Come determinare il numero e la configurazione degli ascensori in un edificio: linee guida per progetti di trasporti verticali

La progettazione del sistema di ascensori di un edificio dipende da numerosi fattori. Questi includono il numero di piani, le diverse popolazioni che occuperanno i vari piani, la posizione di spazi a uso speciale come mense, e il tipo di occupazione per cui l'edificio è destinato. Un edificio a uso aziendale o con un unico inquilino, per esempio, potrebbe richiedere un sistema di ascensori diverso rispetto a un edificio con più inquilini.

Le densità previste per gli edifici in Europa e Asia sono generalmente superiori rispetto agli Stati Uniti, dove il lavoro di ciascun occupante tende a occupare una superficie maggiore. Per esempio, nel calcolo dei carichi HVAC per spazi per uffici generali, si assume che una persona occupi circa 9,3 m², mentre per il calcolo degli ascensori si considera una densità di una persona ogni 150-160 ft² (14-15 m²) di spazio utilizzabile.

Per determinare il numero iniziale di ascensori necessari in un edificio, si utilizzano alcune "regole generali" che un architetto può seguire durante la progettazione concettuale. Queste suggeriscono che, per ogni 3700-4600 m² di spazio lordo, è necessario un ascensore. Inoltre, in media, un ascensore può servire circa 225-250 occupanti. Tuttavia, tali stime sono solo indicative, e una valutazione più accurata dovrebbe essere eseguita da un consulente di ascensori mediante un'analisi del traffico.

Una volta determinata la popolazione dell'edificio, il consulente può configurare il sistema, definendo il numero di ascensori, i piani che devono servire, la velocità degli ascensori e la dimensione della cabina in base agli standard accettati. Alcuni degli aspetti principali da considerare per un banco di ascensori includono: la capacità di movimentare una percentuale della popolazione totale in 5 minuti, e l'intervallo medio, ovvero il tempo che un ascensore impiega per partire dal piano principale durante il periodo di maggiore afflusso, che solitamente si verifica nelle prime ore del mattino.

La capacità di movimentazione per un edificio per uffici di solito varia dal 12,5% al 15%, con la percentuale inferiore che è accettabile per un edificio a più inquilini, mentre la più alta è quella standard per un edificio occupato dal proprietario. Inoltre, gli edifici occupati dal proprietario tendono a richiedere tempi di attesa più brevi, con un intervallo medio di 25 secondi o meno, rispetto agli edifici con più inquilini, dove il tempo massimo accettabile è di 30 secondi.

Questi parametri di performance sono cruciali per il design ottimale degli ascensori. Gli assunti necessari per determinare la capacità di movimentazione e l’intervallo di tempo includono il numero di occupanti che utilizzeranno gli ascensori durante l'ora di punta, la quantità di persone per ciascun viaggio, il numero di ascensori nel banco e la velocità di viaggio. Le analisi del traffico vengono effettuate iterativamente per ottimizzare la configurazione del sistema, che può includere la modifica del numero di ascensori, la loro velocità, e i piani serviti da ciascun ascensore.

Nei grattacieli commerciali, è necessario l'utilizzo di più banchi di ascensori per soddisfare i criteri di capacità di movimentazione e intervallo di tempo. Esistono anche standard specifici che determinano la configurazione degli ascensori, come la dimensione della piattaforma, che per gli edifici di prima classe negli Stati Uniti deve variare tra 1600 e 1800 kg, con una larghezza maggiore rispetto alla profondità, per facilitare l'ingresso e l'uscita dei passeggeri. È anche importante che la capacità di movimentazione e i tempi medi di attesa siano relativamente uguali tra i vari banchi di ascensori, senza che la differenza tra due banchi superi il 10%.

Nel caso di edifici che richiedono una maggiore capacità di trasporto, come quelli molto alti o megagrattacieli, sono state sviluppate configurazioni innovative. Una di queste prevede l'utilizzo di un "sky lobby", dove ascensori ad alta velocità trasportano i passeggeri dal piano di ingresso a un piano intermedio, per poi trasferirli a un altro ascensore che raggiunge i piani superiori. Un'altra opzione innovativa è quella degli ascensori a doppio ponte, che consentono il trasporto di più passeggeri per ogni viaggio.

Come si progetta un sistema di ascensori per edifici residenziali alti e superalti?

