A pochi giorni dall’inaugurazione della tratta Linate-Dateo, approfondiamo con il progettista l’impiantistica non di sistema dell’intera “Blu” milanese
Il 26 novembre, alla presenza del Ministro delle Infrastrutture e Trasporti Matteo Salvini e del Sindaco di Milano Beppe Sala è stato inaugurato il primo tratto di M4, da Linate a Dateo, dove la linea si interconnette con il Passante. A giugno 2023 la Blu arriverà a San Babila, consentendo la prima connessione con la storica underground milanese M1. Per un ulteriore salto di qualità (connessione con la M2 a Sant’Ambrogio) e approdo ad Ovest, San Cristoforo, occorrerà aspettare, presumibilmente, la fine del 2024.
VISIONJ ha optato per essere “sulla notizia” corredandola con un approfondimento d’autore, quello firmato – con Francesco Stopponi, AD di Metro Blu Scarl (controllata Webuild) – dal CEO di Prometeoengineering.it, Alessandro Focaracci, la cui società dal 2012 è impegnata nella progettazione dell’opera per quanto riguarda tutti gli impianti meccanici, elettrici e speciali non di sistema (ventilazione, illuminazione, elettrici, eccetera) riguardanti le opere di 21 stazioni, 2 gallerie di linea a binario singolo, 30 manufatti di linea e un’area di deposito (servizi di progettazione esecutiva; cliente NBI SpA-Metro Blu Scarl, committente finale MM SpA).
di ALESSANDRO FOCARACCI | CEO Prometeoengineering.it
FRANCESCO STOPPONI | Amministratore Delegato Metro Blu Scarl
L’intervento che andiamo a illustrare riguarda la linea metropolitana M4 che collegherà il centro storico con la parte Est della città (Forlanini e Aeroporto di Linate) e con la parte Ovest (Lorenteggio e Stazione San Cristoforo) di Milano. L’intera opera prevede la realizzazione di 2 gallerie di linea a binario singolo con diametro di scavo 6,50 m per le tratte esterne e diametro di scavo 9,15 m per la tratta centrale, per un’estensione complessiva di circa 15 km. È prevista la realizzazione di 21 stazioni e 30 manufatti di linea, che ospitano locali tecnici svolgendo anche la funzione di uscite di sicurezza e accessi per il pronto intervento dei Vigili del Fuoco.
Percorsi di progettazione
Nello sviluppo della progettazione degli impianti meccanici, elettrici e speciali non di sistema, tutte le scelte tecniche sono state effettuate in modo tale da adottare soluzioni innovative e/o logiche di progettazione volte a raggiungere l’obiettivo del contenimento dei costi di manutenzione e gestione dell’opera. La progettazione impiantistica ha come oggetto i seguenti sistemi primari riguardanti le opere relative alle stazione, galleria e manufatti:
Impianti di ventilazione di emergenza antincendio (smoke ventilation); Impianti di ventilazione ordinaria; Impianti termici e di condizionamento (HVAC); Impianti idrici antincendio; Impianti idrico-sanitario, adduzione acque e scarichi; Impianti aggottamento in pressione e drenaggio acque a gravità; Impianti elettrici e di forza motrice; Impianti illuminazione; Impianti fotovoltaici (Area Deposito); Impianti di rivelazione incendi; Impianti Speciali e correnti deboli; Impianti di supervisione e controllo; Interfaccia con impianti opere di sistema (correnti forti, telecomunicazione, dati, segnalamento, telecomando, porte di banchina, SCADA); Interfaccia con opere civili.
Impianti di ventilazione di emergenza antincendio
Lungo tutto lo sviluppo della linea si è resa necessaria la realizzazione di un sistema che provvedesse, in caso di incendio sia in stazione che in galleria, al controllo e la gestione dei fumi per la sicurezza degli utenti. A tal fine è stato progettato un sofisticato sistema di ventilazione di emergenza che ha il compito di estrarre i fumi consentendo l’esodo delle persone nonché l’intervento delle squadre di soccorso.
La ventilazione di tipo longitudinale è stata effettuata mediante l’installazione di gruppi di ventilazione distribuiti lungo la galleria in “camere di ventilazione”. Considerando le portate d’aria necessarie per il corretto funzionamento del sistema di ventilazione, le “camere” o “pozzi” di ventilazione sono costituiti da veri e propri manufatti in c.a. dedicati in cui vengono installati i ventilatori e relativi accessori quali serrande, setti silenziatori, eccetera.
