Progettato per un controllo intelligente dei corpi illuminanti grazie ad un impianto Lutron. Registrata in poco tempo una considerevole riduzione dei consumi del Centro. Un esempio per quelle strutture che intendono intervenire prevedendo dei ritorni immediati, a volte anche nell’ordine di un anno.
Le strutture ospedaliere, spesso, rappresentano oggetto di studio in termini di attività, efficienza, risorse impiegate, complessità organizzativa, qualità del servizio, ecc. Non tutti ne sono a conoscenza, ma questo segmento del settore edilizio è uno dei più esigenti anche in termini di energia. Un ospedale, infatti, è operativo tutto l’anno, 24 ore al giorno, e l’attività continua di una struttura del genere richiede un elevato fabbisogno energetico. Per tale ragione, come vedremo attraverso questo articolo, è altrettanto vero che i margini di risparmio sono ampi, in primo luogo intervenendo sugli impianti, in seconda battuta programmando in modo sagace una corretta gestione dell’energia. Un intervento di risparmio energetico progettato ad hoc su un edificio a destinazione d’uso ospedaliera, infatti, rappresenta sicuramente un caso di successo, come quello che andremo a sviluppare nel corso di queste pagine, che ha visto coinvolto il Centro Cardiologico Monzino di Milano, una struttura nata nel 1981 come centro dedicato esclusivamente alla cura delle malattie cardiovascolari. Oggi, in termini di risparmio energetico, quest’ospedale rappresenta senza dubbio una delle eccellenze del settore a livello nazionale. Per avere una panoramica completa degli interventi, varcata la soglia d’entrata dell’ospedale, siamo stati accolti e guidati dal Gianfranco Piantelli, Responsabile Facility Management del Centro Cardiologico Monzino, e dall’Ing. Giampaolo Pievani, Amministratore Unico di SIE, Società di Ingegneria Elettrica che ha sviluppato l’intera progettazione. Insieme a loro, abbiamo ripercorso i passaggi dei lavori progettati e realizzati per questo ospedale valutandone il riscontro, ad opere eseguite, proprio in termini di risparmio energetico.
Il contesto installativo
Con i nuovi impianti, il consumo medio energetico a posto letto del Centro Monzino, rispetto alle medie nazionali, si è attestato al livello più basso.
«L’ala della struttura ospedaliera dove abbiamo deciso di intervenire è nata nel 2004 – ci racconta il Gianfranco Piantelli – ed era un’area inizialmente allestita per ospitare un ampio parcheggio successivamente smantellato per consentire una costruzione in sopraelevazione.. La struttura che ne è sorta è stata edificata fuori terra, su due piani in elevazione costruiti in cemento armato. È stata interamente realizzata con tamponamenti esterni di largo spessore utilizzando dei materiali altamente coibenti, affinché garantissero la tenuta delle pareti in materia di dispersione termica. Infine, è stato realizzato un terzo piano, con una struttura interamente in legno. Una scelta obbligata per consentire la realizzazione di un ulteriore piano costruito con un materiale sufficientemente leggero in termini di sicurezza. Ad ogni modo, anche il terzo piano è stato progettato con piccole parti di tamponamento in miniatura, con chiusure in alluminio di alta qualità e vetrate a triplo spessore che garantissero al massimo una tenuta caldo e freddo, oltre ad un buon isolamento acustico. Tutta la palazzina è nata come sviluppo del Centro Cardiologico, per ampliare lo spazio e le funzioni della stessa clinica».
