Semplicità nella complessità

climatizzazione l'impianto del mese
Due grandi volumi a forma di L appoggiati l'uno all'altro che si sviluppano
a partire da una piattaforma comune in parte sotterranea per poi rincon­
trarsi al livello più alto creando una struttura sospesa a sbalzo ad un' altez­
Semplicità
nella complessità
za di 230 metri. La nuova sede della China Centrai Television (CCTV), la cui
ultimazione è prevista per le Olimpiadi di Pechino del 2008, rappresenta il
futuro fulcro del nuovo Centrai Business District della capitale cinese, per il
quale è prevista la costruzione di 300 edifici di grande altezza.
Costruito su un'area di 20 ettari l'edificio è firmato dal famoso architetto
olandese Rem Koolhaas e dal progettista di origine tedesca Ole Scheeren,
La nuova monumentale sede della televisione
cinese, attualmente in costruzione a Pechino,
entrambi dell'Office for Metropolitan Architecture (O MA), a capo di un
team di progettazione internazionale Gli architetti lo definiscono "una co­
stellazione iconografica di due grattacieli che occupano In maniera attiva lo
presenta una articolata struttura tridimensionale
spazio urbano, una nuova icona ....non la prevedibile torre bidimensionale
nella quale gli impianti tecnologici si integrano
che spicca il volo verso lo skyline, bensì un'architettura tridimensionale,
con caratteristiche di risparmio energetico e di
una sorta di calotta che abbraccia simbolicamente l'intera cittadinanza".
semplicità nella taratura e nella gestione.
Il progetto, vincitore nel dicembre del 2002 del concorso internazionale
bandito dalla BeiJing International Tendering Co, si candida a diventare
una delle più notevoli architetture del XXI secolo, grazie alla capacità di
esplorare la complessità degli spazi, all'integrazione tra pubblico e privato
e alle soluzioni tecnologiche sviluppate attraverso una serie di simulazioni
grafiche. La sede della CCTV avrà una superficie complessiva di 465 mila
di Luca Stefanutti
Uj
RCI n.41200?
metri quadrati, all'interno dei quali troveranno spazio gli uffici amministra-
'EDIFICIO IN CIFRE
Concorso di progettazione: 2002
Inizio costruzione: Settembre 2004
Fine lavori: 2008
Superficie complessiva: 575.000 m 2
CCTV: superficie totale 465.000 m 2
amministrazione 75.000 m 2
uffici programmazione 65.000 m 2
produzione news 70.000 m 2
broadcasting 40.000 m 2
produzione programmi 120.000 m 2
servizi per il personale 30.000 m 2
parking 65.000 m 2 .
TVCC: superficie totale 95.000 m 2
hotel 52.000 m 2
spazi pubblici 23.000 m 2
parking 20.000 m 2 •
Edificio Servizi: 15.000 m 2
Altezza massima: 230 m
I PROTAGONISTI
DELL'IMPIANTO
Committente:
China Centrai Television
Progetto architettonico:
OMA (Rem Koolhaas e aie Scheren) - Rotterdam,
tivi e commerciali, gli studi di registrazione
È inoltre prevista la realizzazione del Media
ed i centri di produzione (figura 1)
Park, un parco pubblico per il tempo libero
Sebbene sia alta ben 230 metri, la strut­
con aree per riprese TV all'esterno.
tura non si presenta come un tradizionale
grattacielo, bensì come un alternarsi con­
Impianti a tutta aria
tinuo di sezioni orizzontali e verticali col­
Sulla base delle esperienze vissute nelle
legate tra loro che, più che puntare verso
attuali sedi della CCTV la scelta è caduta
il cielo, danno forma ad una imponente
su sistemi a volume d'aria variabile VAV.
ed innovativa scultura urbana. La facciata
L'analisi dei dati climatici di Pechino effet­
esterna dell'edificio è rivestita con una re­
tuata da Arup indica che vi sono lunghi
te irregolare formata da sostegni diagonali
periodi dell'anno in cui è possibile sfrutta­
in acciaio, espressione della forza che at­
re il funzionamento dell'impianto VAV in
traversa la struttura.
