il consumo di energia di circa 21 (Mio TOE) su base annua negli edifici ad uso sportivo in EU.
Un’ analisi simile può essere effettuata in relazione all’emissione di CO2. Gli edifici sono
considerati la più grande fonte di emissioni CO2 nell’Unione Europea ed essi contribuiscono
con circa 2.040 (Mio Ton CO2 equivalenti) della complessiva produzione GHG negli EU-27.
In linea con la possibilità di riduzione fino al 30%, ne deriva che una buona gestione della generazione di energia e della griglia di scambio e quindi una riduzione di consumi negli edifici ad uso sportivo possono comportare una riduzione delle emissioni di gas serra di circa 61 (Mio Ton CO2 equivalenti).
Fig. 1.9 – Risparmio medio di energia derivante dall’applicazione del programma di risparmio di energia “Ener in Town” da Guide To Procuring Equipment And Designing Buildings Using Energy Criteria
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Tali valori rendono evidente che se da un lato gli edifici per lo sport rappresentano una criticità in termini di consumo di energia, dall’altro costituiscono una notevole opportunità di intervento offrendo un margine di miglioramento della situazione attuale molto ampio. Le strutture per lo sport sono infatti strutture molto organizzate che fanno parte di un settore identificabile, esistono associazioni dedicate e pubblicazioni, ed inoltre, socialmente, per propria natura la comunità sportiva accetta il lavoro e l’auto miglioramento. E’ infatti da evidenziare che le strutture per lo sport godono di un’opportunità a livello sociale peculiare: spesso milioni di atleti, spettatori e individui si allenano o passano attraverso tali strutture, le attività che vi si svolgono coinvolgono molto spesso i giovani e quindi vi è, generalmente, ampio spazio per incoraggiare e ispirare comportamenti che mirino all’efficienza energetica in grande e di influenzare le generazioni future.
Il grafico sopra riportato mostra la percentuale media di miglioramento che si può ottenere con l’applicazione di un programma di gestione dell’energia mediante domotizzazione per varie tipologie edilizie. Gli edifici sportivi mostrano margini di miglioramento sensibilmente più rilevanti che altre tipologie edilizie.
Nello specifico delle tecnologie e dei costi operativi per il risparmio energetico nelle strutture per lo sport, è opportuno considerare quali siano le tecnologie di risparmio energetico a disposizione. E’ da notare che, come in altre tipologie edilizie, i consumi energetici elevati nelle strutture per lo sport derivano da richieste relative al comfort di atleti e spettatori sulle quali è possibile intervenire solo attraverso una attenta progettazione illuminotecnica e impiantistica. L’obiettivo sarà quindi quello di:
- limitare da un lato il consumo di energia elettrica e termica mediante la scelta di dispositivi a minor consumo di energia o mediante la scelta di sistemi che producano energia da fonti alternative
- limitare le richieste impiantistiche e quindi limitare le dispersioni per quanto concerne la parte termica, controllare la ventilazione, favorire l’impiego di luce naturale in modo da limitare l’impiego di illuminazione artificiale, controllare i guadagni solari estivi mediante opportune schermature in modo da ridurre l’impiego di climatizzazione estiva, …..
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-una progettazione impiantistica ottimale che individui una scelta delle tipologia e del posizionamento della componente impiantistica tale da ottenere le massime prestazioni con il minor consumo di energia possibile
-un’attenta e progettata gestione dell’energia, che consenta un controllo puntale e limiti l’impiego e il controllo da parte del singolo utente.
Si tratta di un altro importante aspetto che definisce i consumi energetici di una struttura per lo sport, che sta vedendo un ampia attenzione e studio.
In questo ambito si collocano tecnologie quali il Building Management System (BMS), mirate soprattutto alle categorie di ufficio, industriali, commerciali e residenziali, ma efficientemente adottate per gli edifici ad uso sportivo e ricreativo.
Nelle strutture per lo sport, i sistemi energetico sono spesso controllati manualmente o non controllati adeguatamente avendo come risultato lo spreco energetico.
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2.