Panoramica dei consumi
«Prima di partire con gli interventi è stata fatta un’analisi approfondita e trasparente dei consumi dell’ospedale – prosegue Gianfranco Piantelli. Tirando le somme è emerso che il consumo di energia elettrica pesava sulla struttura per l’80% del fabbisogno globale, mentre il rimanente 20% era assorbito dalla parte termica. Pertanto è stato fondamentale pensare ad un intervento strutturato che consentisse una sensibile riduzione del consumo di energia elettrica, a partire dall’illuminazione. Un’operazione per la quale è stato coinvolto un sistema Lutron, già utilizzato in via sperimentale in una diversa area dell’ospedale. Un impianto che oggi ci garantisce tutti gli automatismi sulla parte di illuminazione, che vede l’utilizzo di lampade ad alta efficienza e che nel giro di poco tempo ha fatto registrare degli ottimi risultati».
Descrizione dell’intervento
Il nuovo impianto Lutron regola l’intensità dei corpi illuminanti in base della quantità di luce naturale.
Uno dei tanti rilevatori di presenza wireless OCR, in questo caso posizionato accanto alla lampada d’emergenza.
«Fin dalle fasi iniziali del progetto – ci dice l’Ing. Pievani – il committente ha evidenziato la sensibilità a ridurre i consumi energetici legati all’illuminazione degli uffici e del complesso destinato all’ampliamento, oltre a razionalizzare il consumo globale di energia; sono questi alcuni dei fattori che hanno consigliato l’utilizzo del sistema Lutron per un’efficace gestione dell’illuminazione. In particolare la scelta è caduta sul sistema Quantum. Per gli ambienti di passaggio, per le scale e i corridoi, l’illuminazione viene abilitata per mezzo delle tastiere modello seeTouch.QS, poste in prossimità degli ingressi. Una volta abilitata, l’illuminazione delle zone di passaggio viene gestita in modalità automatica dal sistema Quantum per mezzo dei rivelatori di luminosità filari DIR e dei rivelatori di presenza wireless OCR; questi rivelatori regolano la percentuale di emissione luminosa degli apparecchi illuminanti equipaggiati con reattori dimmerabili DALI. Il dialogo tra i sistemi Lutron e DALI è garantito dai moduli Energi Savr Node QSNE-2DAL-D. Per i locali ad uso ufficio – continua le sua descrizione l’Ing. Pievani – la soluzione adottata è analoga agli ambienti di passaggio, salvo aver utilizzato sensori di presenza di tipo filare, modello CDT che, al tempo di realizzazione della palazzina, garantivano una migliore copertura ed una maggiore sensibilità ai movimenti tipici del lavoro d’ufficio. Oltre ai componenti già elencati, in questa applicazione sono stati installati moduli QSM per il collegamento dei sensori filari e per garantire un’adeguata copertura per i moduli wireless. Visti i risultati ottenuti – conclude l’Ing. Pievani – il Committente ha deciso di ampliare il sistema di gestione Lutron, utilizzandolo in occasione del rifacimento o adeguamento dell’impianto elettrico in altri locali. Oltre alle applicazioni consolidate sopra descritte, si è fatto fronte a nuove richieste del Committente, quali la gestione di tapparelle in alcune camere degenza, il comando di illuminazione e tapparelle per mezzo di comandi wireless e la gestione di scenari per mezzo di tastiere seeTouch.QS».
Descrizione schema a blocchi
Lo schema evidenziato nella pagina successiva rappresenta l’intercollegamento tipico dei componenti costituenti il sistema di gestione dell’illuminazione Quantum di Lutron. Il cuore del sistema di regolazione è rappresentato dal “Pannello sistema Quantum”, un processore che gestisce le logiche di funzionamento del sistema; il pannello dialoga con i componenti dell’impianto per mezzo del bus QS-link, raffigurato con frecce di colore blu. Al bus QS-link vengono collegati i seguenti dispositivi che fungono da interfaccia o da nodi di comando: – interfaccia verso la rete Ethernet per il collegamento di PC: “Controllo da Remoto”; – interfaccia operatore in campo: “Tastiera”; – interfaccia verso il bus di regolazione della luminosità DALI, rappresentato con due linee parallele color verde e collegamento di sensori di presenza o luminosità cablati, rappresentato con linee di colore blu: “Energi Savr Node” QSNE-2DAL-D; – modulo per il comando ON/OFF delle zone di illuminazione tradizionale, con collegamento di sensori di presenza o luminosità cablati, rappresentato con linee di colore blu: “Energi Savr Node” QSNE-4S10-D; – interfaccia verso dispositivi wireless, collegamento rappresentato con onde di colore blu, e collegamento di sensori di presenza o luminosità cablati, rappresentato con linee di colore blu: “Modulo di Interfaccia per sensori” QSM.
