PROGETTAZIONE IMPIANTI DI CONDIZIONAMENTO: L’OSPEDALE DI EMPOLI (MAGGIO 2006) STUDIO TI Rimini Dott. Ing. Ennio Menotti Per. Ind. Riccardo Rossi

PREMESSA Ringraziamenti: All’USL N° 11 di Empoli All’Ing. Fausto Arcuri progettista delle opere architettoniche e D.L. Alla Ditta INSO impresa esecutrice delle opere

CRITERI DI SCELTA GENERALI POSTI ALLA BASE DELLA PROGETTAZIONE COMFORT AFFIDABILITA’ IGIENICITÀ E SICUREZZA ISPEZIONABILITÀ PARZIALIZZAZIONE D'USO ZONA PER ZONA RISPARMIO ENERGETICO RISPETTO DELL'AMBIENTE COSTI DI MANUTENZIONE - STANDARDIZZAZIONE DEI COMPONENTI COSTI DI GESTIONE SUPERVISIONE E TELECONTROLLO RITORNO DI IMMAGINE

L’OSPEDALE DI EMPOLI Costituito sostanzialmente da quattro nuovi corpi di fabbrica realizzati in prossimità dell’ospedale esistente (corpo “H”)

SUPERFICI LORDE

POSTI LETTO

INCIDENZA % SOTTOSISTEMI

IMPIANTI DI CLIMATIZZAZIONE ESTIVA ED INVERNALE DATI DI PROGETTO GENERALI Città: Empoli Altitudine 28 m. s.l.m. Latitudine 43°43’ Gradi giorno 1658 Zona climatica D CONDIZIONI TERMOIGROMETRICHE ESTERNE: Inverno - Temperatura 0 °C - Umidità relativa 80% Estate - Temperatura 32 °C - Umidità relativa 55%

Impianto tutt'aria esterna CARATTERISTICHE PRESTAZIONALI DEGLI IMPIANTI DELLE PRINCIPALI ATTIVITÀ OSPEDALIERE Inverno Estate Aria di Efficienza Corpo A Funzioni Temp. U.R. Tipologia Rinnovo Filtrazione +/-1°C +/- 5% impiantistica Minima (pr EN 779) [ °C ] [ % ] [ V/h ] (CEN EN 1822) Reparto di Endoscopia 20 50% 26 Impianto tutt'aria esterna 10 F7 Rianimazione 20÷24 40÷60% 22÷24 H13 Isolato 22 24÷26 12 Ambulatori e studi medici Soffitto radiante + A.P. 3 Degenze 2 Degenza Sub-intensiva 4 PL Sale Operatorie 15 Prep. pazienti e recovery room 8 Corridoio pulito 5 Sale parto – Travaglio Nido, Lactarium e Allattamento 14 Culle e Personale nascita bl. parto (rooming-in)

CARATTERISTICHE PRESTAZIONALI DEGLI IMPIANTI DELLE PRINCIPALI ATTIVITÀ OSPEDALIERE Inverno Estate Aria di Efficienza Corpo B Funzioni Temp. U.R. Tipologia Rinnovo Filtrazione +1°C +/- 5% +/-1°C impiantistica Minima (pr EN 779) [ °C ] [ % ] [ V/h ] (CEN EN 1822) Reparto di radiologia 20 50% 26 Impianto tutt'aria esterna 6 F7 TAC imp. tutt'aria est. + split 15 Risonanza magnetica Amb.+studi medici+ area operat. Ventilconvettori+ A.P. 3 Reparto emodinamica 20÷24 40÷60% 22÷24 H13 Ambulatori cardiologia 22 Soffitto radiante + A.P. 2 UTIC 10 Isolato UTIC 24÷26 12 Degenze Pediatria Hospice Uffici direzionali