regime di free cooling (figura 2). Vaste zo­
L'intervento complessivo prevede anche la
ne dell'edificio funzionano inoltre in conti­
costruzione di un secondo grande edifi­
nuo 24 ore al giorno ed altre a lungo nel
il Television Cultural Center (TVC C),
periodo serale, aumentando i benefici del
destinato ai servizi, alla ricerca e alla for­
free cooling con il sistema VAV. La scelta
cio,
mazione. Esso comprenderà, in un'area
di un sistema a tutta aria è stata effettuata
complessiva di 95 mila metri quadrati, un
dopo aver considerato altre opzioni. Gli
albergo a cinque stelle, un centro per i vi­
impianti a soffitti radianti e travi fredde di
sitatori, un teatro da 1.500 posti a sedere
tipo passivo sono stati scartati in quanto
ed ampi spazi espositivi.
i carichi di raffreddamento interni nella
NewYork, Pechino; con ECADI (East China Architecture
& Design Institute) - Shanghai
Progetto strutturale ed impiantistico:
Arup - Londra, Hong Kong, Pechino
Facciate continue:
Front, NewYork
Progettazione Broadcast:
ECADI,Shanghaie
SandyBrown Associates, Londra
Illuminazione:
Lighting Pl.anners Associates, Tokyo
Acustica:
Dorsser Blesgraaf, Einclhoven
Scenografie:
DuckS Scéno, Francia
Trasporti verticali:
L.erch Bates & Associates, Londra
Consulenza edifici a grande altezza:
DMJMH+N, Los Angeles
Progetto paesaggistico:
Inside/Outside, Amsterdam
Buildability:
Stephen Scanlon, San Diego
Consulenza strategica:
Oingyun Ma, Shanghai
.g~
E~
~5J~
~lg
Rei n.4I200?
1 Funzioni e lay-out dell'edificio CCTV.
ascensori vip
tower
lobby
tower
lobby
/
public
lobby
SPAZI E PERCORSI PUBBLICI
______ sky studio
open
studìos
maggior parte delle zone andavano oltre .
100% di aria esterna per il free cooling.
la resa fornita da questi sistemi. Travi fred­
Da una valutazione iniziale è emerso che
de attive e fan-coi I a 4 tubi sarebbero state
sarebbero state necessarie più di 150 cen­
possibili opzioni alternative. Tuttavia nella
trali, ubicate principalmente lungo il pre­
scelta hanno pesato alcune caratteristiche
zioso spazio perimetrale, e che avrebbero
di questi impianti, quali il rischio di perdi­
richiesto una manutenzione periodica con
te d'acqua e dì formazione di condensa
accesso da zone operative.
e, per i fan-coi!, la necessità di manuten­
Il team di progettazione ha deciso quindi
zione periodica dei filtri e dei ventilatori
di optare per nove centrali tecniche prin­
posti nel controsoffitto degli ambienti. In
cipali dell'aria, con la soluzione insolita di
particolare la presenza di tubazioni di ac­
avere una serie di grandi unità di tratta­
qua refrigerata e di scarico della condensa
mento collegate in parallelo che servono
nei controsoffitti, o comunque a soffitto,
le grandi colonne montanti di mandata e
è stata considerata inaccettabile data la
di ripresa poste nel nucleo centrale (figu­
necessità di ridurre al minimo il rischio di
ra 4) Ogni centrale tecnica serve blocchi
gocciolamenti e di perdite con conseguen­
composti da 10 a 20 piani, con velocità
te danno alle apparecchiature televisive.
dell'aria ad alta velocità nelle colonne
La scelta ottimale è stata quindi considerata
montanti (15 m/s in quella di mandata e
quella dei sistemi a tutta aria VAV con po­
12 m/s in quella di ripresa), che si riduco­
striscaldamento terminale di zona. Essendo
no nella distribuzione di piano.
la struttura tutta in acciaio, i controsoffitti
La configurazione di una centrale tecni­
sono abbastanza profondi per contenere
ca tipo prevede sei unità di trattamento
canali d'aria di grandi dimensioni e per es­
Quando la portata d'aria richiesta diminui­
sere impiegati come plenum per convoglia­
sce, il sistema di regolazione arresta una
re l'aria di ripresa.
