Comune di Spoleto
Regione dell'Umbria
Direzione Tecnica
Regione dell'Umbria
EX CASERMA MINERVIO
Comune di Spoleto
INTERVENTI SULLE STRUTTURE PER LA RIPARAZIONE E MIGLIORAMENTO SISMICO DI IMMOBILI FACENTI PARTE
DEL MONASTERO DELLA STELLA
RELAZIONE PRELIMINARE SULLA SOSTENIBILITA' E IMPIANTI
Il Dirigente Arch. Barbara Gentilini
Il Responsabile Unico del Procedimento lng. Monica Proietti
Coordinatore Progettuale
Progettista Strutturale lng. Francesco Proietti
Mandataria
lng. Giuseppe Latini
RTP
Progettista Architettonico e Responsabile del Gruppo D.L.
Arch. Giampiero Carini
Mandanti
TECNOSTUDIO - Professionisti Associati: Arch. Giampiero Carini lng. Gianfranco Cianfrini lng. Emiliano Pera Geom. Renzo Cirilli
lng. Amedeo Cutini lng. Giuseppe Latini lng. Francesco Proietti
TAVOLA
E/9 SCALA DATA DICEMBRE 2018
lng. Filippo Tancetti
REVISIONE N.
DEL:
Viene condotta una analisi preliminare delle diverse possibili soluzioni alle problematiche connesse alla futura realizzazione degli impianti interni al Monastero della Stella, al fine di un ottimale utilizzo successivo degli immobili oggetto dell’attuale intervento di riparazione e miglioramento sismico.
Vengono poi condotte una valutazione preliminare fra i sistemi di alimentazione utilizzabili ed una analisi comparativa LCA fra orizzontamenti in legno ed in acciaio.
In un’ottica di progettazione integrata, non si può prescindere, già nelle fasi architettonica e strutturale, da un’analisi e valutazione delle tipologie ipotizzabili per gli impianti di climatizzazione, in quanto le scelte compiute in ognuna di queste fasi comporta conseguenze sulle altre a seguire.
In primo luogo, l’assenza di isolamento nei paramenti murari e la notevole altezza degli ambienti con conseguenti grandi volumi da climatizzare, fanno ragionevolmente prevedere per l’Amministrazione Comunale un considerevole importo per la gestione delle condizioni di confort all’interno dei locali stessi.
Il progetto di riparazione e miglioramento sismico dell’immobile non comprende infatti interventi di efficientamento energetico delle murature, per quanto un cappotto interno possa comunque essere successivamente posto in opera. In merito poi alle superfici trasparenti, si potrà intervenire esclusivamente con la realizzazione di nuovi infissi.
Buona parte degli orizzontamenti di piano e la totalità delle coperture sono realizzate con orditura primaria e secondaria in legno, in avanzato stato di degrado: il progetto dovrà prevedere la loro pressoché completa sostituzione, consentendo pertanto la posa in opera di uno strato coibente in fase di rifacimento delle coperture.
Le tecnologie attuali permettono peraltro di definire le tipologie di impianto alle diverse esigenze della committenza, permanendo comunque alcuni punti fermi che aiutano ad orientarne la scelta in un’ottica di risparmio energetico a parità di servizio offerto.
Si riportano di seguito alcune ipotesi impiantistiche legate a diverse destinazioni d’uso e tipologie strutturali degli orizzontamenti di piano.
IPOTESI IMPIANTISTICHE IN FUNZIONE DELLE DESTINAZIONI E DEGLI ORIZZONTAMENTI
1- Destinazione d’uso con utilizzo intermittente (ad esempio spazi espositivi) e orizzontamenti in legno con orditura a vista: pavimento radiante a secco
L’efficiente gestione di impianti con utilizzo non continuativo, richiede soluzioni aventi bassa inerzia termica al fine di adattare rapidamente le condizioni climatiche di confort all’utilizzo o meno dei locali.
In questo caso si ritiene efficace una soluzione con pavimento radiante (funzionamento a bassa temperatura con conseguenti minori consumi), a secco e sopraelevato.
Tale tipologia ben si presta alla destinazione d’uso di spazi espositivi in quanto lo spazio sottostante consente il passaggio di impianti tecnici dedicati (ad esempio i cavi per illuminazione di installazioni temporanee o variabili in relazione alle specifiche esigenze di allestimento museale).
La soluzione è reversibile, leggera, ispezionabile e con posa completamente a secco.
La regolazione dell’altezza del piede di appoggio permette di ben adattarsi a situazioni in cui non tutti i campi di solaio siano sempre presenti o alla stessa quota ma vi siano invece uno/due gradini.