Il sistema di ventilazione di galleria è stato progettato anche per il suo utilizzo nel normale esercizio al fine di garantire il necessario ricambio d’aria per smaltire il calore in eccesso sviluppato all’interno del sistema e di mantenere un ambiente salubre. Nello sviluppo del progetto esecutivo si è reso necessario effettuare la variante progettuale definita Variante Tratta Centro. Le motivazioni sono state il miglioramento della fruibilità delle stazioni e la riduzione dell’impatto sul tessuto urbano dei manufatti intertratta in una zona a elevata densità abitativa e di traffico (San Babila- Sant’Ambrogio).
La variante proposta ha portato a una razionalizzazione delle stazioni per la quale si prevede un corpo scale centrale in luogo di uno laterale da cui deriva una notevole riduzione dell’impronta. Tale riduzione è stata convenientemente sfruttata per ricavare camere di ventilazione all’interno delle stazioni in luogo di quelle previste nei manufatti intertratta. Dal punto di vista della sicurezza sono stati effettuati studi mirati a verificare l’equivalenza delle soluzioni progettuali in termini di gestione dell’emergenza e rischio per la popolazione.
Simulazioni termofluidodinamiche mono e tridimensionali
La progettazione degli impianti di ventilazione si è basata anche su studi termofluidodinamici monodimensionali e tridimensionali atti a verificare il corretto dimensionamento del sistema di ventilazione di emergenza. Tramite la risoluzione di modelli di rete monodimensionali mediante il codice di calcolo Subway Envinronmental Simulation (SES) è stato verificato il corretto dimensionamento delle camere di ventilazione di linea considerando i seguenti criteri di verifica:
• In caso di incendio in linea garantire una velocità dell’aria sopravento al focolaio non inferiore alla velocità critica calcolata per la potenza massima di incendio;
• In caso di incendio in stazione verificare le portate di aria necessarie a prevenire l’ingresso dei fumi in stazione per la fase di esodo e comunque per una potenza di incendio non inferiore a 15 MW.
Il caso di incendio in stazione è stato verificato congiuntamente alle simulazioni tridimensionali. Le simulazioni tridimensionali, complementari a quelle monodimensionali, sono state condotte tramite il codice di calcolo FDS allo scopo di convalidare le scelte progettuali effettuate per il sistema di ventilazione di emergenza in termini di dimensionamento dei ventilatori e delle strategie di gestione. Le analisi svolte mediante simulazione CFD tridimensionali delle stazioni e dei manufatti singolari finalizzate alla verifica dell’impianto di ventilazione di linea e di stazione hanno portato alle seguenti conclusioni:
• Nel caso di incendio del treno, la ventilazione di stazione garantisce almeno fino a 15 MW che il fumo entrato eventualmente in banchina sia di caratteristiche tali (temperatura, densità, tossicità) e abbia una distribuzione tale da consentire l’evacuazione e il successivo intervento delle squadre di soccorso.
• Fino alla potenza massima d’incendio del veicolo proposto pari a 26 MW, il fumo non risale in modo significativo ai piani superiori della stazione.
• Nel caso di incendio fermo nel manufatto si è verificato il confinamento dei fumi entro qualche decina di metri dall’incendio per una potenza di 15 MW.
• La ventilazione di stazione riesce a gestire anche scenari d’incendio provocati da sorgenti diverse dal treno (incendio del cestino in banchina).
Impianti di condizionamento
Per le stazioni, ove possibile, sono stati progettati impianti di condizionamento con gruppo frigorifero ad acqua di falda in grado di abbattere i consumi energetici e al contempo di ottimizzare la manutenzione rispetto agli impianti ad aria (caratterizzati dalla presenza di parti mobili quali i ventilatori di raffreddamento).
Impianti idrici anticendio
L’impianto idrico antincendio di stazione è alimentato direttamente dall’acquedotto che predisporrà i punti di allaccio con caratteristiche di portata e prevalenza tale da soddisfare i requisiti richiesti dall’impianto in conformità alla norma UNI EN 12845. All’interno delle stazioni si sviluppano sia una rete idranti composta da erogatori UNI45 sia una rete di spegnimento automatico Sprinkler posizionato in corrispondenza della via di corsa di stazione. In galleria è prevista una rete idranti con erogatori UNI45 distribuiti ogni 40 m circa.
