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DFAB HOUSE: Anche la tecnica idrosanitaria diventa digitale

Una struttura in legno o un’armatura in rete d’acciaio, tagliate a misura e fabbricate da robot – in qualche modo lo si può immaginare. Ma le installazioni sanitarie? Il montaggio è senz’altro ancora manuale, ma la prefabbricazione e un numero sempre maggiore di rubinetterie si basano su dati digitali oppure assumono mansioni di controllo. Nella DFAB HOUSE la R. Nussbaum SA offre il proprio contributo alla Smart Home con il controllo intelligente del riscaldamento a pavimento Therm-Control.

Testo: Andreas Stettler / Immagini: Roland Spring

DFAB HOUSE è il primo edificio abitabile al mondo non solo progettato digitalmente, ma anche realizzato in modo perlopiù automatizzato – con robot e stampanti 3D. Dopo quattro anni di progettazione e costruzione, all’inizio di maggio tre collaboratori selezionati dell’Empa e ricercatori dell’ETH si sono trasferiti al suo interno. Suddiviso in quattro camere da letto con bagno, una cucina comune e la zona giorno, il modulo sorge sulla più alta di tre piattaforme del NEST (Next Evolution in Sustainable Building Technologies) negli spazi dell’Empa a Dübendorf. Per la sua realizzazione i ricercatori dell’ETH di Zurigo, nell’ambito del Polo di ricerca nazionale (PRN) «fabbricazione digitale» e in collaborazione con partner industriali, hanno trasferito delle tecnologie di costruzione digitali di nuovo tipo dal laboratori ad applicazioni reali. Facendo ciò, le otto cattedre dell’ETH coinvolte hanno cercato dei modi per rendere il lavoro di costruzione più sostenibile ed efficiente tramite l’utilizzo di tecnologie digitali e allo stesso tempo di creare nuove possibilità di design.

I partner industriali testano in autonomia

L’interesse nei confronti del NEST ovvero della DFAB HOUSE si evidenzia non solo nella media di 1000 visitatori al mese, ma anche nei partner industriali che hanno contribuito a quest’ultimo modulo. «I nostri partner gestiscono autonomamente le proprie tematiche d’innovazione vicine al mercato – per questo offriamo la piattaforma con il NEST», spiega Enrico Marchesi, Innovation Manager NEST. «Loro testano autonomamente i propri prodotti e ne traggono le relative conoscenze». Se gli inquilini devono effettuare misurazioni e redigere relazioni, ciò avviene su un piano pressoché bilaterale. Sebbene l’ingegnere MSRT abbia naturalmente fornito determinati impulsi per gli impianti domestici della DFAB HOUSE, ha comunque lasciato alle aziende coinvolte molto margine d’azione, aggiunge Marchesi. Questo progetto non è tuttavia un parco giochi. L’aspettativa nei confronti dei partner è chiara: deve funzionare.

Controllo intelligente del riscaldamento a pavimento

Therm-Control della Nussbaum è destinato ad essere utilizzato a Dübendorf. Come controllo per singoli locali, il sistema misura cinque parametri di regolazione: la temperatura di mandata e di ritorno di ogni circuito di riscaldamento, la temperatura ambiente, la differenza tra temperatura impostata/effettiva e la temperatura di controllo. Dal momento che le valvole si aprono e si chiudono sempre completamente, il riscaldamento a pavimento reagisce con estrema rapidità alle variazioni di temperatura, come ad es. il soleggiamento. Grazie a un algoritmo, il Therm-Control impara letteralmente a conoscere l’edificio e genera così risparmi energetici e sui costi. Nonostante ciò, gli inquilini della DFAB HOUSE possono regolare i termostati ambiente come preferiscono.

Valvola d’arresto automatica

L’unità con attuatore Easy-Matic per valvole con perno è composta da attuatore, controller con timer integrato e diverse possibilità di collegamento per sensori standard e interfacce digitali e Modbus. Nella DFAB HOUSE protegge il piccolo locale di servizio dai danni provocati dall’acqua: in caso di perdita il sensore per l’acqua vicino al pavimento invia un comando di chiusura all’attuatore sulla valvola d’arresto. In questo modo è inoltre possibile controllare anche l’apertura e la chiusura programmata delle valvole. La Nussbaum testa una soluzione completamente nuova nella produzione di acqua calda. Nel frattempo è in uso un prototipo del cosiddetto dispositivo di riscaldamento dell’acqua sanitaria con pompa di calore. Lo scaldacqua sfrutta il ritorno dell’impianto di riscaldamento per riscaldare l’acqua sanitaria con tecnologia a pompa di calore. L’apparecchio entra in un armadio standard svizzero e potrebbe sostituire i boiler esclusivamente elettrici, ancora largamente diffusi in Svizzera.