delle UTA e modula la velocità del venti­
Dato che gli studi TV variano sia nel forma­
della portata richiesta permettono di arre­
con elevato affollamento a meno di 100 m 2
stare più unità, mantenendo così il nume­
con ridotta occupazione) sia nell'ubicazione
ro minimo di UTA funzionanti al massimo
to (con superfici che vanno da 2.000 m
STUDI TELEVISIVI
x;;;;~?7l-'
latore di quelle restanti. Ulteriori riduzioni
2
(dai piani interrati fino al cinquantesimo
dell'efficienza. All'aumentare del carico ii
piano), le soluzioni adottate si adeguano
ciclo si inverte e le UTA vengono collegate
alle diverse caratteristiche.
in sequenza all'impianto.
livello executive
Gli studi più grandi sono stati suddivisi in
Ogni zona di piano può essere isolata
zone e sono dotati di centrali di tratta­
dalle colonne montanti di mandata e di
mento aria dedicate con collegamento
ripresa mediante serrande motorizzate,
diretto all'aria esterna. Ai livelli più alti
permettendo di isolare le zone non occu­
questa soluzione non era fattibile, quindi
pate e lasciando le altre zone in funzio­
sono state previste piccole centrali tecni­
namento normale
che ubicate in locali adiacenti agli studi,
con l'aria di ventilazione fornita dal sicentro
/'i~-'>::I='L-~~-benessere
VIP lounge
cucina centrale
mensa staff
AREE PER STAFF E VIP
1.1 ~
~u
Rei n.4'2007
stema VAV (figura 3)
Una volta stabilito ii concetto ba­
Dato che il committente era fortemente
se, è stato necessario valutare la
sonale ed eccellenti condizioni di lavoro, e
posizione ed il formato delle centrali.
considerando che Pechino presenta elevati
Se fossero state usate centrali tecniche
palestra
Salute e benessere
interessato a garantire il benessere del per­
livelli di inquinamento atmosferico, è sta­
per ogni piano esse avrebbero dovuto es­
to previsto l'impiego in tutte le UTA di un
sere adiacenti alla facciata per utilizzare il
sistema di filtrazione a due stadi integrato
acqua refrigerata
3 Schema funzionale dell'impianto VAV per gli Studios.
centrale
frigorifera
silenziatori
da filtri a carboni attivi in modo da ridurre
al minimo i livelli di contaminanti che en­
cassetta VAV
trano nell'edificio. Il committente ha inol­
tre richiesto un livello minimo del 40% di
umidità relativa, non tanto per proteggere
diffusori a bassa velocità
le apparecchiature televisive dall'elettrici­
aria di ripresa estratta
attraverso i corpi
illuminanti
tà statica, per cui sarebbero bastati livel­
li più bassi, ma piuttosto per assicurare il
-
benessere delle persone. L'esperienza ha
dimostrato che i problemi respiratori del
personale si riducono quando i livelli ele­
)
UFFICI/SPAZI DI SUPPORTO
vati di umidità aumentano.
CENTRALE
TECNICA STUDIO
STUDIO
Durante la progettazione degli impianti,
lo scoppio dell'emergenza SARS ha cau­
all'interno del posto di lavoro. Il team di
teatro da 1500 posti, sale cinematografi­
sato notevoli ripercussioni in Cina ed un
progettazione ha comunque deciso che
che e grandi studi radiofonici (figura 5)
forte impatto sui requisiti degli impianti di
le UTA al servizio delle aree dedicate alle
Le camere dell'hotel sono dotate di un
tradizionale impianto a fan-coil a 4 tubi,
climatizzazione, data la preoccupazione
trasmissioni televisive siano dotate di se­
che essi potessero diffondere l'infezione
zioni di riscaldamento e di umidificazio­
mentre le altre aree sono servite da si­
nell'edificio.