CARATTERISTICHE PRESTAZIONALI DEGLI IMPIANTI DELLE PRINCIPALI ATTIVITÀ OSPEDALIERE Inverno Estate Aria di Efficienza Corpo C Funzioni Temp. U.R. Tipologia Rinnovo Filtrazione +1°C +/- 5% +/-1°C impiantistica Minima (pr EN 779) [ °C ] [ % ] [ V/h ] (CEN EN 1822) Guardia medica e uff. amm.ne 20 50% 26 Ventilconvettori + A.P. 2 F7 Lab. analisi urgenti Visita trattamento Sala gessi Soff. radiante + A.P. 4 Osservazione 6 PL 22 Imp. tutt'aria esterna 15 RX 12 Locali TAC-Ecografia Imp. tutt'aria esterna+split Isolato 24÷26 40÷60% Impianto tutt'aria esterna H13 Emergency-room Centrale operativa e ufficio 118 Ventilconvettori+ A.P. Gestione emergenze Ventilconv.+ A.P. + split Degenza medicina d’urgenza Soffitto radiante + A.P. Poliambulatorio Ambulatori neurologia Attività amministrative

Impianto tutt'aria esterna CARATTERISTICHE PRESTAZIONALI DEGLI IMPIANTI DELLE PRINCIPALI ATTIVITÀ OSPEDALIERE Inverno Estate Aria di Efficienza Corpo D Funzioni Temp. U.R. Tipologia Rinnovo Filtrazione +1°C +/- 5% +/-1°C impiantistica Minima (pr EN 779) [ °C ] [ % ] [ V/h ] (CEN EN 1822) Anatomia Patologica 20 50% 26 Ventilconvettori. 10 F7 Cappella n.c. Impianto tutt'aria 6 Cappella onoranze funebri Imp. tutt'aria esterna 8 Morgue 18÷20 60% 15 Locale personale Ventilconvettori+ A.P. 3 Sala autoptica 20÷24 40÷60% 22÷24 Medico e accett. campioni 2 Centro Trasfusionale Ventilconvettori+ A.P.. Open lab Laboratori analisi Impianto tutt'aria esterna Studi medici Biblioteca Laboratorio biochim. clinica Laboratorio microbiologia Locale prelievi

IMPIANTI DI CONDIZIONAMENTO CRITERI GENERALI sottocentrali tecnologiche di rilancio posizionate sulle coperture dei fabbricati; unità di trattamento aria (UTA) installate sulle coperture dei fabbricati; distribuzioni orizzontali meccaniche ed elettriche, all’interno dei controsoffitti. distribuzioni verticali meccaniche ed elettriche all’interno di cavedi tecnici

DISTRIBUZIONE IDRAULICA Circuito acqua calda per riscaldamento Circuito acqua refrigerata per condizionamento Circuito acqua calda sanitaria Circuito di ricircolo

DISTRIBUZIONE IDRAULICA RETI ESTERNE AI FABBRICATI Distribuzioni principali da polo tecnologico alle sottocentrali dei fabbricati Realizzate con tubazioni preisolate dotate di sistema rilevazione perdite con percorso interrato

Foto 1 Tubazioni preisolate a piè d’opera Foto 2 Posa tubazioni preisolate - Circuiti primari acqua calda e refrigerata: particolare curve

Foto 3 Posa tubazioni preisolate - Saldatura tratti principali Foto 4 Posa tubazioni preisolate - Installazione tratto rettilineo

Foto 5 Posa tubazioni preisolate – Particolare scavo nel terreno per saldature di testa

DISTRIBUZIONE IDRAULICA RETI IN LOCALI TECNOLOGICI E SULLE COPERTURE DEI FABBRICATI Realizzate con tubazione in acciaio nero trafilato Percorso in vista

DISTRIBUZIONE IDRAULICA RETI INTERNE AI FABBRICATI Foto 6 Impiantistica installata all’interno del controsoffitto. Particolare del grigliato porta-tubi Dai cavedi alle singole utenze Realizzate con tubazione in acciaio nero trafilato Percorso prevalente in controsoffitto, cavedi e solo in piccola parte all’interno delle pareti in cartongesso. Foto 7 Impiantistica interna al fabbricato.(canaline elettriche, gas medicinali, canali dell’aria ecc.)