La normativa tecnica relativa agli impianti sportivi
Gli impianti sportivi sono caratterizzati da una rilevante complessità sia a livello progettuale che di esercizio, che riguarda vari aspetti, sia legati allo svolgimento dell’attività sportiva in sé, che, qualora previsto, alla presenza di spettatori e quindi alla gestione di numerosi quantitativi di utenti, con requisiti specifici.
Da un lato si hanno gli utenti-atleti per i quali devono essere garantite, oltre a spazi idonei con idonee caratteristiche, condizioni di comfort termico, illuminotecnico e acustico ottimali per lo svolgimento dell’attività sportiva, dall’altro si hanno gli utenti-spettatori per i quali devono essere garantite specifiche condizioni di comfort termico, illuminotecnico e acustico, per i quali devono essere garantite ottimale visibilità dell’attività sportiva e condizioni di sicurezza tali da gestire numerosi flussi di persone in caso di emergenza.
Da tale complessità discende un quadro normativo molto articolato e complesso, che comprende molteplici ambiti differenti.
Nell’ambito di un quadro non esaustivo, in qualità di luogo per la pratica sportiva, una struttura sportiva è regolamentata dalle norme del Comitato Olimpico Nazionale Italiano (CONI) e delle Federazioni Sportive Nazionali; qualora sia una struttura o spazio destinato ad eventi ed attività di intrattenimento, è considerata dalla normativa italiana un luogo di pubblico spettacolo e come tale assoggettato alle indicazioni del Decreto del Ministero deli Interni 06/06/2005; è inoltre per la normativa italiana un luogo di lavoro e come tale disciplinato dal vigente Decreto Legislativo 81/2008 e successive modifiche e integrazioni. Nel seguito una trattazione più articolata in merito alla normativa tecnica relativa agli impianti sportivi.
2.1 Requisiti dimensionali, funzionali e distributivi
Data la peculiarità sopra descritta, si hanno norme specifiche per la destinazione d’uso di strutture sportive che fissano specifici requisiti dimensionali, funzionali e distributivi:
• Norme Coni Per L'impiantistica Sportiva (Approvate con deliberazione del Consiglio Nazionale del CONI n. 1379 del 25 giugno 2008).
Si tratta di un insieme di norme che copre tutti gli aspetti relativi alla progettazione e all’esercizio delle strutture sportive. Limitandosi a considerazioni in merito a indicazioni su
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requisiti dimensionali, funzionali e distributivi, le norme fissano limiti dimensionali per la specifica attività sportiva, valori minima di altezza libera di gioco, caratteristiche delle connessioni tra le aree funzionali, ma anche localizzazione e orientamento degli ambienti.
• Accordo del 16/01/03 tra il Ministro della salute, le Regioni e le province autonome di Trento e di Bolzano sugli aspetti igienico-sanitari per la costruzione, la manutenzione e la vigilanza delle piscine a uso natatorio
Oltre alle suddette norme specifiche per la destinazione d’uso in esame, si hanno norme generali che hanno ricadute sulla progettazione degli aspetti dimensionali, funzionali e distribuiti delle strutture sportive, quali le norme per l’eliminazione delle barriere architettoniche.,la cui applicazione è trasversale alle varie destinazioni d’uso..
• Legge 9 gennaio 1989, n° 13 “Disposizioni per favorire il superamento e l'eliminazione
delle barriere architettoniche negli edifici privati”;
• Decreto del Presidente della Repubblica 24 luglio 1996, n. 503 “Regolamento recante
norme per l'eliminazione delle barriere architettoniche negli edifici, spazi e servizi pubblici”.
2.2 Requisiti di sicurezza e prevenzione incendi
Il riferimento principale nella gestione della sicurezza antincendio delle strutture sportive è la regola tecnica di prevenzione incendi di cui sotto:
• Decreto del Ministero degli Interni 18/03/1996, modificato ed integrato dal DM 06/06/2005 “Testo coordinato delle norme di sicurezza per la costruzione e l’esercizio
degli impianti sportiv”.i
La norma dà indicazioni specifiche in merito ai vari aspetti di prevenzioni incendi quali sistemi di protezione passiva, sistemi di protezione attiva (estintori, rete idranti, etc), gestione dell’esodo, in funzione del numero di presenze previste nell’attività sportiva. Si noti che dal 2011, con il D.Lgs 151/2011 sono state soggette a prevenzione incendi e quindi ad approvazione da parte del Comando dei Vigili del Fuoco ,anche palestre con superficie superiore a 200 m2, ovvero la larga parte delle palestre, date le dimensioni imprescindibili delle stesse.
