Relazione generale e quadro economico (rev. 01.02.08) - Infn

INFN – Istituto Nazionale di Fisica Nucleare – Bari A-01 – Relazione tecnica – Rev.01 Feb. ‘08
Introduzione
Il presente progetto si riferisce ai lavori da eseguire nei locali situati al piano seminterrato del
Dipartimento di Fisica “Michelangelo Merlin” del Campus Universitario “Ernesto Quagliarello”
dell’Università di Bari.
I lavori oggetto della presente relazione in sintesi riguardano:
- installazione dell’impianto elettrico a servizio nuova sala di calcolo;
- individuazione e conseguenti lavorazioni per attrezzare come data center alcuni locali del
piano interrato;
Le planimetrie allegate denominate rispettivamente:
ID PROGETTO ESECUTIVO SCALA
E-001 CALCOLI ILLUMINOTECNICI A4
E-002 OPERE EDILI - PIANTA DEMOLIZIONI E RICOSTRUZIONI 1:50
E-003 OPERE EDILI - PIANTA INDIVIDUAZIONE ZONE PAVIMENTO FLOTTANTE 1:50
E-004 IMPIANTO DI CONDIZIONAMENTO: - DISTRIBUZIONE RETI ORIZZONTALI 1:50
E-005
E-006
IMPIANTI ELETTRICI E SPECIALI: PIANTA ALIMENTAZIONI RACK DATI,
ILLUMINAZIONE, PRESE FM, TD
IMPIANTI SPECIALI: IMPIANTO DI RIVELAZIONE FUMI E
ANTIALLAGAMENTO, IMPIANTO DI SPEGNIMENTO A GAS INERTE
E-007 QUADRO ELETTRICO CED: SCHEMA UNIFILARE 1:50
1:50
1:50
recano la distribuzione degli impianti oggetto del presente intervento unitamente alla nuova
disposizione degli elementi architettonici e degli arredi, particolari essenziali per un corretto
posizionamento delle scatole dell’impianto elettrico.
Le preventive operazioni di sgombero dei locali, dovranno essere necessariamente eseguite a cura
dell’Appaltatore.
1 Impianti elettrici e speciali
1.1 Distribuzione
Come anticipato nell’introduzione della presente relazione tecnica, gli impianti elettrici trattati nel
paragrafo sono quelli a servizio del data center che dovrà essere realizzato nei locali siti al piano
interrato del Dipartimento di fisica “Michelangelo Merlin”, individuati dalle sigle S1, S3, S5, S7, S9 e
le relative lavorazioni coinvolgeranno il piano interrato dello stabile (vedi dis. E-002).
L’alimentazione elettrica del data center avverrà attraverso il “Quadro Elettrico Corpo F”,
attualmente esistente e collocato al piano interrato dello stabile, per il quale è stata prevista
l’installazione di un nuovo interruttore generale magnetotermico differenziale quadripolare da 630A,
che garantirà l’alimentazione del nuovo quadro elettrico denominato Q.E.CED.
Il nuovo quadro elettrico Q.E.CED troverà collocazione al piano interrato, all’interno del locale
denominato S9. Esso sarà a servizio esclusivo del data center e alimenterà le relative utenze.
Le utenze sono individuate nello schema unifilare del quadro (dis. E-007), che prevede tre distinte
sezioni, energia normale ed energia di continuità assoluta, sezione A e sezione B; in ampia sintesi le
utenze alimentate possono così riassumersi:
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• energia normale
impianto luce;
impianto prese di sevizio;
chiller;
UPS;
• energia di continuità assoluta sezione A
rack A1÷A9 (alimentazione normale);
rack B1÷B9 (alimentazione di riserva);
micro UPS + PLC;
circuiti unità di condizionamento fila A;
riserva unità di condizionamento fila B.
• energia di continuità assoluta sezione B
rack B1÷B9 (alimentazione normale);
rack A1÷A9 (alimentazione di riserva);
circuiti unità di condizionamento fila B;
riserva unità di condizionamento fila A.
L’impianto elettrico sarà conforme a tutte le normative vigenti ed in particolare garantirà la
protezione contro i contatti diretti ed indiretti, pertanto tutte le masse comprese nell’impianto saranno
collegate all’impianto di terra.