Nell’architettura contemporanea dei grattacieli residenziali, l’ascensore non è più soltanto un mezzo di trasporto verticale, ma una parte integrante dell’identità architettonica e funzionale dell’edificio. Ogni tipologia di residenza — appartamenti serviti, condomìni di proprietà stagionale o multiproprietà — impone un diverso approccio progettuale al sistema di ascensori. La progettazione deve rispondere non solo alle esigenze di efficienza, ma anche a criteri di prestigio, sicurezza e comfort psicologico dei residenti.

Negli edifici supertall, come il Burj Khalifa, l’introduzione di livelli “sky lobby” costituisce una soluzione magistrale al problema della distribuzione verticale. Questi spazi intermedi suddividono l’edificio in più sezioni, ognuna servita da ascensori locali che si collegano a navette express tra il piano terra e la sky lobby. Tale configurazione riduce significativamente i tempi d’attesa e di percorrenza, oltre a consentire la creazione di zone abitative con caratteristiche e qualità differenti. La hall principale e i sistemi di ascensori diventano così la soglia simbolica di ogni residenza, espressione coerente della sua posizione di mercato e del linguaggio architettonico complessivo.

Le prestazioni del sistema di trasporto verticale devono riflettere il livello del complesso immobiliare. La configurazione ottimale si definisce sulla base del picco di traffico del tardo pomeriggio, quando i residenti rientrano o escono per le attività serali. Da questi dati derivano gli intervalli medi, la capacità di gestione e il numero di cabine necessarie. L’obiettivo è garantire tempi d’attesa coerenti con la qualità e la posizione della proprietà, senza sacrificare il comfort o la privacy.

La sicurezza dei residenti impone soluzioni separate per i diversi flussi: ascensori dal parcheggio alla lobby principale, sistemi indipendenti per il personale di servizio o per le consegne, e percorsi dedicati ai visitatori. Nei complessi più esclusivi, dove l’ascensore si apre direttamente nell’abitazione, la sua affidabilità e il suo silenzio diventano elementi imprescindibili di valore. Ascensori dedicati consentono anche l’accesso discreto ai piani attici, ai servizi tecnici o alle aree comuni, evitando intersezioni indesiderate tra spazi pubblici e privati.

Gli ascensori di servizio assumono un ruolo cruciale nei trasferimenti e nei movimenti di grandi oggetti. Questi impianti, dotati spesso di doppio accesso — frontale verso il corridoio residenziale e posteriore verso il livello di carico — devono essere progettati per garantire comfort termico e acustico, anche in prossimità di aree non climatizzate. Le norme impongono che possano accogliere barelle o oggetti voluminosi, ma nei complessi di alta gamma si estende questo requisito fino alla movimentazione di pianoforti o arredi di grande pregio.

Uno degli aspetti più delicati è la gestione del rumore e delle vibrazioni. L’ascensore che attraversa un edificio alto può generare fastidiosi effetti acustici dovuti al vento o al moto dell’aria nei condotti verticali. Per questo motivo, la collaborazione con consulenti acustici è indispensabile per isolare le macchine di sollevamento e i quadri di controllo. Le sale macchine devono essere accessibili senza interferire con le unità abitative, e la loro collocazione richiede attenzione non solo funz

Quale sistema HVAC è più adatto agli edifici residenziali ad alta quota?

Nei complessi residenziali a molti piani, la scelta del sistema HVAC incide in modo determinante sull’efficienza energetica, sulla qualità del comfort termico e sulla gestione dei costi. I sistemi più frequentemente adottati si distinguono in configurazioni a due o quattro tubi, oltre a varianti ibride come le pompe di calore ad acqua di condensazione. La loro implementazione richiede un’attenta analisi in funzione della flessibilità operativa, del carico termico e delle esigenze individuali delle unità abitative.

Nel confronto, il sistema a due tubi con fan-coil è una soluzione economicamente più vantaggiosa per gli sviluppatori. Tuttavia, l’evidente risparmio iniziale comporta una perdita significativa in termini di flessibilità operativa. In questo caso, il sistema è in grado di distribuire solo acqua calda o refrigerata, ma non entrambe contemporaneamente. Il passaggio tra le due modalità deve essere effettuato stagionalmente, manualmente o tramite valvole elettriche. Anche se le stanze sono dotate di unità simili a quelle del sistema a quattro tubi, la mancanza di indipendenza nel controllo climatico può diventare un limite rilevante, specialmente in edifici con orientamenti misti o esposizioni termiche disomogenee.