L’aspetto della sicurezza comprende inoltre alcune norme di pubblica scurezza, il cui campo di applicazione si limita ad alcuni casi specifici e che hanno senza dubbio ricadute minori in
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campo architettonico, quanto piuttosto in campo di gestione delle strutture. Si riporta nel seguito un breve elenco.
• D.M. 06/06/05 – “Modalità per l'installazione di sistemi di videosorveglianza negli
impianti sportivi di capienza superiore alle diecimila unità, in occasione di competizioni sportive riguardanti il gioco del calcio”. (GU n. 150 del 30/06/05)
• D.M. 06/06/05 – “Decreto per l'emissione, distribuzione, vendita e cessione di titoli di
accesso agli impianti sportivi”
• Direttiva del Ministro dell’interno del 14 agosto 2009 contenente misure finalizzate alla lotta contro la violenza negli stadi.
Essendo poi le strutture sportive inquadrabili come ambienti di lavoro, le stesse ricadono nel campo di applicazione della norma nazionale relativa appunto ai luoghi di lavoro, ovvero:
• Decreto Legislativo 9 aprile 2008, n. 81 e successive modifiche ed integrazioni.
2.3 Prestazioni energetiche
Per quanto concerne le prestazioni energetiche delle strutture sportive non si hanno normative specifiche a riguardo: le stesse rientrano nel campo di applicazione delle norme nazionali relative al contenimento energetico negli edifici. All’interno delle stesse sono individuate, come per ogni destinazione d’uso che può avere il fabbricato in esame, specifici valori delle grandezze di calcolo dei fabbisogni energetici. In questo modo si tiene conto a livello normativo degli specifici requisiti a cui devono rispondere gli edifici sportivi e a cui fa fronte la componente impiantistica degli stessi.
Si riporta nel seguito un elenco non esaustivo dei principali riferimenti normativi in materia di contenimento energetico dei fabbricati. Per un quadro più completo si rimanda al successivo Capitolo 3.
• D.Lgs. 192/05 (integrato e modificato dal D.Lgs. 311/06) “Attuazione della direttiva
2002/91/CE sul rendimento energetico in edilizia”
• D.P.R. 59/09 “Regolamento di attuazione dell'articolo 4, comma 1, lettere a) e b), del
decreto legislativo 19 agosto 2005, n. 192, concernente attuazione della direttiva 2002/91/CE sul rendimento energetico in edilizia”
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• D.P.R. 26 Agosto 1993, n.412“Regolamento recante norme per la progettazione,
l’installazione, l’esercizio e la manutenzione degli impianti termici degli edifici ai fini del contenimento dei consumi di energia, in attuazione dell’art.4, c.4, Legge 9 Gennaio 1991, n.1”
• UNI TS 11300 -1“Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 1: Determinazione del
fabbisogno di energia termica dell'edifico per la climatizzazione estiva ed invernale”
• UNI TS 11300 – 2 “Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 2-1: Determinazione del
fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale e la produzione di acqua calda sanitaria nel caso di utilizzo dei combustibili fossili”
• UNI TS 11300 – 3 “Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 3: Determinazione del
fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione estiva”
• UNI TS 11300 – 4 “Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 4: Utilizzo di energie
rinnovabili e di altri metodi di generazione per la climatizzazione invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria”
Alcune indicazioni specifiche possono essere ritrovate nella suddetta norma CONI. Si riporta nel seguito un articolo relativo alla compatibilità ambientale delle strutture per lo sport.
14.7.3 - Compatibilità ambientale
La gestione dell’impianto deve essere improntata alla compatibilità ambientale ed all’ottimizzazione dei consumi energetici, attraverso tutte le possibili modalità, quali:
-Limitazioni al consumo di energia, riducendo al minimo il consumo specifico al m2 attraverso l’utilizzo di fonti rinnovabili, in particolare il solare termico, per la produzione dell’acqua calda sanitaria e per il riscaldamento delle piscine;
-Limitazioni al consumo di acqua; (…)
2.4 Requisiti illuminotecnici
In campo illuminotecnico il quadro normativo risulta complesso. Si hanno infatti in questo campo unicamente norme UNI EN ISO (elaborate a livello internazionale, poi adottate a livello europeo, ed infine tradotte in italiano), norme UNI EN (elaborate a livello europeo, e poi tradotte in italiano dalla UNI), ed infine le norme UNI (elaborate autonomamente dall'ente italiano).