ne dimensionate in modo tale
da poter
stemi a tutta aria. Il teatro è uno spazio
Le analisi condotte da Arup sui rapporti
funzionare in caso di emergenza senza
complesso con poltrone mobili in platea,
emessi dal governo di Hong Kong e dal­
ricircolo. In caso di una futura situazio­
un palcoscenico ed una fossa d'orchestra
l'Organizzazione Mondiale della Sanità
ne di infezione il funzionamento con aria
regolabili a più livelli ed una grande gal­
sulle modalità di diffusione
della SARS
esterna al 100% permetterebbe a queste
leria con 1.000 posti. Di conseguenza
hanno confermato che essa avviene at­
zone di continuare a operare con rischio
sistema di climatizzazione deve rispondere
traverso particelle di aerosol. Dato che
ridotto di diffusione.
alle diverse configurazioni del palco e della
tutta l'aria ricircolata attraversa i filtri del­
il
sala Le zone della galleria sono dotate di
le UTA, in grado di arrestare gli aerosol,
L'edificio TVCC
plenum sottopavimento suddiviso in zone
risulta altamente improbabile che gli im­
La torre del TVC C (Television Cultural
che alimenta diffusori da poltrona, mentre
pianti possano contribuire alla diffusione
Centre) comprende funzioni multiple: un
l'atrio, la platea e la fossa d'orchestra sono
di questa infezione, che invece si verifica
hotel da 280 stanze con ristoranti, sale da
trattati con sistemi a volume variabile con
principalmente tramite il diretto contatto
ballo ed un'area benessere e palestra, un
diffusori a dislocamento. Per gli studi di re­
gistrazione, che richiedono livelli di rumori
100%
molto bassi, sono state previste centrali
riscaldamento
16%
dedicate dotate di elevata insonorizzazio­
ne, canali di distribuzione dell'aria a bassa
75%
velocità e diffusori a dislocamento a bas­
free
cooling
27%
50%
25%
sissimo livello sonoro posti a pavimento.
free
cooling
parziale
43%
l'edificio servizi
Ai livelli fuori terra l'edificio servizi potrà
minima
aria esterna
14%
accogliere uno staff di sicurezza interno
composto da 200 persone, più i garage
e gli spazi di manutenzione per i veicoli
o
delle troupe TV esterne
J
F
M
A
M
J
J
A
2 Modalità di funzionamento dell'impianto VAV nel corso dell'anno.
§~
d~
Rei n.41200?
s
o
N
D
Le tom di raffreddamento montate in
copertura a servizio dei chiller ed i raf­
freddatori dei generatori hanno richiesto
~~~~~~~;=::=:::::~4Ubicazione delle centrali di trattamento aria.
secondarie la distribuiscono ai livelli infe­
11+13+13
piani multibusiness,
altezza 4,25 m
riori e alle centrali tecniche poste ai livelli
intermedi, dove scambiatori di calore a
piastre e pompe terziarie
7 + 22
piani produzione,
altezza 5 m
12
12
di 2 MW e delle "zone essenziali" con un
piano terra
altezza 6 m
12
..---.--­
presa aria esterna
sioni operative.
tiche" con un carico di raffreddamento
_E._ D ~
jI
separazione idraulica per limitare le pres­
Sono previste delle cosiddette "zone cri­
-;5~ -45-t5-4~~
3 piani interrati, ['
altezza 5 m + 4 m + 4 m - ,
assicurano la
carico di raffreddamento supplementare
circa di 8 MW
espulsione aria
Le zone critiche sono servite dalla rete
principale dell'acqua refrigerata e da un
8
portata aria montanti
18 m3/sec
centrali tecniche
secondo sistema posto in parallelo, sepa­
® Amministrazione ® Multibusiness © Produzioni televisive
@Trasmissioni televisive
® Produzione
rato dal punto di vista idraulico. Questo
sistema ed i relativi sistemi di supporto
sono alimentati dal gruppo elettrogeno
2§
Ih
Rei n.4I2DD?
un'attenta selezione acustica per far fron­
sili hanno dimostrato che questa taglia
ed utilizzano uno dei piccoli chiller op­
te alle richieste di limitato impatto acusti­
del sistema di accumulo ne permette un
pure il sistema di accumulo come fonte
di raffreddamento critica. Se uno dei chil­
co nelle zone circostanti.
impiego efficiente durante tutto l'anno.