La distribuzione pensata per l’installazione del nuovo impianto elettrico, integrandolo con quello
esistente, è rappresentata nello schema a blocchi seguente:
Q.E. Piano
Interrato
Q.E.CED
ENERGIA NORMALE
Q.E.CED
EN. CONTINUITÁ SEZ.A
CONGIUNTORE
|
PLC
Q.E.CED
EN. CONTINUITÁ SEZ.B
Luce
FM
CDZ UPS B UPS A
Racks A
Linea
Normale
Racks B
Linea
Riserva
Moduli
CDZ
Fila A
Racks B
Linea
Normale
Racks A
Linea
Riserva
Moduli
CDZ
Fila B
1.2 Potenza elettrica di progetto
Per giungere alla determinazione del valore da attribuire alla potenza elettrica di progetto, sono
stati considerati i valori medi riportati nella tabella seguente:
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ID
Servizi (luce –prese di servizio) 20
Chiller 1 68,9
Chiller 2 68,9
UPS 1 80
UPS 2 80
UPS 3 (futuro) 80
USP Esistenti 3 x 10
Potenza Media (KVA)
Per il dimensionamento degli UPS sono stati considerati i valori medi indicati in tabella:
ID
Potenza Media
(KVA)
Rack A1÷A7
20/cadauno
Rack B1÷B7
20/cadauno
Unità di raffreddamento Fila A 1,725 x 5 = 8,625
Unità di raffreddamento Fila B 1,725 x 5 = 8,625
1.3 Alimentazioni di riserva
Protezione dati, sicurezza, continuità di servizio ed affidabilità, sono le insostituibili caratteristiche
di un data center. È stata quindi posta particolare attenzione alle interruzioni nella fornitura dell'
energia, le quali, oltre che generare perdita di ore lavoro, perdita di dati, guasti ai server, ecc.,
potrebbero arrecare perdite di immagine per un sistema facente parte di un amplio progetto che spazia
oltre i confini nazionali .
La soluzione più comune per il collegamento di più UPS è una configurazione in parallelo
ridondante, in cui il sistema presenta un modulo UPS in più rispetto a quanto necessario per alimentare
il carico nominale.
Il sistema ridondante migliora la sicurezza e l'affidabilità di alimentazione del carico. Tuttavia in
questa configurazione la disponibilità dell’alimentazione ai carichi risente fortemente dell’affidabilità
della distribuzione a valle del sistema di parallelo (protezioni, cavi, quadri elettrici, ecc.).
Per aumentare l’affidabilità delle alimentazioni elettriche è stato quindi studiato un sistema a
doppia sbarra. In questa configurazione i due UPS alimentano un proprio gruppo di carichi collegati a
valle. La presenza di un congiuntore di sbarra garantisce la possibilità di poter commutare in ogni
momento l’intero carico sull’altro UPS.
I due UPS saranno comunque interfacciati mediante un dispositivo di sincronia, che consente di
sincronizzare due o più sistemi UPS in tensione e frequenza. Il sincronismo è garantito anche in
funzionamento da batteria o con alimentazione da gruppi elettrogeni non sincronizzati. La presenza del
dispositivo di sincronia garantirà, in ogni istante, la possibilità di commutare i carichi tra le fonti di
alimentazione senza alcuna interruzione consentendo anche di disattivare un UPS (e relativo sistema di
distribuzione) per interventi di manutenzione.
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Il dimensionamento degli UPS è stato realizzato in modo da garantire la piena ridondanza del
sistema.
Il micro PLC installato all’interno del Quadro CED consente di innalzare notevolmente il grado di
affidabilità del sistema. Precisamente quando un UPS segnala una qualsiasi avaria di sistema, il PLC
chiude il congiuntore mettendo i due UPS in parallelo, e, qualche istante dopo apre l’interruttore a valle
dell’UPS in avaria, escludendolo dal sistema e consentendo le necessarie operazioni di riparazione.
Ovviamente anche le operazioni di ordinaria manutenzione divengono molto più sicure, in quanto i
carichi dell’UPS in manutenzione vengono momentaneamente alimentati dalla fonte ridondante.
La configurazione delle sbarre di continuità suddivise in due semisbarre distinte offre però una
peculiarità che nessun altro sistema ridondante può garantire: è possibile infatti alimentare ciascuna
utenza con due linee di alimentazione perfettamente distinte.
Il quadro è stato infine predisposto con un secondo congiuntore di sbarra e con un ulteriore arrivo
linea da “UPS C”. L’acquisto di un terzo UPS garantirà quindi di avere una riserva a disposizione per
entrambi gli UPS A e B. In tal modo i due UPS appena citati potranno essere caricati in base alla loro
potenza nominale (80kVA) e non al 50% come avviene attualmente per garantire la ridondanza.
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Per quanto concerne la gestione dei due congiuntori di sbarra è opportuno segnalare che essi
possono essere gestiti sia “normalmente chiusi” che “normalmente aperti”. Nel primo caso gli UPS
funzioneranno normalmente in parallelo ed i congiuntori saranno aperti solo in caso di manutenzione.
Nel secondo caso gli UPS funzioneranno normalmente in parallelo e solo in caso di anomalie il
congiuntori verranno chiusi per trasferire i carichi da un UPS all’altro.
Nella fase di start-up, in cui gli UPS saranno solo 2 ed i carichi varieranno in maniera continua,
sarà sicuramente opportuno mantenere i congiuntori “normalmente chiusi” in modo da lasciare che i
due UPS gestiscano in automatico il bilanciamento del carico. Quando l’assemblaggio dei sarà
ultimato, in dipendenza del numero di carichi a doppia alimentazione, si potrà decidere di cambiare tale
impostazione in modo da avere per i carichi critici, due alimentazioni ben distinte.