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Tale corpo normativo indica criteri progettuali essenzialmente prestazionali e ha carattere prevalentemente volontario, è applicata cioè volontariamente dal progettista e ha forza di legge solo se è stata espressamente richiamata dalla legislazione in materia.
Nel seguito un quadro di riferimento:
• UNI EN 12193 del 2008 “Luce e illuminazione - Illuminazione di installazioni sportive”. Tale norma costituisce il riferimento principale per l’individuazione dei requisiti illuminotecnici richiesti al sistema di illuminazione in funzione dell’attività sportiva svolta. Fornisce le prescrizioni per la progettazione e il controllo dell’illuminazione delle istallazioni sportive in termini di valori minimi di illuminamento, uniformità di illuminamento, limitazione dell’abbagliamento e proprietà del colore delle sorgenti luminose, sia negli ambienti interni che nei campi all’aperto. Prescrive inoltre i metodi di misurazione dei valori e precisa le limitazioni della posizione degli apparecchi di illuminazione nelle applicazioni particolari, per la limitazione dell’abbagliamento. I valori minimi delle grandezze di cui sopra richiesti dalla norma sono in funzione della classe di illuminazione definita a livello progettuale(I, II o III), funzione essa stessa del livello di gioco (agonistico o amatoriale) e dalla distanza a cui sono posti gli spettatori. • UNI EN 12464 del 2011“ Luce e illuminazione – Illuminazione dei posti di lavoro – Parte
1: Posti di lavoro in interni - Parte 2: Posti di lavoro in esterni”
La norma specifica i requisiti illuminotecnici per i posti di lavoro interni ed esterni, che corrispondono alle esigenze di comfort visivi e di prestazione visiva.
• UNI 11165 del 2005 “Luce e illuminazione – Illuminazione di interni – Valutazione
dell’abbagliamento molesto con il metodo UGR”
La norma specifica i criteri per il calcolo dell'indice di abbagliamento UGR (Unified Glare Rating - Indice unificato di abbagliamento) per interni considerando il solo contributo dell'illuminazione artificiale.
• UNI EN 15193 del 2008 “Prestazione energetica degli edifici – Requisiti energetici per
illuminazione”. Si tratta di una norma che considera i requisiti energetici dei sistemi di
illuminazione in ambienti interni: specifica la metodologia di calcolo del consumo energetico degli impianti di illuminazione e definisce un indicatore numerico dei requisiti energetici per l’illuminazione da utilizzare per la certificazione energetica
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(indice LENI). La norma può essere usata sia per edifici esistenti, sia per edifici nuovi o in ristrutturazione. Nell’Appendice C è presente la determinazione del fattore di
dipendenza dalla luce diurna FD che correla l’utilizzo della potenza di illuminazione installata totale alla disponibilità di luce diurna nel locale o nella zona. Tale fattore è determinato in funzione del fattore di controllo di illuminazione dipendente dalla luce diurna FD,C,n e del fattore di disponibilità della luce diurna FD,S,n . Quest’ultimo si determina stabilendo il grado di penetrazione della luce diurna (Forte, Medio, Debole, Nessuno) tabellato dalla norma in funzione del fattore della luce diurna per zona D. Si ha così a disposizione un modo per la determinazione del fattore di luce diurna.
• UNI 10840 del 2007 “ Luce e illuminazione - Locali scolastici – Criteri generali per
l’illuminazione artificiale e naturale”, rivolta all'illuminazione naturale dei soli edifici
scolastici ed è l’unica norma che fa esplicito riferimento al fattore di luce diurna. Il fine dell’illuminazione naturale è quello di favorire il benessere psico-fisico degli occupanti e ridurre il consumo energetico e per conseguire questi obiettivi bisogna garantire determinati valori del fattore medio di luce diurna.