Gestione del Building Managment System
Il telecomando wireless Pico che consente di comandare i dispositivi wireless Lutron
I tripli vetri offrono un buon isolamento acustico oltre a garantire la tenuta caldo e freddo.
Come più volte espresso nel corso dell’articolo, uno dei segreti che restituisce a qualsiasi struttura una buona efficienza energetica risiede nella corretta gestione della stessa energia. Ne è sempre stato consapevole e ce lo conferma Piantelli: «Uno dei traguardi raggiunti con successo nel nostro Centro, a prescindere dalla scelta delle apparecchiature principali, riguarda la gestione del BMS (Building Managment System). La possibilità di spegnere e accendere le lampade, di regolarne l’intensità luminosa, di far lavorare le apparecchiature in modo da ottimizzare i consumi, è stato per noi fondamentale. Il corretto utilizzo del BMS rappresenta per il tutto il Centro un risultato considerevole, se pensiamo che l’80% della nostra struttura risale al 1962. Di per sé, con la sola gestione corretta dell’energia, un ospedale come il nostro senza cambiare macchine registra un calo di consumi». Gli fa eco l’Ing. Pievani «I consumi elettrici della struttura sono costantemente monitorati. Grazie ai multimetri, i conteggi di energia consumata o potenza prelevata vengono mandati al BMS. Quindi, in tempo reale, attraverso dei grafici siamo in grado di rilevare il consumo di ogni reparto o gruppo di apparecchi dell’ospedale. In questo modo, riusciamo decisamente ad ottimizzare i consumi energetici, rilevando ove accada il verificarsi di consumi occulti. Non solo, con il nuovo impianto riusciamo a spegnere quelle macchine che normalmente restavano accese giorno e notte. Alcune accortezze possono apparire come sfumature, ma se lette in un conteggio ad ampio raggio gravano in modo considerevole sui consumi. Facciamo un esempio semplice, ma significativo: il complesso di computer presenti nella struttura, rimanendo acceso tutta la notte può segnare un consumo di 20kWh a notte; tutto sommato, una quantità di energia irrisoria. Moltiplicando, però, questa quantità per 365 giorni, il consumo di un anno arriva a pesare al complesso ospedaliero migliaia di kWh. Abbiamo quantificato anche questa cifra per il Centro Cardiologico Monzino e si conta che, spegnendo i pc nel periodo in cui non vengono utilizzati, si va oltre i 13mila euro di risparmio l’anno. Una cifra del genere, ad esempio, potrebbe essere utilizzata per acquistare una nuova apparecchiatura».
Resoconto energetico a distanza di tempo
Una delle sale meeting. Anche in questa stanza l’intensità luminosa è gestita dai sensori Lutron.
Al termine di un progetto articolato come questo, si sa, il vero risultato lo danno i numeri. Ne abbiamo chiesto conto a Piantelli per capire quali percentuali di risparmio circolano sulle scrivanie del Centro e verificare gli effetti di un impianto a regola d’arte: «Tutto il lavoro fatto nell’ospedale ci ha portato ad avere dei risparmi elevati dal punto di vista energetico. Oggi, calcolando la media a posto letto, rispetto alle medie nazionali registrate dagli ospedali della penisola, siamo collocati al livello più basso della scala dei consumi. In tal senso,uno dei punti di riferimenti del settore, in Italia, sono i TEP a posto letto (tonnellate equivalente di petrolio). Per offrire un termine di paragone, si conta che la media della regione Lombardia sia pari a 24 TEP; bene, noi oggi abbiamo raggiunto addirittura cifre che si attestano attorno ai 7 TEP. Pur avendo incrementato di oltre il 10% la quantità dei metri quadri disponibili per l’attività, l’apporto energetico è stato molto basso, pari al 3%. Praticamente a livello di consumi è come se non fosse stata avvertita la presenza di questo nuovo fabbricato».