DISTRIBUZIONE AERAULICA: CANALI ESTERNI AI FABBRICATI Foto 8 Particolare delle canalizzazioni dell’aria, realizzate con pannelli sandwich in poliuretano, installate sulla copertura del Corpo C Realizzate con pannelli sandwich, del tipo idoneo all’utilizzo in campo ospedaliero Grado di reazione al fuoco in classe 0-1 Costituiti internamente ed esternamente da alluminio liscio spessore 200 micron protetto da lacca antiossidante, con interposto isolamento termo-acustico in schiuma rigida a celle chiuse (esente CFC e HCFC) dello spessore di 30 mm

Foto 9 Particolare canalizzazioni dell’aria - Ingresso ai cavedi di distribuzione Foto 10 Particolare canali sandwich a piè d’opera sulla copertura del Corpo D

DISTRIBUZIONE AERAULICA: CANALI INTERNI AI FABBRICATI Foto 11 Particolare impiantistica interna ai fabbricati (a) Realizzati in lamiera zincata installate all’interno dei cavedi e nei controsoffitti dei vari livelli Foto 12 Particolare impiantistica interna ai fabbricati (b)

UNITA’ TRATTAMENTO ARIA Rappresentano il cuore degli impianti di climatizzazione, la loro collocazione sulle coperture dei fabbricati, che di fatto diventano “piazze tecniche”, è un aspetto di fondamentale importanza per i seguenti motivi: Ingombri ed ispezionabilità; Impatto estetico; Impatto acustico e vibrazioni; Facilità di manutenzione; Installazione baricentrica rispetto le zone da servire, Foto 13 Disposizione delle unità di trattamento aria sulla copertura del corpo B comparto 1

Foto 14 Disposizione delle unità di trattamento aria sulla copertura del corpo B comparto 3 Foto 15 Panoramica della copertura del corpo D e del fiume Arno

Foto 16 Disposizione delle unità di trattamento aria sulla copertura del corpo D Foto 17 Disposizione delle unità di trattamento aria sulla copertura del corpo B comparto 2

Foto 18 Particolare dell’unità di trattamento aria n°1 installata sulla copertura del corpo A (portata aria 49.600 mc/h)

CENTRALI TECNOLOGICHE REALIZZATE NELL’INTERVENTO DEL 1997. COLLOCATE IN UN FABBRICATO (POLO TECNOLOGICO) SERVONO L’OSPEDALE ESISTENTE. POTENZIATE PER SODDISFARE IL FABBISOGNO TERMICO E FRIGORIFERO DEL NUOVO COMPLESSO NELLA CONFIGURAZIONE FINALE RISULTANO: CENTRALE TERMICA A GAS/GASOLIO: DI POTENZA TERMICA COMPLESSIVA INSTALLATA PARI A 9.340 KW RESI ALL’ACQUA. CENTRALE FRIGORIFERA CON CONDENSAZIONE CON ACQUA DI TORRE: DI POTENZA FRIGORIFERA COMPLESSIVA INSTALLATA PARI A 7.400 KW.

PRINCIPALI TIPOLOGIE DEGLI IMPIANTI DI CONDIZIONAMENTO A) IMPIANTO DI CONDIZIONAMENTO ESTIVO ED INVERNALE AD ELEMENTI ATTIVI PER SOFFITTI RADIANTI + ARIA PRIMARIA Tipologia prevista per i locali: Degenze Generiche Hospice Guardie mediche, capo sala ed infermieri; Ambulatori e studi medici; Nido (lactarium e allattamento)

La soluzione consente: riscaldamento invernale e condizionamento estivo possibilità di regolazione della temperatura di ogni ambiente elevato comfort ambientale massima flessibilità per un eventuale futuro riassetto architettonico. I pannelli radianti a soffitto provvedono: in inverno al bilanciamento delle dispersioni per trasmissione in estate all’abbattimento dei carichi sensibili ambiente ed alle rientrate di calore.

L'impianto di aria primaria assicura: la corretta ventilazione degli ambienti l’eventuale integrazione per il soddisfacimento del fabbisogno termico e frigorifero delle zone servite il controllo dell’umidità relativa per evitare fenomeni di condensazione del soffitto il mantenimento delle pressioni richieste.

Gli elementi attivi del soffitto freddo/caldo sono essenzialmente costituiti da: pannello di supporto in acciaio spessore 6/10, dimensioni 575x575mm, n° 2 diffusori termici in alluminio incollati al pannello di supporto; isolamento acustico in tessuto non tessuto colore nero; isolamento termico in lana di vetro imbustata spessore 20 mm;

Caratteristiche tecniche: Resa termica invernale: 87,38 W/mq Acqua (mandata/ritorno) 34,5 / 32,5°C; temperatura ambiente: 22°C; Resa frigorifera estiva: 88,6 W/mq Acqua (mandata/ritorno) 16 / 18°C; temperatura ambiente: 27°C;