• UNI 11142 del 2004 “Luce e illuminazione – Fotometri portatili – Caratteristiche
prestazionali”
La norma classifica i fotometri portatili usati per rilievi sul campo e ne specifica le principali caratteristiche prestazionali, si applica ai luxmetri per la misurazione dell'illuminamento planare, sferico, cilindrico, semicilindrico ed ai luminanzometri. • UNI EN 1838 del 2000 “Applicazione dell’illuminotecnica – Illuminazione di emergenza”
La norma definisce i requisiti illuminotecnici dei sistemi di illuminazione di emergenza installati in edifici o locali in cui tali sistemi sono richiesti, si applica principalmente ai luoghi destinati al pubblico o ai lavoratori.
• CONI norma n ° 851 del 1999 “Norma Coni per l'impiantistica sportiva”
La norma, con ultima revisione approvata con deliberazione del Consiglio Nazionale del CONI n. 1379 del 25 giugno 2008, stabilisce dei criteri generali da rispettare per l’illuminazione artificiale e fornisce nelle tabelle B e C dei valori di riferimento per i vari sport indoor e outdoor di illuminamento medio e uniformità di illuminamento.
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Tali valori sono spesso meno restrittivi rispetto a quelli forniti dalle norme UNI EN. Si riporta nel seguito un breve estratto della norma.
“Gli impianti di illuminazione artificiale dovranno essere realizzati in modo da evitare
fenomeni di abbagliamento per i praticanti e gli spettatori. A tal fine per le sorgenti di illuminazione, l'indice di abbagliamento dovrà rientrare nei limiti indicati dalla norma UNI EN 12193. Nel caso in cui non venga effettuata la verifica del suddetto indice, le sorgenti di illuminazione non dovranno risultare visibili, all'interno dello spazio di attività, sotto un angolo inferiore a 20° rispetto all'orizzontale, considerando il punto di visione coincidente con il piano delle vasche per gli impianti natatori ovvero posto convenzionalmente ad un'altezza di m 1,50 dal piano di gioco negli altri casi. Ai fini del contenimento dei consumi e per evitare l'inquinamento luminoso, le caratteristiche e l'orientamento degli apparecchi di illuminazione delle aree esterne, dovranno essere tali da limitare al massimo la dispersione del flusso luminoso al di fuori delle superfici da illuminare. In mancanza di indicazioni specifiche, per le caratteristiche di illuminamento degli impianti all'aperto ed al chiuso, nelle Tabelle B e C sono riportati i valori consigliati”.
Per quanto concerne infine l’illuminazione naturale di impianti sportivi al coperto esiste un vuoto legislativo, in quanto vengono date unicamente indicazioni generiche di carattere più geometrico che illuminotecnico.
La norma CONI n ° 851 del luglio 1999 “Norma Coni per l'impiantistica sportiva” si limita a dare indicazioni di carattere geometrico: "In linea generale si consiglia l'utilizzazione
dell'illuminazione naturale; dovranno comunque essere evitate, anche mediante schermature, superfici finestrate normali all'asse longitudinale dei campi di attività e, fatta eccezione per gli impianti natatori, l'incidenza diretta dei raggi solari sui piani orizzontali per altezze inferiori a m 2.50 dal piano di gioco" .
Indicazioni più precise sul campo dell'illuminazione naturale vengono dalla "Proposta tipo
elaborata dal centro studi impianti sportivi del CONI - Roma"; presente nel “Il nuovissimo
Manuale dell’Architetto” di L. Zevi; in cui dopo aver precisato che "L'attività sportiva
dovrebbe essere sempre vista in rapporto all'ambiente naturale [...] per conservare con l'ambiente esterno un collegamento perlomeno visivo" si consiglia che "per il
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dimensionamento [...] fare riferimento [...] al coefficiente di illuminazione diurna. Questo dovrebbe comunque non essere inferiore al valore 1,5%". Successivamente, nelle tabelle delle
caratteristiche ambientali, si consiglia per l'ambiente della sala di attività un valore del coefficiente di illuminazione diurna del 5%.