Di seguito si riporta un quadro comparativo delle due soluzioni:
CONG. NORMALMENTE CHIUSI
VANTAGGI
- Ridondanza no-break anche nel caso di
guasto sugli interruttori a valle degli UPS
- Maggiore flessibilità nell'equilibratura
dei carichi
CONG. NORMALMENTE APERTI
VANTAGGI
- Sistema di sbarre indipendenti:
isolamento di guasti/disturbi
- Obbligo di connessione "ordinata" delle
utenze
- No-break garantito dal PLC grazie ai bypass
degli UPS e al PLC con segnali di
preallarme
SVANTAGGI
- Perdita di parte della ridondanza sulle
doppie linee di alimentazione: sono
suscettibili a tutti i guasti/disturbi che
avvengono nel sistema di sbarre di
continuità
SVANTAGGI
- Rischio breve break in caso di scatto
dell'interruttore a valle dell'UPS (in ogni
caso questa eventualità non genera
problemi sulle utenze con doppia
alimentazione/STS)
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Predisponendo le alimentazioni in ingresso alle utenze più critiche con appositi commutatori statici
(STS - Static Transfer Switch), sarà possibile una ridondanza totale dell’alimentazione elettrica sino al
vero e proprio utilizzatore. La capacità di commutazione rapida del commutatore statico garantisce
un’efficace protezione anche contro guasti “improvvisi” del sistema di alimentazione, ad esempio
guasti a livello della rete elettrica, scatto degli interruttori o errori dell’operatore.
E’ per questo motivo che tutte le alimentazioni ai rack del centro di calcolo sono state predisposte
con una doppia linea in ingresso, una derivata dal sistema di sbarre (A) e l’altra dal sistema (B). Le
utenze dotate di STS saranno alimentate con doppia linea, le restanti dal circuito competente, fermo
restando la possibilità di dotare in futuro anche tali utenze di STS.
In corrispondenza di ogni rack saranno installate sul fianco della canale di distribuzione n°3 prese
industriali del tipo IEC309 da 32A, due alimentate dalla sezione di sbarre competente (rack A
alimentati dalla semisbarra “a” e rack B dalla semisbarra “b”) ed una terza presa, che costituirà
l’alimentazione di riserva, alimentata dalla semisbarra contrapposta (rack A alimentati da “b” e rack B
da “a”). In questo modo l’alimentazione delle due strisce di alimentazione interne ai rack APC potrà
essere gestita in maniera dinamica dipendente slot contenuti all’interno dei rack. Se, ad esempio un
rack contiene STS o dispositivi dotati di doppia alimentazione, allora sarà sicuramente opportuno
alimentare una striscia APC da una presa “normale” e la seconda striscia dalla presa “riserva”. Se, al
contrario, il rack non contiene utenze a doppia alimentazione, entrambe le strisce dovranno essere
alimentata dalle prese “normali”.
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1.4 Criteri di protezione
La necessaria protezione del sistema rispetto a fenomeni di sovraccarico e di corto circuito verrà
garantita dall’impiego di dispositivi di protezione opportunamente coordinati con la lunghezza e la
sezione dei circuiti elettrici.
La norma di riferimento è la norma CEI 64-8 che relativamente al sovraccarico raccomanda di
verificare che i circuiti soddisfino le seguenti relazioni:
I b ≤ I n ≤ I z
I f ≤ 1,45 I z
Ove:
I b corrente di impiego del circuito;
I n corrente nominale del dispositivo di protezione;
I z portata della conduttura in regime permanente;
corrente convenzionale di intervento.
I f
Come si vede, quando la prima relazione viene soddisfatta, si verifica che la corrente nominale
della protezione è maggiore della corrente di impiego del circuito, in questo caso si evita l’intervento
intempestivo della protezione.
Il fatto che la medesima corrente sia minore della massima portata della linea, garantisce che la
protezione interverrà in situazione di sovraccarico.
Verificando invece la seconda relazione, si ottiene che in situazione di sovraccarico della linea del
45 % rispetto alla portata nominale della medesima, la protezione interverrà nel massimo tempo
previsto dalla normativa evitando i danni causati dalla sovratemperatura.
Per quanto riguarda la protezione rispetto a situazioni di corto circuito, le condutture soddisfano la
seguente relazione:
I 2 t ≤ k 2 S 2
Ove:
I 2 t -energia specifica passante durante il corto circuito che viene lasciata transitare dallo specifico
dispositivo di protezione;
k 2 S 2 -valore dell’energia che la specifica conduttura può sopportare in un tempo
indefinito.
I I cc Max;
t tempo di intervento del dispositivo di protezione;
S sezione della conduttura da proteggere espressa in mm 2 ;
K fattore caratteristico del tipo di conduttore e del relativo isolamento;
La protezione della linea rispetto a corto circuito è stata anche verificata relativamente alla
lunghezza della singola linea.
La lunghezza della conduttura costituisce una variabile particolarmente insidiosa, in quanto oltre
un determinato valore di lunghezza, la maggiore impedenza che ne consegue finisce con il ridurre il
valore della corrente di corto circuito al di sotto di quello minimo previsto in sede di taratura del
dispositivo.
In tale circostanza si potrebbe avere un mancato intervento della protezione stessa e la
sovratemperatura conseguente potrebbe danneggiare la conduttura ed addirittura provocare incendio.
La gestione dell’impianto elettrico avviene attraverso dispositivi di comando e protezione installati
in serie tra loro.
Nella rete di distribuzione radiale è necessario che in caso di guasto in una linea intervenga
solamente il dispositivo opportuno e non già anche quelli a monte, in quanto il fuori servizio verrebbe
esteso a parti sempre più estese di impianto.