Permette inoltre una completa modularità e intercambiabilità degli elementi garantendo una agevole manutenzione nel tempo.
In fase di realizzazione bisognerà valutare con precisione gli effetti di risonanza, che sono in stretta in relazione alla morfologia e alle peculiarità costruttive dell’edificio stesso; infatti il pavimento sottoposto al calpestio genera un rumore più o meno intenso a seconda della massa e rigidità del pannello, del materiale di copertura, delle caratteristiche della struttura di sostegno e delle guarnizioni.
Come buona regola per un buon confort acustico è quella di utilizzare un pannello in conglomerato minerale inerte (esempio pannello con l’anima in solfato di calcio).
Ulteriore positivo elemento di giudizio a favore della presente ipotesi è l’omogeneità della sensazione di benessere termico, data dalla vasta superficie radiante e dall’assenza di moti convettivi di aria.
Consente inoltre di realizzare sia la climatizzazione invernale che quella estiva:
- in inverno l’utilizzo del sistema è possibile sia con caldaia a gas che con pompa di calore aria- acqua alimentata ad elettricità
- l’utilizzo in estate è solo con pompa di calore aria-acqua alimentata ad elettricità.
Nota:
La Strategia Energetica Nazionale tende a favorire l’introduzione di sistemi di climatizzazione invernale elettrici con la messa a regime di un sistema tariffario ad hoc che consenta un costo dell’energia al kWh minore che per le utenze domestiche.
Utilizzo pompe di calore conforme al punto 2.2.5. Allegato D.M. 11/10/2017 Criteri Ambientali Minimi.
2- Destinazione d’uso con utilizzo intermittente (ad esempio spazi espositivi) e orizzontamenti in legno con orditura a vista: ventilconvettori a parete
L’adozione di un sistema a “fan coil” per la climatizzazione invernale ed estiva comporta, rispetto alla soluzione precedente, che la trasmissione del calore avvenga per moti convettivi con conseguente minore omogeneità e ridotta sensazione di confort termico.
L’utilizzo del sistema in inverno è possibile sia con caldaia a gas che con pompa di calore aria-acqua alimentata ad elettricità; in estate solo con pompa di calore aria-acqua alimentata ad elettricità.
Nell’ottica della ristrutturazione del complesso in questione le linee elettriche potrebbero passare su apposite contropareti o cavedi interni al fine di evitare tracce sulle murature consolidate.
3- Destinazione d’uso con utilizzo continuativo (ad esempio uffici) e orizzontamenti in legno con orditura a vista: pavimento radiante classico
Per un utilizzo continuativo è preferibile raggiungere una inerzia termica più elevata rispetto al pavimento a secco, realizzando pertanto un massetto di circa 4/5 cm sopra l’impianto radiante.
La soluzione non è reversibile.
Omogeneità della sensazione di benessere termico data dalla vasta superficie radiante e assenza di moti convettivi di aria.
L’utilizzo del sistema in inverno è possibile sia con caldaia a gas che con pompa di calore aria-acqua alimentata ad elettricità, in estate solo con pompa di calore aria-acqua elettrica.
4- Destinazione d’uso con utilizzo continuativo/non continuativo e orizzontamenti in acciaio controsoffittati: pannelli radianti a soffitto preassemblati.
L’inerzia termica risultante è bassa e si ottengono pertanto i medesimi vantaggi dell’ipotesi 1; si ottiene anche lo spazio per l’alloggiamento di eventuali ed ulteriori impianti temporanei.
Tale soluzione si presta bene ad essere accoppiata al rifacimento degli orizzontamenti utilizzando un’orditura in acciaio.
La tipologia del sistema di alimentazione più ragionevole e vantaggioso (gas o elettricità) dipende in primo luogo dalla destinazione d’uso dei locali.
L’adozione di una alimentazione totalmente elettrica con pompa di calore reversibile è una scelta probabilmente più vantaggiosa dal punto di vista economico (minori costi di gestione) e di sostenibilità, ma richiede un utilizzo non saltuario dei locali.
Per un utilizzo saltuario si presta maggiormente l’utilizzo di una alimentazione a gas per il riscaldamento e di una alimentazione elettrica per il raffrescamento e l’acqua calda sanitaria.
VALUTAZIONI SUL SISTEMA DI ALIMENTAZIONE DELL’IMPIANTO DI CLIMATIZZAZIONE
In questo paragrafo è illustrata un’analisi preliminare di sostenibilità ambientale comparativa secondo i parametri del LCA (Life Cycle Assessment): le due soluzioni oggetto di analisi sono il rifacimento degli orizzontamenti con orditura primaria in legno oppure il loro rifacimento con travi in acciaio.