Come sopra visto, altre indicazioni in merito alla valutazione dell’illuminazione naturale negli edifici sono contenute sia nella norma UNI 10840:2007, con indicazioni in merito al calcolo del Fattore di Luce Diurna, che nella norma UNI EN 15193:2008 con indicazioni in merito al fattore Fd che esprime la partecipazione della luce naturale alla prestazione energetica del sistema di illuminazione.
2.5 Requisiti acustici
La specificità delle strutture sportive in campo acustico è che, unitamente a aeroporti, strade, ferrovie, discoteche e impianti ricreativi, sono considerate a livello normativo opere ad elevato impatto acustico.
In quanto tali, in caso di nuova realizzazione di una struttura sportiva, è necessario seguire una procedura di valutazione dell’impatto acustico della nuova struttura sul contesto circostante, per ottenere il rilascio dell’autorizzazione da parte della Pubblica Amministrazione.
Per quanto concerne invece i requisiti acustici degli utenti delle strutture sportive, alcune limitate indicazioni sono individuabili nella norma CONI “Noma Coni per l’impiantistica
sportiva”, sopra citata. Se ne riporta nel seguito un breve estratto relativo ai requiti acustici
degli ambienti in cui viene praticata attività sportiva.
14.2.8 – Diffusione sonora
In tutti gli ambienti in cui è richiesto deve essere presente un impianto HI-FI di potenza adeguata alla dimensione ed alle caratteristiche acustiche dell’ambiente, in grado di assicurare un livello di pressione acustica non inferiore a 80 dB senza distorsioni. Per ottenere buoni livelli di diffusione sonora con livelli di potenza relativamente bassi si consiglia di studiare la distribuzione di più diffusori acustici nell’ambiente. Nello svolgimento delle attività e in relazione alle caratteristiche di questa si raccomanda di mantenere un livello sonoro non superiore ai 70 dB.
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Tutti gli ambienti devono essere insonorizzati, con tempo di riverbero preferibilmente non superiore a 1,7 secondi.
Devono essere acusticamente isolati dagli ambienti attigui, soprattutto se in questi è presente un impianto di diffusione sonora.
Salvo particolari esigenze di isolamento, tra gli spazi di attività si raccomanda un abbattimento acustico di almeno 30 dB.
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3.
La diagnosi energetica degli edifici
Il D.Lgs. 115/08 “Attuazione della direttiva 2006/32/CE relativa all’efficienza degli usi finale dell’energia e i servizi energetici e abrogazione della direttiva 93/76/CEE”, all’Art.2, definisce
diagnosi energetica “una procedura sistematica volta a:
fornire un’adeguata conoscenza del profilo di consumo energetico di un edificio o gruppo di edifici, di un’attività o impianto industriale o di servizi pubblici o privati;
individuare e quantificare le opportunità di risparmio energetico sotto il profilo costi-benefici;
riferire in merito ai risultati.”
Il D.M. 22/11/2012 definisce la diagnosi energetica come “elaborato tecnico che individua e
quantifica le opportunità di risparmio energetico sotto il profilo dei costi-benefici dell'intervento, individua gli interventi per la riduzione della spesa energetica e i relativi tempi di ritorno degli investimenti nonché i possibili miglioramenti di classe dell'edificio nel sistema di certificazione energetica e la motivazione delle scelte impiantistiche che si vanno a realizzare. La diagnosi deve riguardare sia l'edificio che l'impianto.”
In modo similare, la norma di recente diffusion UNI CEI EN 16247-1:2012 “Energy audits – Part 1: General requirements” (Diagnosi energetiche - parte 1: Requisiti generali), definisce l’energy audit come
“systematic inspection and analysis of energy use and energy consumption of a system or
organization with the objective of identifying energy flows and the potential for energy efficiency improvements”.
Si tratta quindi di una procedura che prevede un’analisi sistematica dei consumi energetici, dei fabbisogni di energia e dell’uso che viene fatto dell’energia in una struttura esistente, con l’obiettivo di individuare criticità e quindi possibilità di intervento per una limitazione dei consumi energetici. Si rimanda al seguito della trattazione per la descrizione più approfondita di tale procedura.
3.1 Quadro normativo
Il quadro normativo relativo alla diagnosi energetica si presenta abbastanza complesso, dal momento che comprende sia le norme di definizione della procedura, che le norme di