Questa caratteristica viene detta “selettività” e viene attuata tramite la scelta di dispositivi in base a
semplici regole.
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Per garantire la selettività delle protezioni differenziali è necessario scegliere interruttori aventi
correnti differenziali nominali differenti in rapporto di circa 3 volte i suddetti valori e verificare che il
tempo di intervento dell’interruttore a monte sia maggiore del tempo di apertura dell’interruttore a
valle.
La protezione differenziale si realizza concretamente impiegando un interruttore differenziale od
un modulo differenziale associato ad un interruttore di protezione da sovracorrenti.
L’interruttore differenziale deve essere scelto con una caratteristica di intervento adeguata alla
corrente differenziale tale da garantire la protezione dai contatti diretti o indiretti.
I dispositivi differenziali impiegati per l’impianto elettrico in oggetto saranno di tipo A e di tipo A-
SI.
I dispositivi differenziali di Tipo A sono dispositivi che garantiscono la protezione in presenza di
correnti di guasto di tipo alternato applicate istantaneamente o lentamente crescenti e
contemporaneamente in presenza di correnti di guasto alternate con componenti pulsanti unidirezionali.
Tale genere di corrente di guasto (unidirezionale) viene generata in presenza di alimentatori di tipo
switching spesso presenti nelle apparecchiature elettroniche.
Relativamente alla selettività delle protezioni differenziali dedicate alla salvaguardia della
sicurezza delle persone e delle cose rispetto ad eventuali contatti diretti o perdite di isolamento, saranno
rispettare le seguenti indicazioni:
le linee originate dal nuovo interruttore generale installato a bordo del quadro elettrico esistente e
che termina nel nuovo quadro elettrico QCED sarà protetta con interruttore magnetotermico
differenziale avente valore per la corrente differenziale pari a I dn = 1 A;
le linee che originano dal nuovo quadro elettrico e terminano sulle utenze sarnno protette con
interruttore magnetotermico differenziale avente valore per la corrente differenziale pari a I dn = 30 mA;
con particolare riferimento alle alimentazioni dei racks, le linee sono state protette con interruttore
magnetotermico differenziale avente valore per la corrente differenziale pari a I dn = 300 mA, questo per
ridurre al minimo gli scatti intempestivi legati alle correnti di dispersione degli alimentatori elettronici.
Per il medesimo scopo per queste linee sono stati utilizzati interruttori tipo “SI” (Super Immunizzati)
particolarmente adatti per utenze IT.
1.5 Contatti indiretti
La protezione per contatto indiretto riguarderà tutte le parti metalliche accessibili dell’impianto
elettrico e degli apparecchi utilizzatori, normalmente non posti in tensione ma che potrebbero trovarvisi
per difetto di isolamento oppure per qualche altra causa accidentale.
Per garantire questo genere di protezione è necessaria la presenza di un impianto di terra
opportunamente coordinato con il sistema/i elettrico/i presenti nell’edificio.
1.6 Impianto di messa a terra
Il sistema di distribuzione previsto per l’impianto in argomento è quello TN-C pertanto tutte le
masse dell’impianto saranno direttamente collegate al nodo di terra generale dello stabile. Le norme
prescrivono il valore della tensione di contatto limite per la sicurezza in caso di contatto indiretto, tale
valore è U ≤ 50 V.
L’impianto di terra sarà unico per tutte le utenze e ad esso verranno collegate anche le nuove
utenze derivanti dall’installazione dell’impianto di trasmissione dati, quindi tramite conduttori di
protezione saranno collegate tutte le masse, mentre con conduttore equipotenziale verranno collegate
tutte le masse estranee.
La definizione di conduttore di protezione viene fornita dall’articolo 543.1.2 della norma CEI 64-8
e indica quei conduttori che collegano le masse al nodo di equipotenzialità, le loro sezioni sono almeno
pari a quelle dei conduttori di fase cui sono associati.
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Il conduttore equipotenziale garantirà il collegamento della tubazione dell’acqua al nodo di
equipotenzialità e la relativa sezione sarà di almeno 6 mm 2 .
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1.7 Quadro elettrico
Il quadro elettrico Q.E.CED avrà le seguenti caratteristiche:
• struttura in lamiera di acciaio verniciata con polveri termoindurenti a base di resine epossidiche e
poliestere polimerizzate a caldo, colore RAL 9001, previo un opportuno trattamento di cataforesi;
modello PRISMA PLUS - Sistema G della MERLIN GERIN o similare
• Resistenza meccanica secondo norma CEI EN 50102 = IK10
• porta trasparente in cristallo e/o cieca;
• grado di protezione a porta chiusa IP 30;
• grado di protezione a porta aperta e pannellini frontali chiusi IP 20;
• tensione di impiego fino a 1.000 V;
• corrente nominale fino a 630 A;
• corrente nominale di breve durata ammissibile fino a 25 KA eff./1sec.;
• corrente nominale di cresta ammissibile fino Ipk 53 KA;
• frequenza 50Hz;
• conformità alle Norme CEI EN 60439-1 (classificazione CEI 17-13/1);
• supporti delle parti metalliche sotto tensione autoestinguenti a 960 gradi centigradi secondo le
Norme IEC 695.2.1;
• segregazione Forma 1;
• fissaggio a parete con appoggio a pavimento;
• Dimensioni: 2006x3400x465 mm (HxLxP).