L’UPS rotante per la continuità elettrica
Anche il terzo piano della nuova palazzina del Centro, costruita in legno, rispetta tutti i criteri di un ambiente a massima efficienza energetica.
Sono i sensori di luminosità filari DIR, peraltro poco invasivi, a regolare la percentuale di emissione luminosa .
Solitamente, le strutture ospedaliere devono tenere in forte considerazione un aspetto fondamentale relativo al grado sicurezza sulla continuità elettrica, il quale deve essere molto elevato. L’Ing. Pievani ci spiega quale scelta è stata fatta per garantirlo: «Un reparto medico come quello cardiologico lavora prevalentemente con macchine che devono avere funzionalità continua. Per tale ragione abbiamo optato per un UPS rotante, realizzando un impianto che garantisse continuità senza avere alcuna microinterruzione. Un gruppo di continuità che presenta un’autonomia a pieno carico di circa 20 secondi e ha dalla sua una potenza nominale di un mega volt ampere. Serve ad alimentare tutti i carichi critici medicali dell’ospedale, oltre che permettere ai gruppi elettrogeni di partire e di prendersi in carico la struttura senza cali di tensione. Normalmente, a seguito di una mancanza della rete, potrebbe registrarsi un buco di 15 secondi fino alla partenza del gruppo elettrogeno; ritardo dovuto anche alle potenze limitate del gruppo di continuità. Nel caso dell’Ospedale Monzino questo lasso di tempo, seppur conciso, non è consentito e potrebbe recare seri danni ai pazienti in terapia intensiva piuttosto che in sala operatoria. Pertanto, il gruppo di continuità scongiura qualsiasi interruzione a tutti gli apparecchi medici dei reparti della clinica. Gli unici apparecchi esclusi da questo pronto intervento sono i frigoriferi, che d’altronde non risentono del calo di alimentazione nell’ordine di decine di secondi. È chiaro, dunque, che un gruppo di continuità di questa portata, per una struttura ospedaliera, risulta fondamentale. In più, il grosso vantaggio di questo dispositivo è che regge dei sovraccarichi fino a oltre 10 volte la sua corrente nominale, il che permette anche di avere la continuità elettrica di tutte le apparecchiature da scopia a raggi X».
Gli impianti termici
Un particolare del pannello di comando QP2-1P0CSE-230, il cuore del sistema Quantum. A destra, la tastiere, modello seeTouch.QS, poste in prossimità degli ingressi.
L’intervento che ha tracciato il percorso di adeguamento per una maggiore efficienza energetica del Centro ha riguardato anche l’aspetto termico. «Per questo impianto abbiamo utilizzato il sistema a travi fredde – ci racconta Piantelli – che garantiscono un microclima ottimale. Complessivamente muovono poca aria, in modo da evitare correnti e dar fastidio a chi abita i locali. Un sistema di riscaldamento che lavora con temperature dell’aria e dei fluidi che garantiscono pochissimo sbalzo di temperatura, riuscendo a climatizzare i locali con dei delta bassissimi. Il tutto favorito dai sistemi di preriscaldamento e preraffreddamento dell’aria in immissione. Questa operazione di condizionamento dei flussi d’aria va a completare un lavoro pregresso, realizzato nel corso degli ultimi 10 anni, che ha visto l’inserimento di batterie modulari di caldaie a condensazione, l’installazione di pannelli solari termici e di gruppi frigoriferi ad alta efficienza con il risultato di una riduzione media dei consumi di gas fino all’80 %».