Ai livelli interrati l'edificio contiene il cuore
Torri di raffreddamento multiple (nomi­
ler più grandi è disponibile ed una delle tre
operativo di tutto il complesso, con l'in­
nalmente due per ogni grande chiller)
fonti di alimentazione elettrica è operativa,
possono essere soddisfatti anche i carichi di
gresso delle reti elettriche, i trasformatori,
servono la centrale frigorifera, una scelta
i generatori elettrici di riserva, la centrale
che permette di avere il numero minimo
raffreddamento delle zone essenziali.
frigorifera dotata di sistema di accumulo
di torri funzionanti per soddisfare il ca­
Questa gerarchia nella gestione del carico
di ghiaccio, e l'ingresso della rete di teleri­
rico con rendimento ottimale. Una torre
permette il raffreddamento delle funzioni
scaldamento collegata con scambiatori di
di raffreddamento con circuito idraulico
critiche di broadcasting con un sostegno
calore e stazione di pompaggio.
separato garantisce il free cooling
limitato da parte del generatore, nonché
del­
Il committente aveva precise richieste in
l'acqua refrigerata quando le temperatu­
l'operatività di gran parte della struttura
fatto di quantità e taglia dei chiller. Dato
re esterne sono abbastanza basse.
se è disponibile una delle fonti di alimen­
che il carico di raffreddamento di pun­
Mediante la combinazione dell'impiego
tazione elettrica.
ta, pari a 64 MW, è risultato maggiore
di questa torre con il sistema di accumulo
di quello originalmente previsto, è stato
di ghiaccio e con i chiller più piccoli, i ri­
Commissioning e taratura
necessario raggiungere un compromes­
dotti carichi di raffreddamento in regime
Il commissioning e la taratura sono stati
so. Per garantire un tender
invernale potranno essere gestiti con ri­
considerati aspetti fondamentali per il fun­
mero sufficiente di fornitori, la taglia dei
tra un nu­
dotti consumi di energia.
zionamento corretto degli impianti. Arup
chiller è stata limitata a 10 MW: è stato
Queste strategie, accoppiate con l'impie­
ha stabilito fin dalla fase iniziale che era
quindi necessario prevedere sei macchi­
go di pompe a portata variabile per l'ac­
essenziale che gli impianti HVAC, benché
ne (una in standby), più due refrigeratori
qua refrigerata e l'acqua di condensazio­
di grande taglia e complessità, fossero og­
più piccoli da 2 MW che assicurano un
ne, nonché con l'uso di centrali VAVa più
getto di operazioni di taratura semplici e
funzionamento efficiente ai bassi carichi.
stadi ad elevata efficienza, permetteran­
rapide, una volta
In aggiunta è stato previsto un refrige­
no una gestione efficiente dei consumi di
teristiche tecniche sono state previste nel
ratore di glicole a bassa temperatura da
energia, con significative riduzioni dell'as­
progetto per realizzare questo scopo. Gli
installati. Diverse carat­
10 MW che servirà il sistema di accumulo
sorbimento rispetto a sistemi tradizionali.
impianti VAV e le reti idroniche sono state
di ghiaccio capace di fornire 2110 MWh
L'acqua refrigerata è distribuita ai livelli
sottoposte ad un processo di commissio­
di energia frigorifera. Le analisi predittive
interrati dei due edifici
principali attra­
ning teorico, prendendo in considerazione
dei carichi di raffreddamento medi men­
verso un cunicolo di servizio. Le pompe
i valori massimi e minimi dei parametri e
§i~j~ ristorante
5 Funzioni e lay-out dell'edificio TVCc.
regolatori intelligenti per le cassette VAV.
Essi assicurano, infatti, una notevole fles­
sibilità nella futura riconfigurazione delle
--
==
cassette in caso di modifica di destinazio­
ne d'uso degli ambienti, oltre ad essere in
camere albergo
grado di garantire il controllo ed il coman­
do a distanza da parte degli operatori, con
studi
televisivi
y
teatro
televisivo
~
cinema"
cucinè
lobby hotel
notevoli benefici economici dal punto di
palestra
spazi
espositivi
vista della gestione e manutenzione in un
edificio di grandi dimensioni.