L’analisi LCA permette di analizzare e valutare le implicazioni ambientali di prodotti (bene o servizio) lungo tutto il ciclo di vita, comprendendo quindi l'estrazione e la lavorazione delle materie prime, la fabbricazione del prodotto, il trasporto e la distribuzione, l'utilizzo e l'eventuale riutilizzo del prodotto o delle sue parti, la raccolta, lo stoccaggio, il recupero e lo smaltimento finale dei relativi rifiuti.
Viene quindi eseguita una valutazione numerica delle prestazioni ambientali dei diversi materiali da costruzione, in modo da poter scegliere quello più idoneo per una determinata applicazione.
I confini del sistema sono costituiti dalle seguenti fasi:
o estrazione e produzione dei materiali;
o messa in opera;
o uso durante la vita utile del fabbricato;
o fine vita (demolizione della struttura e smaltimento dei materiali).
ANALISI COMPARATIVA LCA FRA ORIZZONTAMENTI IN LEGNO ED ACCIAIO
Fonte Centro Studi Università Federico II di Napoli - Software utilizzato Sima-Pro
Dalle risultanze dell’analisi comparativa, utilizzare come materiale da costruzione travi in acciaio in luogo di travi di legno, risulta essere migliore dal punto di vista della sostenibilità ambientale di circa il 10%.
Stima preliminare per l’edificio oggetto dell’appalto.
Viene considerato l’indicatore Potenziale di Riscaldamento Globale (GWP - Global Warming Potential) che descrive il contributo delle emissioni dell’effetto serra ed è misurato in kg di CO2
equivalenti.
L’utilizzo di travi in acciaio può comportare ulteriori vantaggi:
- ai fini della sicurezza, si ottengono sezioni minori rispetto al legno con conseguenti minori pesi propri e quindi minori difficoltà di movimentazione e posizionamento in opera
- nuovi solai in acciaio potrebbero essere nascosti alla vista da controsoffitti ai quali affidare importanti funzioni ai fini del contenimento energetico
- riduzione delle notevoli altezze di interpiano presenti allo stato attuale con conseguente riduzione del fabbisogno di energia di climatizzazione
- possibilità di alloggiamento nel controsoffitto delle serpentine dell’eventuale radiante.
PREVENZIONE INCENDI
Per quanto riguarda i solai, ad eccezione di quelli dei locali tecnici e di quello del locale con cassettone che verranno realizzati con travi in acciaio, è stata preferita una soluzione progettuale con travi e tavolato in legno.
Tale soluzione, presa in accordo con la Soprintendenza, consentirà di recuperare per quanto possibile i tavolati esistenti ma non consentirà alle strutture di avere caratteristica REI mantenendo di fatto solo quella relativa alla resistenza al fuoco R utilizzando sezioni per le travi di legno di adeguate dimensioni.
Ai fini antincendio, compatibili con la futura destinazione d’uso di spazio museale, vi sarà la possibilità di realizzare una compartimentazione verticale isolando opportunamente il nuovo vano scala che si prevede di realizzare.
Dettaglio nuovo vano scala – Piano Terra
Dettaglio nuovo vano scala – Piano Primo
Dettaglio nuovo vano scala – Piano Secondo
Tale nuovo corpo scala con ascensore funzionale alla futura destinazione espositiva permetterà l’accesso ai vari piani in una soluzione di continuità anche ai soggetti diversamente abili.
Posizionando porte di resistenza REI con congegno di autochiusura in tutti i punti di accesso al nuovo vano scala per ogni piano si potrà realizzare una scala protetta ai sensi del D.M 30/11/1983 e successive modifiche ed integrazioni.
DIMENSIONAMENTO PRELIMINARE VASCA DI RACCOLTA ACQUE BIANCHE
SCHEMA RACCOLTA ACQUE BIANCHE/NERE
DIMENSIONAMENTO PRELIMINARE VASCA DI RACCOLTA ACQUA PIOVANA
PIANTA DELLA COPERTURA
Dimensionamento preliminare vasca raccolta acque
Dimensionamento preliminare vasca raccolta acque
DATI PLUVIOMETRICI
Dimensionamento preliminare vasca raccolta acque
SCHEMA RACCOLTA ACQUE BIANCHE/NERE Dimensionamento preliminare vasca raccolta acque
VEDI TAVOLA S2/H