Impianti idrico-sanitari, adduzione acque e scarichi
A servizio di ogni stazione è presente un impianto di adduzione acqua per i bagni sia pubblici che quelli dedicati al personale. Il dimensionamento delle tubazioni di alimentazione è effettuato in base alle condizioni di esercizio più gravose che si verificano, con i valori di pressione ammessi, in corrispondenza della portata massima contemporanea. La rete di scarico è costituita dal complesso di tubazioni destinate al sistema di spinta delle acque di rifiuto chiare e nere, provviste entrambe di pompe di sollevamento per la consegna alla rete cittadina. Le acque di scarico chiare saranno convogliate nella vasca di aggottamento predisposta nella stazione a cura delle OO.CC., mentre le acque di rifiuto nere saranno inviate all’ apposita stazione di sollevamento acque nere che avrà il compito di recapitare le acque trattate al sistema fognario.
Impianti di illuminazione e forza motrice
Il sistema di alimentazione elettrica di stazione è costituito in modo tale da garantire, per tutte le utenze di stazione, galleria e camera di ventilazione, due fonti di energia elettrica alternative commutabili automaticamente, in conformità al DM 11/1/88. Una rete ad anello in media tensione collega ogni cabina di stazione rendendo disponibile l’energia a 400Vca 50Hz distribuita secondo un sistema TN-S. Dai quadri generali di stazione traggono origine gli impianti civili non di sistema.
L’impianto di luce e forza motrice è caratterizzato da una serie di prese civili e industriali ubicate in modo da permettere eventuali operazioni di manutenzione all’interno della stazione e in galleria. Ogni presa ha una sua protezione locale garantendo un maggior livello di sicurezza. L’impianto di illuminazione è caratterizzato prevalentemente da apparecchiature con tecnologia LED ad alta efficienza in modo da garantire il contenimento dei consumi energetici.
L’impianto di illuminazione ordinario è stato progettando in conformità a tutti i requisiti dettati dalle norme mentre l’illuminazione di sicurezza si articola su più livelli garantendo non solo l’esodo delle persone ma anche una illuminazione in grado di evitare il panico nelle situazioni di emergenza che possono verificarsi. Completa l’impianto una segnaletica retroilluminata di stazione avente la funzione di migliorare la visibilità della cartellonistica adibita ai presidi di emergenza e alle vie di evacuazione.
Impianti di supervisione e controllo
Scopo del sistema di supervisione e controllo in oggetto è quello di:
• Supervisionare e controllare gli impianti tecnologici (quali aggottamento, ventilazione, condizionamento, eccetera) implementando direttamente tutte le logiche, sequenze, interblocchi, etc.
• Interfacciare i sottosistemi di tipo package, ossia la cui operatività è assicurata da centraline di controllo dedicate ed indipendenti dal sistema di supervisione generale (quali scale mobili, ascensori, rilevamento fumi, eccetera) ma che necessitano di interfacciarsi con esso per consentire il loro monitoraggio da remoto oltre che il coordinamento funzionale con gli altri sistemi di stazione.
• Interfacciarsi con il sistema centrale di supervisione e controllo (nel seguito indicato come SCADA) per consentire un corretto monitoraggio e gestione degli impianti da remoto.
In generale, il sistema si basa su dispositivi PLC e I/O modulari quest’ultimi hanno il compito di recepire tutti i segnali dagli elementi supervisionati e trasmetterli ai PLC per gli opportuni automatismi.
Impianto controllo e gestione accessi
L’impianto di controllo e gestione accessi ha l’obiettivo di sorvegliare i punti di ingresso in stazione al fine di garantire adeguati livelli di sicurezza e regolare interventi da parte dei manutentori.
Tutti gli elementi di campo sono indirizzati attraverso appositi moduli, per il riporto a sistema di stati e allarmi in modo da permettere al sistema una immediata individuazione dell’allarme garantendo tempi di intervento il più possibile limitati.
Impianti di rilevazione incendi
L’impianto di rilevazione fumi e allarme incendi è di tipo analogico ad indirizzamento individuale secondo i più recenti standard di affidabilità. Tutti gli elementi di campo quali rivelatori, pulsanti, pannelli allarme sono connessi ad un loop capace di contenere fino a 99 dispositivi.
L’architettura del sistema è concepita per potersi interfacciare anche in modalità automatica agli impianti antincendio ed evacuazione fumi nonché al sistema di supervisione generale per la trasmissione degli allarmi a postazione remota.
Il controllo da remoto garantisce e agevola l’intervento delle autorità in tempi brevi riducendo il più possibile i tempi d’azione e diminuendo i danni provocati a cose e persone nonché i relativi costi per la manutenzione di guasti e/o elementi danneggiati.
