Un esempio virtuoso di efficientamento energetico e qualità dell’aria interna

La direttiva EPBD (Energy Performance of Buildings Directive) dell’Unione Europea mira ad ottenere uno stock edilizio ad emissioni zero entro il 2050 con un obiettivo di riduzione dei consumi energetici dell’11,7% già entro il 2030. Edifici a emissioni zero dovranno, inoltre, integrare strategie di benessere indoor garantendo ambienti salubri, supportati da sistemi di ventilazione e filtrazione avanzati che sfruttino il moni­toraggio dell’indoor air quality (IAQ) attraverso la misurazione di parametri come la CO2, l’umidità, la VOC e la presenza di partico­lato. È chiaro come la vita di ognuno dipenda da ogni singolo re­spiro: un gesto meccanico che ricorre almeno 20.000 volte ogni giorno. Ciò che non è evidente è che 18.000 dei nostri respiri, il 90%, avvengono normalmente in ambienti chiusi. L’IAQ ha infatti un impatto considerevole nella vita delle persone: sulla loro salute e sul loro benessere.

Colonial, con un portafoglio di oltre 1 milione di metri quadri di immobili commerciali, è considerata la piattaforma leader nel segmento prime office in Europa. L’azienda ha una forte pre­senza nelle principali aree business di Barcellona, Madrid e Pa­rigi gestendo e sviluppando edifici a reddito, con un focus ben centrato su sostenibi­lità e trasformazione urbana. Per l’azienda garantire un’adeguata qualità dell’aria, e allo stesso tempo conte­nere i consumi ener­getici, è una sfida prio­ritaria che deve essere affrontata ricorrendo alle migliori tecnologie disponibili e all’integra­zione tra i diversi com­ponenti che possono costituire il sistema di ventilazione, condi­zionamento e trattamento dell’aria.

L’esigenza del cliente

Negli immobili destinati al settore terziario, il benessere e la sa­lute degli occupanti non sono solo un valore aggiunto, ma rap­presentano un fattore strategico: ambienti confortevoli e salubri si traducono in una riduzione delle assenze dal lavoro, maggiore produttività e fidelizzazione del personale. La progettazione dei sistemi di ventilazione e climatizzazione deve essere gestita con estrema cura e attenzione.

L’attenzione per l’IAQ si esplica non solo in un controllo accu­rato del ricambio dell’aria con conseguente abbattimento delle concentrazioni di inquinanti ma anche nel controllo della per­centuale di umidità presente. Il diagramma di Scofield-Sterling dimostra che il range di umidità ottimale per la salute umana è tra il 40% e il 60% di umidità relativa (figura 1).

In particolare, nei periodi invernali, l’utilizzo del riscaldamento introduce infatti nei nostri edifici un fattore deleterio per la salute umana: l’abbattimento del grado di umidità fino a valori inferiori al 12%. Essa deve essere reintrodotta perciò meccanicamente per riportare le condizioni dell’aria ad uno stato di salubrità.

Aria secca infatti significa per esempio un peggioramento del­le condizioni del sistema immunitario maggiormente esposto a patologie allergiche e immunologiche e una maggiore diffusio­ne di virus e batteri che restano sospesi nell’aria sotto forma di aereosol. L’utilizzo di sistemi di umidificazione nelle unità di trattamento dell’aria degli edifici consente di mantenere sempre l’umidità nel range ottimale assicurando salute e benessere agli occupanti degli spazi interni.

L’edificio Ciudad de Granada, di proprietà di Inmobiliaria Colo­nial SFL e situato a Barcellona, era già stato progettato secondo questo approccio e vedeva un sistema di umidificazione isoter­mica Carel installato nella propria unità di trattamento dell’aria fondamentale per mantenere le condizioni di comfort e qualità dell’aria interna richieste per un edificio: 21 °C e 50% RH. La sfida per Inmobiliaria Colonial SFL, comune a molti edifici di tipo commerciale, riguardava il miglioramento dell’efficienza energetica dei suoi sistemi di climatizzazione, responsabili di un’alta percentuale del consumo totale dell’edifici.