Tubi su misura

L’inconsueto layout e gli spazi limitati sembravano fatti apposta per il sistema premurale Optivis-Tec. Secondo l’installatore ENGIE Vitor Correia, il sistema di montaggio costituito da binari e raccordi ha consentito un adattamento senza problemi alle condizioni locali. Su richiesta, Nussbaum Plantec elabora anche i dati CAD e fornisce distinte delle parti, progetti e componenti. Per la distribuzione dell’acqua potabile e l’impianto sprinkler, ENGIE Services AG e Jomos AG hanno utilizzato Optipress-Aquaplus. L’installazione di condutture perlopiù tradizionali nella DFAB HOUSE è stata poi un po’ più complessa: nelle sezioni di conduttura sono stati inseriti a scopo di ricerca molti sensori e dispositivi di misurazione. Ciò ha richiesto un’installazione più complessa in considerazione della struttura compatta degli elementi. Ma la digitalizzazione ha preso piede anche nei sistemi di tubi. Inizia con i dati BIM – la Nussbaum appoggia la filosofia dell’Open-BIM, cioè dell’utilizzabilità dei dati dei prodotti indipendente dal software, così come di formati proprietari come Autodesk Revit – attraverso la prefabbricazione di tubi della lunghezza specifica richiesta dal progetto fino alla messa in funzione per stadio e/o sezione di costruzione. «Sebbene il BIM sia ancora agli inizi nel nostro mestiere, è tuttavia inarrestabile», conferma Maurizio Lagrotteria, responsabile idrosanitaria di ENGIE Services AG, Winterthur. «Il BIM incrementa la nostra efficienza sul cantiere e ci aiuta a valutare meglio e più rapidamente le varianti», sostiene convinto. Presso la Nussbaum i primi dati BIM sono stati prodotti nel 2015, tant’è che oggi quasi l’intera gamma, nel complesso parecchie migliaia di articoli, è digitalmente accessibile.

E qual è l’insegnamento?

Per la Nussbaum il progetto costituisce anche una possibilità di testare la progettazione e la fabbricazione di impianti sanitari con dati digitali e di trasferirli su grandi progetti. Per Enrico Marchesi il messaggio della DFAB HOUSE, ossia dell’intero progetto NEST, è chiaro: «Guardare oltre il proprio orticello, dimenticare i propri limiti, collaborare. In realtà è un paradosso che la digitalizzazione ponga nuovamente al centro proprio le persone. Senza un intenso lavoro di squadra qui non funzionerebbe niente, ho un grande rispetto per il contributo di ogni singolo, dall’accademico al montatore». Grazie al sostegno di partner industriali come la Nussbaum ci si potranno attendere ancora molti impulsi e innovazioni da questo pionieristico esperimento sul campo.

Il progetto in sintesi
•   DFAB-HOUSE/NEST: Nuova costruzione
•   Superficie totale/volume: 267 m2/824 m3
•   Capacità: Spazio abitativo per 4 persone
•   Messa in servizio: Febbraio 2019
•   Inizio residenza: Maggio 2019

Partecipanti alla costruzione
•   Committente: Empa
•   Architettura: ETH di Zurigo, Polo di ricerca nazionale (PRN) «fabbricazione digitale»
•   Pianificazione progetto: Häusler Ingenieure AG, Langenthal
•   Esecuzione progetto: ENGIE Services AG, Winterthur
•   Installazione impianti idrosanitari, riscaldamento, ventilazione e climatizzazione: ENGIE Services AG, Winterthur

Sistemi Nussbaum utilizzati
Optiarmatur, Optipress-Aquaplus, Optiflex-Flowpress, Optivis-Tec, Easy-Matic, Optipress-Therm, Therm-Control