Le scelte progettuali devono tener conto non solo delle prestazioni operative, ma anche della manutenzione, della rumorosità, del recupero di calore e della semplicità di controllo. I fan-coil possono essere configurati in sistemi VVT (Variable Volume Terminal), in cui i volumi d’aria per ogni ambiente sono regolati da terminali a volume variabile. Il termostato rimane unico, ma la distribuzione è più raffinata e adattabile. Gli impianti devono includere anche sistemi di ventilazione controllata, con l’aria esterna trattata e convogliata direttamente in ogni unità. Quando si prevede la ventilazione naturale, l’installazione di sensori di apertura finestra che disattivano i fan-coil rappresenta una misura utile per evitare sprechi energetici.

In termini normativi, i termostati nelle abitazioni in edifici alti devono rispettare criteri precisi. Devono prevedere punti di settaggio numerici in °F e °C, limiti di regolazione per impedire modifiche fuori dall’intervallo di comfort (±3°C) accessibili solo al personale autorizzato, e almeno quattro intervalli di setpoint differenti ogni 24 ore. Le funzioni di accensione e spegnimento automatico devono essere garantite da timer programmabili, sensori di presenza o interruttori temporizzati manuali. Questi dispositivi non devono tuttavia controllare direttamente la ventilazione dell’aria esterna, che deve essere gestita separatamente per garantire il purge iniziale dell’ambiente.

Come le condizioni climatiche influenzano l’effetto camino negli edifici alti

L’effetto camino è un fenomeno fisico che si manifesta in modo significativo negli edifici alti, dove le differenze di pressione tra l’interno e l’esterno variano con l’altezza della struttura, influenzando il movimento dell’aria attraverso l’edificio. Nei climi umidi e caldi, come quello di Bangkok, la variazione delle temperature stagionali è minima: le temperature invernali si aggirano attorno ai 27°C, mentre quelle estive raggiungono circa 29°C. Questa somiglianza mantiene costante l’effetto camino durante tutto l’anno, poiché l’aria esterna rimane più calda rispetto all’interno. Di conseguenza, la pressione interna diminuisce con l’aumentare dell’altezza, generando un flusso d’aria ascendente relativamente stabile tra estate e inverno. Parallelamente, la velocità del vento aumenta drasticamente con l’altezza, passando da circa 8 km/h al livello del suolo a oltre 35 km/h in cima all’edificio, mentre la densità dell’aria diminuisce leggermente. Questo incremento di velocità del vento ai livelli superiori determina una maggiore pressione aerodinamica sulla facciata, un aspetto fondamentale che architetti e ingegneri devono considerare per garantire la stabilità e la funzionalità delle superfici esterne.

Nei climi temperati come quello di Pechino, la variabilità stagionale delle temperature è più accentuata: in estate si registrano valori esterni intorno a 35°C, mentre in inverno si scende anche a –9°C. Questi sbalzi termici generano variazioni considerevoli nella pressione interna rispetto all’esterno lungo l’altezza dell’edificio, accentuando l’effetto camino e influenzando notevolmente i flussi d’aria. Durante l’estate, l’aria più calda all’esterno spinge verso l’interno causando una pressione superiore alla base dell’edificio, mentre in inverno il fenomeno si inverte. La velocità del vento si mantiene costante lungo l’altezza, ma la pressione totale diminuisce progressivamente dal basso verso l’alto, con impatti evidenti su sistemi di chiusura, porte degli ascensori e sulla distribuzione termica interna. Questi fattori devono essere valutati con estrema precisione per evitare problemi funzionali e aumentare l’efficienza energetica dell’edificio.

Oltre agli aspetti climatici, è cruciale comprendere come l’interazione tra stack effect e pressione del vento influenzi la stabilità degli involucri edilizi, soprattutto nelle porzioni più elevate degli edifici dove le forze del vento sono amplificate. La gestione integrata di questi fenomeni permette non solo di ottimizzare il comfort interno ma anche di ridurre i consumi energetici, evitando dispersioni di calore in inverno o ingressi di aria calda in estate. La valutazione dettagliata di questi parametri diventa imprescindibile nei grattacieli e nelle strutture supertall, dove la complessità dei flussi d’aria si traduce in sfide ingegneristiche complesse.

Il lettore dovrebbe inoltre considerare come i materiali dell’involucro e la presenza di aperture influenzino ulteriormente il bilancio delle pressioni. Le superfici permeabili o non ermetiche accentuano l’effetto camino, amplificando i flussi d’aria indesiderati, mentre soluzioni progettuali mirate possono modulare il fenomeno, ad esempio tramite sistemi di ventilazione controllata o barriere d’aria. Infine, il controllo dell’umidità, spesso sottovalutato, è un elemento determinante nel modificare la densità dell’aria e le temperature interne, influenzando la pressione e i movimenti d’aria in modo non lineare.