Nell’ambito del suo piano di sostenibilità, Colonial cercava infatti un’alternativa ai sistemi tradizionali di umidificazione a vapore con tecnologia ad elettrodi immersi, il cui consumo energetico è elevato e poco compatibile con gli obiettivi di riduzione dell’im­pronta di carbonio.

La soluzione Carel: il sistema di umidificazione adiabatica ad alta pressione humiFog

Carel si è proposta a Colonial come partner tecnologico suppor­tando l’azienda in questa transizione verso edifici più performanti e conformi agli standard energetici. Sopralluoghi in sito per ana­lisi delle condizioni operative, visite tecniche per la verifica degli impianti esistenti, attività di dimensionamento dei componenti e affiancamento nella fase di progettazione hanno condotto alla decisione di procedere con un progetto pilota: sostituzione del sistema di umidificazione isotermica humiSteam con un sistema di umidificazione adiabatica ad alta pressione humiFog in una delle unità di trattamento aria dell’edificio (CL1) (figure 2 e 3).

L’altro condizionatore dell’edificio, CL2, è stato designato come unità di riferimento nello studio comparativo e mantenuto con tecnologia isotermica. Nel climatizzatore CL1 erano stati in­stallati due gruppi di umidificatori a elettrodi con una potenza elettrica rispettivamente di 97,5 kW e 11,25 kW, per un totale di 108,75 kW. Nel climatizzatore CL2 era stato installato un unico umidificatore a elettrodi con una potenza elettrica di 97,5 kW. La potenza elettrica totale di umidificazione per entrambi i climatiz­zatori era quindi di 206,25 kW.

Al fine di ridurre la potenza elettrica necessaria e il costo di eser­cizio (kWh), è stata proposta l’installazione del sistema adiaba­tico ad alta pressione Humifog Touch multizone, la cui stazione di pompaggio è stata dimensionata per poter servire in futuro entrambi i climatizzatori con una potenza elettrica richiesta di soli 3 kW (figura 4). Inizialmente è stato effettuato un test pilota sul climatizzatore CL1 e, una volta verificato il corretto funzionamento, lo stesso impianto, già dimensionato a tale scopo, sarà utilizzato anche per servi­re il climatizzatore CL2, aggiungendo la cabina adiabatica, all’interno della quale saranno collocati il rack di di­stribuzione di acqua nebulizzata e il separatore di gocce.

Perché sostituire un sistema di umidificazione isotermico con uno adiabatico?

Umidificare significa aumentare la percentuale d’acqua presente nell’a­ria. Un sistema isotermico di umidificazione porta a termine que­sto processo attraverso l’introduzione di vapore a 100°C men­tre un sistema adiabatico riduce l’acqua in goccioline finissime affinché esse possano essere assorbite dall’aria circostante. I sistemi isotermici consumano quindi grandi quantità di energia per riscaldare l’acqua e generare vapore circa 750 W per ogni kg/h di vapore prodotto, mentre l’umidificazione adiabatica ne­cessita solo dell’energia necessaria per alimentare una pompa che atomizzi l’acqua per spruzzarla all’interno di una condotta sotto forma di micro-goccioline. Questo processo, evitando il dispendio di energia necessario all’ebollizione dell’acqua per la generazione di vapore riduce drasticamente l’energia elettrica necessaria per l’umidificazione a soli 4,5 W (figura 5).

In particolare, la scelta del sistema di umidificazione adiabatica è ricaduta sul sistema ad alta pressione humiFog multizone Tou­ch per tre motivi principali:

• grazie alla modulazione avanzata, il sistema si adatta alle reali esigenze di umidificazione, sfrutta il 95% dell’acqua nebulizza­ta, evita condensa e riduce i consumi energetici;
• la possibilità di realizzare un impianto multizona sostituendo gli umidificatori esistenti con un’unica stazione di pompaggio con conseguenti vantaggi da un punto di vista di riduzione dei costi di installazione e manutenzione del sistema;
• facilità di gestione e configurazione del sistema da un unico punto di accesso.