Il quadro conterrà montate e cablate le seguenti apparecchiature:
- N°1 interruttore scatolato non automatico NS630NA-4x630A, corredato di coprimorsetti;
- N°5 interruttori scatolati non automatici NS250NA-4x250A, corredato di coprimorsetti e
comando motorizzato;
- N°2 interruttori scatolati magnetotermici modello NS160NE-4x160A con sganciatore
STR22SE, in esecuzione fissa, attacchi posteriori cadauno corredato di coprimorsetti,
bobina di apertura, relè differenziale a toroide separato RH197P, toroide IA80, selettore a
chiave, sezionatore con fusibili.
- N°2 interruttori scatolati magnetotermici modello NS160NE-3x160A con sganciatore
STR22SE, in esecuzione fissa, attacchi posteriori cadauno corredato di coprimorsetti,
bobina di apertura, relè differenziale a toroide separato RH197P, toroide IA80, selettore a
chiave, sezionatore con fusibili.
- N°2 interruttori scatolati magnetotermici modello NS160NE-3x160A con sganciatore
STR22SE, in esecuzione fissa, attacchi posteriori, coprimorsetti, blocco differenziale VIGI-
MH.
- N°4 strumenti multifunzione modulari modello PM9;
- N°4 sezionatori con fusibili STI-3P+N;
- N°1 sezionatore con fusibili SBI-4x40A;
- N°1 scaricatore 4 poli PRD40;
- N°3 trasformatori di corrente 500/5A-10VA;
- N°9 trasformatori di corrente 200/5A-10VA;
- N°16 interruttori magnetotermici modulari C60H-4x32A, curva C, blocco VIGI 0.3A-cl.A-SI;
- N°1 interruttore magnetotermico modulare C60H-2x20A, curva C, blocco VIGI 0.3A-cl.A-SI;
- N°3 interruttori magnetotermici modulari C60H-4x32A, curva D, blocco VIGI 0.3A-cl.A-SI;
- N°1 interruttore magnetotermico modulare C60H-4x63A, curva D, blocco VIGI 0.3A-cl.A-SI;
- N°5 interruttori magnetotermici modulari C60N-2x10A, curva C, blocco VIGI 0.03A-cl.AC;
- N°2 interruttori magnetotermici modulari C60N-2x25A, curva C, blocco VIGI 0.03A-cl.AC;
- N°1 soccorritore con batterie in tampone, modello MICRO, di produzione LEVER,
V ingresso =230V-50Hz, V uscita =24V dc, P=60W, autonomia 2 ore;
- N°1 controllore logico programmabile (PLC) modello ZELIO LOGIC, con display interno,
costituito da:
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- unità base SR3B261BD, V=24V dc, 16 ingressi digitali, 10 uscite;
- modulo di estensione 8DI e 6DU, V=24V dc, modello SR3XT141BD;
- modulo di comunicazione per rete ETHERNET, modello SR3NET01BD;
- software di programmazione;
- N°10 relè ausiliari RXL4A06B2BD, 24V dc-6A;
- conduttori di cablaggio con segnafilo;
- targhette serigrafate.
1.8 Sistema di distribuzione
La distribuzione dell’energia elettrica alle prese di servizio ed ai rack viene eseguita con canale in
lamiera posto in opera con opportuni staffaggi a soffitto.
Le linee di alimentazione saranno realizzate tramite cavo FG7OM1 con guaina in mescola di
gomma di tipo G7.
Al fine di minimizzare le opere necessarie per il passaggio cavi, sarà necessario utilizzare canalina
provvista di setto separatore così da consentire anche il passaggio dei cavi relativi al sistema Continuità
Assoluta nella medesima canala.
Particolare cura sarà dedicata alla posa dei cavi internamente alla canala, facendo attenzione ad
evitare intrecci, a tal fine si ricorrerà alle fasce reggicavo previste. L’ancoraggio a parete delle canale e
delle scatole sarà realizzato tramite l’impiego di stop di diametro 9 mm.
Le giunzioni o le derivazioni saranno realizzate esclusivamente all’interno delle cassette di
derivazione mediante opportuni morsetti che saranno comunque essere contrassegnati per facilitare
l’identificazione del relativo circuito.
Le caratteristiche delle scatole e delle cassette saranno definite in relazione al punto di installazione
e saranno di materiale plastico termoindurente a parete.
1.9 Caratteristiche dei cavi e dei conduttori
L’isolamento dei cavi per trasporto di energia elettrica sarà quello adatto a tensione nominale verso
terra non inferiore a 450/750 V, caratterizzati dal simbolo di designazione 07, mentre quelli dedicati al
segnalamento e comando saranno isolati per valori 300/500 V, il cui simbolo previsto dalla norma è 05.
È fondamentale ricordare che ove i cavi di segnalamento dovessero essere posati nel medesimo
tubo o canale ove trovano allocazione cavi con tensioni nominali superiori, essi avranno il grado di
isolamento previsto per la tensione maggiore.