La regolazione dell'impianto di acqua re­
71
/
\
frigerata nell'edificio servizi ha presentato
una sfida particolare. Si tratta infatti della
combinazione tra un circuito secondario a
I I I
I
portata variabile, tradizionale ma di grande
ascensori
taglia, ed un circuito primario a portata co­
stante a più stadi, con pompe primarie in
prevedendo tutti i componenti essenziali
La rete dell'acqua di condensazione com­
sequenza, il tutto basato sull'esatta misura
necessari per consentire un bilanciamento
prende diverse dispositivi
della portata nella linea primaria di by-pass
di taratura per
efficace degli impianti.
garantire che ogni refrigeratore d'acqua e
La complessità risiede nel circuito primario,
I sistemi VAV sono stati progettati per esse­
torre di raffreddamento riceva la corretta
che prevede chiller di media e grande ta­
re auto-bilancianti, con bassi livelli acustici
portata d'acqua.
glia, serviti da pompe primarie di diversa
di misurazione e di regolazione delle porta­
Regolazione e supervisione
di accumulo di ghiaccio, un refrigeratore
te d'aria sono stati previsti su tutti gli stac­
Ogni edificio è dotato di un proprio sistema
di glicole ed uno scambiatore di calore a
di funzionamento come priorità. Dispositivi
chi dai montanti, mentre le unità terminali
di automazione BAS, gestito e condotto in
piastre per il free cooling.
VAV forniscono la regolazione locale
modo indipendente, ma collegato con la
Il sistema di accumulo di ghiaccio utilizza
Le reti di distribuzione dell'acqua calda
rete dati, dato che sia l'edificio CCTV che
il refrigeratore di glicole e prevede il fun­
e refrigerata
9~
!d
Rei n.41200?
potenza, in combinazione con un sistema
sono state anch'esse pro­
quello TVCC devono comunicare con l'edi­
zionamento di scambiatori di calore a pia­
gettate per consentire un livello minimo
ficio servizi. L'accesso utente awiene attra­
stre e pompe nelle modalità di carico (con
di taratura in cantiere, realizzato posi­
verso le workstation dell'operatore poste in
formazione del ghiaccio) oppure di scarico
zionando in modo strategico valvole di
ogni edificio e un sistema di gestione BMS
(con scioglimento del ghiaccio e fornitura
bilanciamento a pressione differenziale,
fornisce l'accesso comune al BAS e ad altri
del raffreddamento all'acqua refrigerata)
generalmente ad ogni piano
sottosistemi presenti nella struttura.
La strategia di funzionamento del sistema
è stata concepita per sfruttare al meglio
Una volta tarate al massimo carico le val­
I sistemi di climatizzazione sono basati sul­
vole prowedono alla autoregolazione del­
l'impiego di valvole a due vie con porta­
le tariffe elettriche. In pratica quando le
l'impianto a tutti i carichi parziali. Una tara­
ta a volume variabile, un concetto ancora
tariffe sono basse
(di notte) il sistema
tura secondaria è ancora richiesta in alcune
poco conosciuto ed adottato in Cina Per
produce ghiaccio ed il sistema di free coo­
zone tramite valvole di regolazione a due
quanto riguarda l'impianto VAV, le casset­
ling viene utilizzato se le condizioni sono
vie di tipo tradizionale. Per verificare le por­
te terminali di piano erano originariamen­
favorevoli. Quando invece le tariffe sono
tate delle pompe, sono previsti diaframmi
te destinate ad essere dotate di regolatori
alte (mattina e sera) il ghiaccio viene sciol­
posti in ogni circuito di distribuzione Il con­
non programmabili di tipo analogico. Tale
to per contribuire a soddisfare il carico di
trollo di velocità della pompa è realizzato
decisione era stata dettata dagli elevati
raffreddamento.
misurando le pressioni nei circuiti
livelli
I punti
di costi, formato e complessità di
di prelievo della pressione sono posti vicino
un sistema di controllo DDC. Tuttavia, a
Si ringraziano lo studio aMA e la società
a tutti gli strumenti di misura per garantire
seguito di una successiva discussione con
Arup per la gentile concessione delle im­
una taratura corretta.
il committente, è stato deciso di adottare
magini utilizzate.