La soluzione è stata integrata nel sistema di gestione dell’edificio (BMS), consentendo il monitoraggio, la visualizzazione e l’analisi dei dati sul consumo energetico e idrico in tempo reale.

Questa connettività è stata fondamentale per monitorare co­stantemente i risultati e prendere decisioni strategiche sulla ge­stione dell’edificio. L’integrazione di questa soluzione ha eviden­ziato numerosi vantaggi:

• risparmio energetico immediato: le misurazioni hanno mostra­to una riduzione del 93,4% dei consumi elettrici rispetto alla tecnologia a elettrodi;
• gestione intelligente: grazie all’integrazione nel BMS, i respon­sabili dell’edificio possono valutare i consumi, ottimizzare i pa­rametri di funzionamento e anticipare eventuali incidenti;
• sostenibilità reale: sebbene il consumo di acqua sia legger­mente aumentato a causa dell’utilizzo dell’osmosi inversa, il bilancio complessivo è stato altamente positivo, in linea con gli obiettivi di decarbonizzazione dell’azienda;
• affidabilità e continuità: la tecnologia Carel garantisce precisio­ne nel controllo dell’umidità, facilità di integrazione e supporto tecnico specializzato;
• razionalizzazione dei costi dell’umidificazione nei sistemi mul­ti centrale grazie alla modalità multizona: il sistema di umidi­ficazione adiabatico è già stato progettato per servire anche la seconda UTA. humiFog consente di utilizzare un’unica sta­zione di pompaggio per servire diversi sistemi di distribuzione (RACK) installati nelle varie UTA, una caratteristica che lo ren­de un prodotto unico sul mercato;
• facilità di installazione grazie al rack precablato e montato in fabbrica;
• scalabilità: il successo del test pilota rende l’edificio Ciudad de Granada un modello di riferimento per applicare sistemi di umidificazione adiabatica in altri edifici di proprietà di Colonial;
• nessun compromesso sull’igiene e sulla sicurezza: certificazio­ne VDI6022 per il sistema adiabatico humiFog.

Lavorare su progetti di retrofit con Humifog, quando è disponibile lo spazio necessario per proporre la sostituzione, risulta un processo rapido e semplice. La griglia degli ugelli viene fornita completamente assemblata e cablata in fabbrica, facilitando così l’installazione, mentre il separatore di gocce si distingue per la sua facilità di montaggio. Inoltre, uno degli aspetti più gratificanti è constatare come il cliente percepisca quasi immediatamente la riduzione dei consumi energetici una volta che il sistema entra in funzione, soprattutto se confrontato con il consumo precedente di un sistema isotermico. Questo miglioramento tangibile in termini di efficienza rappresenta senza dubbio uno dei principali punti di forza di queste soluzioni – RAMON COMADRAN MARTIN, Technical Sales di Carel Iberica

I risultati

Dopo diversi mesi di funzionamento, il sistema si è dimostrato af­fidabile, efficiente e sostenibile. Il 93,4% di risparmio energetico ottenuto nel progetto rappresenta un cambiamento di paradig­ma nella gestione della climatizzazione, consentendo a Colonial di progredire nel suo impegno per l’efficienza energetica e la ri­duzione delle emissioni.

Il progetto dell’edificio Ciudad de Granada conferma che i siste­mi di umidificazione adiabatica non solo rispondono alle esigen­ze tecniche di un edificio moderno, ma sono anche una soluzio­ne strategica per il futuro della climatizzazione in uffici e grandi impianti: meno consumo, maggiore comfort e un importante contributo alla sostenibilità.