Le colorazioni previste per i cavi saranno conformi alle indicazioni contenute nelle tabelle CEI –
UNEL:
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1.10 Sezioni minime dei conduttori: criteri di dimensionamento
Le sezioni minime dei conduttori sono state calcolate in funzione della potenza elettrica impiegata
e della lunghezza dei singoli circuiti, stando sempre attenti a che la caduta di tensione non superasse
mai il valore del 4% della tensione a vuoto.
I valori scelti per i diametri dei conduttori sono tra quelli normalizzati nelle tabelle CEI – UNEL da
cui si ricava che le sezioni minime ammesse sono:
– 0,75 mm 2 per circuiti di comando e segnalamento;
– 1,5 mm 2 per circuiti di illuminazione, derivazione per prese a spina destinate ad altri circuiti di
illuminazione o ad apparecchi utilizzatori con corrente assorbita minore di 6 A;
– 2,5 mm 2 per derivazione con o senza prese a spina per utilizzatori con corrente assorbita non
superiore a 12 A;
– 4 mm 2 per montanti singoli e linee alimentanti singoli apparecchi utilizzatori con corrente
assorbita non superiore a 20 A.
La sezione del conduttore di neutro non sarà inferiore a quella del corrispondente conduttore di
fase.
Per la determinazione della sezione dei conduttori di protezione si rimanda alla seguente tabella
avendo cura di scegliere sezioni immediatamente maggiori o uguali a quella risultante dalla
consultazione della tabella medesima.
Alternativamente si potrà ricorrere ad un vero e proprio calcolo ricorrendo alla formula:
S = (I 2 t) 1/2 /K
Si rammenta inoltre che, per le utenze elettroniche, va prevista la realizzazione di
connessioni di protezione ad alta affidabilità (sez > 10 mmq per cavi unipolari, 2,5 mmq per
conduttore multipolare, CEI 64-8 art. 707.471.3.3.1) a causa della presenza di correnti di
dispersione permanenti descritte precedentemente e che possono provocare potenziali
pericolosi in caso di difetto del collegamento equipotenziale.
1.11 Canalizzazioni
La funzione delle canalizzazioni è quella di proteggere meccanicamente i conduttori di energia.
Tale protezione può essere realizzata con strumenti diversi, quali ad esempio: tubazioni, canale,
passerelle, condotti o cunicoli ricavati nelle opere edili.
I sistemi descritti nel presente documento realizzano protezione meccanica dei cavi tramite tubi e
cassette di derivazione e canali portatavi.
La normativa prescrive che il diametro interno del tubo dovrà essere almeno pari ad 1,3 volte il
diametro del cerchio circoscritto al fascio di cavi che in esso trovano collocazione.
È inoltre da tenere presente che la tubazione dovrà avere diametro sufficiente per garantire un
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agevole infilaggio e sfilaggio dei cavi, il tracciato dovrà essere sempre rettilineo, avendo cura di dare
una leggera pendenza ai tratti orizzontali per favorire lo scarico di eventuale condensa.
Cassette di derivazione conformi alla normativa saranno installate nei punti in cui il cambio di
direzione avviene in modo brusco, in corrispondenza a derivazioni di linea secondaria da linea
principale ed all’ingresso dei locali serviti.
Le giunzioni da effettuare sui conduttori saranno realizzate solo ed unicamente all’interno delle
cassette di derivazione e con l’impiego di morsetti adatti.
Le cassette, in condizioni ordinarie, non consentiranno l’introduzione di corpi estranei ed il relativo
coperchio si potrà aprire solamente con l’utilizzo di attrezzo idoneo.
Circuiti appartenenti a sistemi elettrici diversi saranno allocati in tubazioni e cassette differenti per
i due sistemi; è ammessa la coesistenza all’interno del medesimo tubo solamente se l’isolamento di tutti
i cavi è garantito per il livello di tensione più alto tra i due e le cassette siano munite di opportuno setto
separatore, amovibile solamente con attrezzo.
Per quanto attiene i canali si ricorda che il numero dei cavi installati sarà tale da dar luogo ad
un’occupazione non superiore al 50 % della sezione del canale.
2 Impianto di rivelazione fumi / spegnimento / antiallagamento
E’ stata prevista l’installazione di un impianto di rivelazione fumi, finalizzato ad attivare un
impianto spegnimento a gas inerte: tale impianto, in caso d’incendio, satura in pochi istanti l’ambiente
con una miscela invisibile ed inodore di azoto (52%), argon (40%) e CO 2 (8%), gas naturali
normalmente presenti nell’aria che si respira. Il peso specifico simile all’aria consente di saturare
l’ambiente per tempi lunghi, senza stratificare e senza diluizione. La piccola percentuale di CO 2 stimola
automaticamente la respirazione nel corpo umano e permette la sopravvivenza con percentuali di
ossigeno di circa il 12%, livello che rende impossibile la combustone della quasi totalità delle sostanze
combustibili. L’aumento artificioso di CO2 nell’aria, dopo la scarica del gas, stimola la respirazione
naturalmente, anche nelle persone svenute e riporta l’assorbimento di ossigeno al cervello alle
condizioni ottimali.