SOTTOSTAZIONI DI DISTRIBUZIONE: CAMPIONE IN FABBRICA Foto 19 Particolare di sottostazione per pannelli radianti a soffitto priva di coibentazione termica (campionatura presso Casa fornitrice)

PANNELLI RADIANTI: CAMPIONI IN FABBRICA Foto 21 Particolare collegamento pannelli radianti a soffitto in fabbrica. Campione di prova (b) Foto 20 Particolare collegamento pannelli radianti a soffitto in fabbrica. Campione di prova (a)

SOTTOSTAZIONI DI DISTRIBUZIONE INSTALLATI IN CANTIERE Foto 23 Particolare della sottostazione dei pannelli radianti a soffitto (26 circuiti) Foto 22 Particolare della sottostazione dei pannelli radianti a soffitto installata nel corpo C

PANNELLI RADIANTI CAMERA CAMPIONE E CORRIDOIO IN CANTIERE Foto 24 Dettaglio soffitto radiante - Camera di degenza campione Foto 25 Particolare impiantistica nel controsoffitto del corridoio

Foto 26 Dettaglio di un pannello radiante attivo dimensioni 600x600 mm nella camera di degenza campione Foto 27 Particolare corridoio tipico degenze

Le sottostazioni, una per comparto, sono costituite da: - scambiatore di calore a piastre - elettropompa gemellare a portata variabile - collettore di distribuzione corredato di valvole motorizzate on/off a due vie. Controllo delle condizioni di temperatura - Autonomo per ogni singolo ambiente - Sonda di umidità inserita nel controsoffitto

PRINCIPALI TIPOLOGIE DEGLI IMPIANTI DI CONDIZIONAMENTO B) IMPIANTO DI CONDIZIONAMENTO ESTIVO ED INVERNALE CON FAN-COIL + ARIA PRIMARIA Tipologia prevista per i locali: Spogliatoi generici Spogliatoi 7° livello Cucinette di piano Endoscopia (corridoio e lav. person.) Locale tecnologie sanitarie Radiologia (corrid.e locale PACS) Farmacia 1° livello Deposito pulizie 1° livello Ambulatori, studi, uffici TAC/RNM Officina e guardaroba 1° livello Loc. accessori B.Operat. 2° livello Ambulatori e studi medici 4° livello Pronto soccorso Morgue (loc. personale e corridoio) Anatomia pat. (loc. person. e corrid.) Centro trasfusion. (ambul. e studi) Biblioteca e magazzino Lab. Analisi (studi, loc. prelievi)

I ventilconvettori provvedono: In inverno al bilanciamento delle dispersioni per trasmissione. In estate all'abbattimento dei carichi sensibili ambiente ed alle rientrate di calore. L'impianto di aria primaria consente: La corretta ventilazione degli ambienti. Il mantenimento delle pressioni richieste. Ove previsto, il controllo dell'umidità relativa. Il controllo delle condizioni di temperatura ambiente autonomo in ogni locale

PRINCIPALI TIPOLOGIE DEGLI IMPIANTI DI CONDIZIONAMENTO C) IMPIANTO DI CONDIZIONAMENTO ESTIVO ED INVERNALE A TUTT’ARIA ESTERNA + C.T.A. SATELLITI DI ZONA Tipologia prevista per i locali: Blocchi operatori Sale parto/Travaglio Rianimazione Degenze chirurgia sub-intensiva Punto nascita/parto (rooming-in) TAC/RNM (predisposizione) Emodinamica U.T.I.C Osservaz./Emergency-room/TAC/RX

OGNI REPARTO OSPEDALIERO È DOTATO DI IMPIANTO A TUTT’ARIA ESTERNA INDIPENDENTE COSTITUITO DA: Una unità di trattamento aria denominata di “pre-trattamento di reparto”. da più unità denominate “satelliti di zona“. L’UNITÀ DI PRE-TRATTAMENTO PROVVEDE: recupero del calore dell’aria in espulsione. filtrazione (efficienza G4+F7 secondo pr-EN 779). pre-riscaldamento, raffreddamento e deumidificazione estiva ed umidificazione invernale. inverter per consentire la parzializzazione impiantistica del reparto. LE UNITÀ SATELLITI DI ZONA PROVVEDONO A: completare il trattamento dell’aria personalizzandolo alle esigenze delle singole zone servite. filtrazione assoluta, ove richiesta con efficienza H13 secondo CEN EN 1822.

