Studio di fattibilità termo-aeraulica dell'Accor Arena per i Giochi Olimpici 2024 : aumentare la capacità di freddo e garantire il comfort della grande sala.
La grande sala dell'Accor Hotel Arena (Palazzo dell'Omnisport di Parigi-Bercy) deve garantire condizioni climatiche estive molto esigenti per i Giochi Olimpici 2024. Non potendo gli impianti esistenti rispondere alle condizioni future, sono necessarie importanti modifiche per aumentare la capacità di freddo della grande sala.
Nell'ambito dello studio di fattibilità per l'ottimizzazione dei sistemi di climatizzazione, EOLIOS e Sphère Ingénierie hanno condotto una serie di studi per definire il dimensionamento dei sistemi.
Ciò include la simulazione numerica del comportamento dinamico, termico e aeraulico dei fenomeni dell'arena : temperatura, velocità dell'aria, rinnovo e rimescolamento nei volumi studiati.
L'essenziale. Studio di fattibilità termo-aeraulica dell'Accor Arena (Palazzo dell'Omnisport di Parigi-Bercy) per i Giochi Olimpici 2024, condotto con Sphère Ingénierie. La CFD simula temperatura, velocità dell'aria, rinnovo e rimescolamento della grande sala per dimensionare la produzione di freddo. L'analisi mostra che gli ugelli di mandata a lunga gittata rompono la stratificazione e omogeneizzano le temperature nel volume.
Gli obiettivi principali : il dimensionamento dei locali tecnici e lo studio delle velocità dell'aria, del comfort termico e della stratificazione, nonché lo studio (mandata ed estrazione) dei nuovi sistemi di ventilazione meccanica nell'ambito dei Giochi Olimpici. Le ipotesi di apporti sensibili e latenti (occupazione, presenze) sono state stabilite secondo la configurazione della grande sala in modalità sportiva.
Il sistema di diffusione è la parte terminale e visibile di un impianto HVAC : determina la riuscita dell'impianto, perché influenza direttamente la percezione del comfort (sensazione di caldo o di freddo) da parte degli occupanti. Le differenze di pressione sono le forze motrici delle correnti d'aria. La simulazione CFD restituisce questi campi di velocità e di temperatura in tutto il volume della sala.
Calore rilasciato nella sala da occupanti, illuminazione e attrezzature: la parte sensibile aumenta la temperatura dell'aria, la parte latente aggiunge umidità. La loro stima, secondo presenze e modalità d'uso, fissa il carico che la climatizzazione deve compensare.
In ingegneria HVAC, la circolazione dell'aria è indotta da due forze motrici : il tiraggio termico (una differenza di temperatura crea una differenza di densità tra due masse d'aria, accentuata dall'altezza — « l'aria calda sale »), e la distribuzione delle pressioni e depressioni indotte dai sistemi HVAC. Di minore importanza, l'umidità ambiente genera anch'essa movimenti (l'aria umida, più leggera, si solleva).
La stratificazione deriva dal fatto che la densità dell'aria dipende dalla sua temperatura : l'aria calda, meno densa, si solleva. Nei grandi volumi, l'aria si distribuisce in strati (i più freddi in basso, i più caldi in alto). L'obiettivo è generalmente mantenere gli strati caldi al livello delle estrazioni, per non surriscaldare le zone di occupazione con gli apporti scenici.
Distribuzione dell'aria in strati sovrapposti a temperatura crescente verso l'alto, essendo l'aria calda meno densa. In un'arena può concentrare il calore sotto la copertura, al livello delle estrazioni, o riversarsi sugli spalti se non gestita.
Questa organizzazione in strati vale per un volume in cui l'aria interna è stabile (poco rimescolata). Qui, l'installazione di ugelli di mandata a lunga gittata genera importanti movimenti di ricircolo e di induzione, che portano a un'omogeneizzazione delle temperature. La ventilazione ad alta velocità perturba gli strati caldi delle parti alte : l'aria del volume è vigorosamente rimescolata (attrito, depressioni e turbolenze indotte), rendendo la temperatura ambiente quasi uniforme.
Alla fine, gli studi congiunti con Sphère Ingénierie hanno permesso di realizzare un bilancio tecnico completo e di dettagliare i lavori previsionali da condurre.
Diffusore a getto concentrato capace di proiettare l'aria di mandata a grande distanza. In un grande volume crea ricircoli e forte induzione che rimescolano l'aria e rompono la stratificazione, al prezzo di una velocità dell'aria più elevata da sorvegliare nella zona di occupazione.
Da ricordare. La mandata a lunga gittata omogeneizza la temperatura della grande sala ma aumenta le velocità dell'aria. La CFD arbitra tra uniformità termica e comfort locale prima di avviare i lavori di climatizzazione.
Stratificazione, capacità di freddo e comfort dei grandi volumi: le risposte alle domande che si pongono gestori e committenti prima di uno studio CFD.
In un volume delle dimensioni di un'arena, l'aria non si comporta come in una stanza ordinaria: stratificazione, ricircoli ed effetti di rimescolamento sono determinanti. La CFD simula temperatura, velocità dell'aria e rinnovo in ogni punto per dimensionare la produzione di freddo e la diffusione, come in altri progetti di microclima di impianti sportivi.
È la distribuzione dell'aria in strati a temperatura crescente verso l'alto, essendo l'aria calda più leggera. Ben gestita, concentra il calore al livello delle estrazioni; mal gestita, surriscalda gli spalti. La simulazione verifica dove si collocano gli strati caldi secondo la diffusione scelta.
Proiettano l'aria di mandata a grande distanza e creano importanti ricircoli. Rompono la stratificazione e omogeneizzano le temperature nel volume, al prezzo di velocità dell'aria più elevate da sorvegliare nella zona di occupazione.
Gli apporti sensibili e latenti (occupanti, illuminazione, attrezzature sceniche) sono stabiliti secondo le presenze e la modalità d'uso della sala. Fissano il carico termico che la climatizzazione deve compensare e costituiscono un'ipotesi chiave del modello.
Un bilancio tecnico completo: dimensionamento dei locali tecnici e della produzione di freddo, mappe di temperatura e di velocità, analisi del comfort e della stratificazione, e dettaglio dei lavori previsti, realizzato qui congiuntamente con Sphère Ingénierie.
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Studio di fattibilità termo-aeraulica dell'Accor Arena (Parigi-Bercy) per i Giochi Olimpici 2024, con Sphère Ingénierie : simulazione del comportamento dinamico, termico e aeraulico della grande sala (temperatura, velocità, rinnovo, rimescolamento), analisi della stratificazione e dell'effetto degli ugelli a lunga gittata per omogeneizzare le temperature — al fine di dimensionare la produzione di freddo e la distribuzione dell'aria.
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