L’impianto sarà corredato di contatti per gli infissi per evitare che la scarica avvenga con gli infissi
aperti vanificando l’azione del gas. Saranno inoltre presenti su ogni porta pannelli ottico acustici di
avviso “Scarica in Corso” per evitare che si aprano le porte durante la fase di scarica.
L’impianto è di rivelazione è stato inoltre corredato di sonde antiallagamento posizionate al di
sotto di pannelli costituenti il pavimento galleggiante. Tale sistema, unitamente alla presenza del
pavimento galleggiante stesso, consentirà, in caso di allegamento, di attuare opportune procedure prima
che l’acqua possa raggiungere le apparecchiature della sala calcolo.
2.1 Unità di gestione
L’unità di comando spegnimento sarà:
conforme alla norma europea EN12094-1 ( Direttiva CPD – sistemi fissi di spegnimento –
componenti per sistemi di spegnimento a gas).
versatile e semplice da programmare e da installare
L’unità di gestione offrirà varie possibilità di impiego: sarà impiegata sia in impianti autonomi che
collegata ad impianti di rivelazione dell'edificio.
L'unità sarà provvista di 3 linee indipendenti di rivelazione. Lo spegnimento potrà essere attivato
dalla combinazione fra qualsiasi delle zone di rivelazione: a singolo, doppio o triplo consenso.
La centrale prevista consente di adeguare il funzionamento del sistema alle esigenze dell'impianto
nel rispetto dei requisiti richiesti dalla norma Europea EN 12094-1.
La centrale sarà provvista di un ampio display LED per facilitare la configurazione ed il controllo
dell'Unità. Durante la temporizzazione di ritardo all'attivazione segnerà il tempo rimanente alla scarica.
Il conteggio del temporizzatore sarà anche ripetuto su tutti i ripetitori remoti in modo da consentire
la visualizzazione anche a distanza dello stato.
Tutti i componenti della centrale saranno montati su di una unica piastra metallica, per rendere
l'unità robusta e facile da installare.
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2.2 Descrizione del Impianto di rivelazione e spegnimento incendi con gas inerti sistema
Per proteggere il nuovo Centro di Calcolo ed i locali annessi si è progettato un sistema di
spegnimento automatico che utilizza una miscela di gas inerti quale agente estinguente.
Il sistema è costituito da una batteria di bombole cilindriche verticali ad alta pressione (300 bar),
complete di valvole di scarica a flusso rapido, manometro di controllo pressione bombole, di comandi
elettrici e pneumatici per l’attuazione automatica e manuale delle bombole, manichette flessibili di
scarica e di servocomando ed un collettore comune di raccolta gas.
La miscela di gas inerte viene diffusa nell'ambiente tramite una rete di distribuzione realizzata con
tubo in acciaio zincato per alte pressioni e appositi ugelli diffusori posizionati su tutto il rischio da
proteggere. La pressione di esercizio all'interno delle tubazioni di distribuzione, a valle del collettore
comune di raccolta, sarà limitata a 60 bar, grazie a un orifizio calibrato dimensionato tramite calcolo
idraulico.
2.3 Caratteristiche dell’estinguente
Le caratteristiche della miscela utilizzata sono le seguenti:
Miscela naturale: è una miscela di azoto, argon e CO2, gas naturali normalmente presenti
nell’aria che si respira;
Non tossico: satura in pochi minuti l’intero locale protetto con un gas invisibile e inodore,
permettendo di respirare senza difficoltà. Il suo peso specifico, simile a quello dell’aria,
consente di saturare l’ambiente per tempi lunghi, senza stratificazione e senza diluizione,
consentendo a soccorritori e tecnici di poter entrare ed uscire ripetutamente senza rischi. La
piccola percentuale di CO2 attiva la stimolazione automatica della respirazione nel corpo
umano e permette la sopravvivenza con percentuali di ossigeno di circa il 12% : a tali livelli di
ossigeno non è possibile la combustione della quasi totalità delle sostanze combustibili;
Non si decompone : non produce gas nocivi per le persone o per l’ambiente;
Non crea nebbia : la visibilità resta completa;
Non lascia residui : non danneggia, nè corrode anche i materiali più delicati;
Non da shock termico : non essendo un gas liquefatto non deve assorbire;
E’ dielettrico: non esiste alcun rischio di corto circuito anche in presenza di alta tensione;
E’ respirabile: perché ha gli stessi componenti dell’aria;
E’ sicuro: l’azione dell’anidride carbonica è automatica ed opera anche su persone svenute,
stimolando la respirazione;
Non danneggia lo strato di ozono;
Non contribuisce all’effetto serra: i gas inerti che lo compongono sono normalmente presenti
nell’atmosfera terrestre.
2.4 Azione estinguente
L’azione estinguente della miscela si basa sulla riduzione della concentrazione di ossigeno presente
nell’ambiente da proteggere.
La miscela usa una concentrazione di progetto di circa il 40%; tale immissione di prodotto fa si
che la concentrazione di ossigeno scenda al 12,5%. Concentrazioni di ossigeno più basse del 15%
permettono l’estinzione di quasi la totalità delle tipologie d’incendio. Concentrazioni di ossigeno del
11-13% unite ad una piccola percentuale di CO2 (l’anidride carbonica stimola la respirazione)
permettono la presenza di persone all’interno dei locali protetti per un lungo periodo di tempo senza
nessun rischio per la salute.