SALE OPERATORIE CARATTERIZZATE DA: diffusori a parete ad alta induzione idonei per locali ad elevata sterilità ambientale, con da doppia sezione di lancio (60% della portata ad effetto elicoidale inclinato su letto operatorio e 40% verso il soffitto ad effetto coanda) e cella di filtro assoluto con efficienza H13 ((CEN EN 1822). estrazione dell'aria mediante griglie a parete, (80% ) ed a soffitto (20%) mantenimento in costante pressione delle sale operatorie rispetto ai locali adiacenti serrande motorizzate a tenuta a tre posizioni (off/minima/massima) sui canali possibilità di commutazione della pressione da negativa a positiva o viceversa rispetto ai locali adiacenti, in funzione della patologia del paziente ricoverato

LOCALI PAZIENTI ISOLATI: Possibilità do commutazione della pressione da positiva a negativa o viceversa rispetto ai locali adiacenti in funzione della patologia del paziente ricoverato Foto 28 Distribuzione canalizzazioni dell’aria nel reparto operatorio

PRINCIPALI TIPOLOGIE DEGLI IMPIANTI DI CONDIZIONAMENTO D) IMPIANTO DI CONDIZIONAMENTO ESTIVO ED INVERNALE A TUTT’ARIA ESTERNA CON CASSETTE MONOCONDOTTO A PORTATA COSTANTE Tipologia prevista per i locali: Endoscopia Radiologia Morgue Anatomia patologica 1° livello Anatomia patologica 2° livello Laboratorio analisi 3° livello Laboratorio analisi 4° livello Open lab centro trasfusionale

OGNI REPARTO OSPEDALIERO È DOTATO DI IMPIANTO A TUTT’ARIA ESTERNA INDIPENDENTE COSTITUITO DA: unità di pre-trattamento aria a portata variabile cassette monocondotto a portata d’aria costante con di batteria di post-riscaldamento acqua-aria . L’UNITÀ DI PRE-TRATTAMENTO PROVVEDE: recupero del calore dell’aria in espulsione filtrazione (efficienza G4+F7 secondo pr-EN 779) pre-riscaldamento, raffreddamento e deumidificazione estiva ed umidificazione invernale, LE CASSETTE MONOCONDOTTO PROVVEDONO A: completare il trattamento dell’aria personalizzandolo alle esigenze dei singoli locali serviti, post-riscaldamento invernale ed estivo per il controllo dell’umidità relativa ambiente.

PRINCIPALI TIPOLOGIE DEGLI IMPIANTI DI CONDIZIONAMENTO E) IMPIANTO DI CONDIZIONAMENTO ESTIVO ED INVERNALE A TUTT’ARIA ESTERNA Tipologia prevista per i locali: Corridoio Degenze F) IMPIANTO DI RISCALDAMENTO AD ELEMENTI ATTIVI PER SOFFITTI RADIANTI + ESTRAZIONE ARIA Tipologia prevista per i locali: Servizi Igienici

PRINCIPALI TIPOLOGIE DEGLI IMPIANTI DI CONDIZIONAMENTO G) IMPIANTO SPLIT SOLO RAFFRESCAMENTO + ESTRAZIONE ARIA Tipologia prevista per i locali: Locali tecnologici di controllo Locali UPS quadri elettrici Locali sosta salma ai piani

SISTEMA BMS (BUILDING MANAGEMENT SYSTEM) Il SISTEMA SVOLGE DUE CLASSI DI FUNZIONI Automazione degli impianti Funzioni di sistema informativo Permette il controllo di : Impianti tecnologici Distribuzione elettrica Controllo integrato dell’ambiente Protezione antincendio Sistemi di sicurezza Controllo automazione e supervisione

Total Building Solution: Schema di principio delle funzioni svolte dal sistema di Supervisione Fig.1

Total Building Solution: Schema a blocchi di un sistema di Supervisione Fig.2

Schema a blocchi di un sistema di supervisione Fig.3

Pagina grafica dello schema a blocchi sistema di supervisione dell’Ospedale di Empoli Fig.4

Pagina grafica di una Centrale di trattamento aria tipo Fig.5

Schema di principio controllo ambiente Fig.6