Tempi di realizzazione e figure coinvolte
«Tutto il progetto è stato accettato sin da subito dall’entourage del Centro – ci rivela l’Ing. Pievani. L’idea è stata condivisa e sposata immediatamente dai responsabili della clinica. Tra progetto, incontri, sviluppo dei lavori e consegna degli impianti è trascorso indicativamente un anno per la sua realizzazione. La progettazione è stata sviluppata in SIE insieme al mio pool di professionisti, successivamente affiancato dal Geometra Gianfranco Piantelli insieme al suo entourage, i cui lavori di realizzazione sono stati costantemente seguiti dal Dott. Franco Luraschi. Ad eseguire l’installazione degli impianti, la società Marik Electric, scelta direttamente dai responsabili del Centro. Infine, l’intervento dei programmatori Lutron, i quali hanno impostato i parametri caratteristici dell’impianto, con successivo affinamento e messa in servizio».
UN MODELLO PER TUTTE LE STRUTTURE
Da sinistra, Giampaolo Pievani e Gianfranco Piantelli.
GIAMPAOLO PIEVANI…
Ci può descrivere come si svolge la giornata tipo di un impianto come questo?
«È un ambiente ultramoderno senza pulsanti, né interruttori. Il sistema viaggia in completa autonomia. Di notte quando l’ufficio è vuoto, fino al mattino presto, l’impianto d’illuminazione risulta normalmente spento, a meno che non si voglia lasciare qualche lampada accesa per alzare i livelli di sicurezza, simulare la presenza di personale e scongiurare intrusioni esterne. Appena qualcuno entra in ufficio un sensore di presenza rileva l’entrata e accende le luci. Gli apparecchi illuminanti hanno un reattore elettronico intelligente dimmerabile che ne regola l’intensità, fino addirittura a spegnerli nel caso di forte luminosità naturale. Ogni giorno, quindi, vengono garantiti i lux richiesti dalla normativa per gli uffici. A fine giornata, dopo l’uscita dell’ultima persona dall’ufficio, dopo un arco di tempo pre impostato che si aggira nell’ordine di qualche minuto, tutto si spegne».
Un esempio concreto di efficienza energetica, dunque, e una sana gestione dell’energia…
«Sicuramente, dovuto anche a una programmazione dei sistemi regolamentata nel migliore dei modi. Per il futuro ci vorrebbe una maggiore sensibilità nella gestione degli impianti, le strutture pubbliche dovrebbero stimolare un comportamento più oculato del personale nell’uso dell’energia».
GIANFRANCO PIANTELLI…
Pensando alle strutture che ancora necessitano di un intervento di questo tipo, è possibile avere dei riscontri in tempi brevi a lavori ultimati?
«Assolutamente sì, gli interventi effettuati nel Centro Cardiologico Monzino possono essere senz’altro d’esempio per altre strutture come la nostra. In Italia, nel mondo degli ospedali c’è ancora molto da fare, e si può intervenire prevedendo dei ritorni immediati, a volte anche nell’ordine di un anno».
Pensa che le strutture pubbliche vadano maggiormente educate al risparmio dell’energia?
«Bisognerebbe senza dubbio guardare al futuro con una capacità di prospettiva che ancora non è comune in Italia. Il risparmio energetico, oltre che per un ritorno economico, è importante dal punto di vista ecologico. Il consumo errato dell’energia infatti crea un danno a tutto, non solo a chi lo effettua. Sarebbe opportuno mettere mano ai tanti impianti obsoleti tutt’ora esistenti in molte strutture e valutare le scelte impiantistiche con la sana ossessione del risparmio energetico».
Si ringraziano per la collaborazione:
Centro Cardiologico Monzino – www.cardiolgicomonzino.it
SIE, Società di Ingegneria Elettrica – www.siesrl.eu
Lutron – www.lutron.com