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2.5 Principio di funzionamento (batteria bombole con valvole di smistamento)
Il sistema è composto da un’unica batteria bombole dimensionata per raggiungere la
concentrazione di estinzione nel locale avente la volumetria maggiore. Attraverso un sistema di
smistamento la stessa batteria asservirà a più locali, ovvero tramite circuiti di servocomando dedicati si
attiveranno le bombole pilota e le relative bombole pilotate, le valvole di smistamento dedicate al
locale protetto. Le bombole hanno la stessa capacità, la stessa carica e la stessa pressurizzazione, sono
collegate tra di loro tramite un circuito di servocomando pneumatico ed un collettore comune di
raccolta.
Il sistema è completato da una stazione pilota di comando denominata, composta da una bombola
pressurizzata con azoto, collegata al sistema di rivelazione incendi attraverso la testa operatrice elettrica
montata direttamente sulla valvola di scarica rapida della bombola di azoto. Ogni locale protetto ha una
bombola pilota dedicata.
Ricevuta la segnalazione d’allarme dal sistema di rivelazione incendi, attraverso il pistoncino di
comando della testa operatrice elettrica, la bombolina d’azoto viene attuata. Il collegamento
pneumatico (manichetta di servocomando) tra la bombola pilota e gli attuatori pneumatici presenti su
ogni bombola pilotata permetteranno l’apertura delle valvole di scarica che rilasceranno l’agente
estinguente.
Manichette di scarica, collettore comune di raccolta, valvola di smistamento (una per ciascun
locale protetto), tubazioni di distribuzione e ugelli di scarica convoglieranno il gas estinguente nel
locale da proteggere.
La pressurizzazione delle bombole è di 300 bar. Alla connessione d’uscita del collettore di scarica
è presente un orifizio calibrato opportunamente dimensionato per la riduzione della pressione. La
massima pressione di esercizio nelle tubazioni sarà di 60 bar.
Ogni bombola è corredata di manometro a contatti elettrici, per permettere il controllo oltre che
visivo, anche automatico di eventuali perdite di pressione delle bombole.
Altra segnalazione è data dal pressostato di segnalazione impianto intervenuto posizionato a valle
del collettore di scarica, che segnala alla centrale di rivelazione e comando l’effettiva scarica
dell’agente estinguente.
L’ impianto di spegnimento verrà realizzato in due tempi: nel presente appalto è inclusa la rete di
distribuzione completa di collettore ed ugelli, le bombole e gli accessori per la loro posa in opera,
successivamente verranno invece inserite le valvole di smistamento ed i relativi accessori.
2.6 Sonda antiallagamento
Si è predisposto un sistema di sonde antiallagamento per la rivelazione di presenza d’acqua.
Ogni sonda è costituita da un contenitore stagno, in materiale termoplastico, da cui fuoriescono due
elettrodi in acciaio inossidabile ed un cavetto elettrico di collegamento all’unità elettronica. La
resistenza intrinseca tra i due elettrodi è variabile in funzione della presenza di acqua. La variazione del
valore di resistenza tra i due elettrodi, in caso di allagamento, provoca un allarme. La sonda
antiallagamento è collegata direttamente al modulo di zona della centrale. Dopo un allarme, cessata la
presenza di acqua, la sonda sarà nuovamente utilizzabile senza alcun intervento.
3 Impianto di condizionamento
A servizio del Nuovo Centro di Calcolo, si è progettato un impianto di condizionamento ad acqua
refrigerata con batterie di raffreddamento installate all’interno dei rack.
L’impianto è stato progettato secondo criteri modulari per garantire la possibilità di espansione del
Data Center senza necessità di modificare l’infrastruttura dell’impianto di condizionamento. Il sistema
utilizzato è quello “InfraStruXure In-Row RC” della APC, appositamente studiato per la tipologia di
rack adottato.
Le densità termiche dei Data center rendono difficile la fornitura di un raffreddamento adeguato.
Per garantire adeguate zone di aerazione, la distanza fra la fonte termica ed il sistema di espulsione del
calore deve essere diminuita. Il concetto in-row associa carichi di calore e di raffreddamento, evitando
così il riflusso di aria espulsa all'impianto IT. InfraStruXure InRow RC è un sistema di
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condizionamento dell'aria ideato per ottimizzare il raffreddamento e le performance degli impianti.
L'unità cattura calore direttamente dal corridoio di calore e distribuisce aria fredda garantendo il
mantenimento del corretto range termico degli impianti. La struttura consente un abbattimento dei costi
di gestione mediante il controllo delle temperature dell'impianto IT. La velocità delle ventole viene
controllata in modo tale da ridurre il consumo di energia nei periodi di minore utilizzo. L'espulsione del
calore è stata gestita mediante un dispositivo di raffreddamento idraulico.
Il progetto a servizio della Sala Rack prevede un’infrastruttura per Centri Elaborazione Dati
consistente in n.14 Armadi Rack Server disposti in una configurazione ad isola fredda/calda, in cui
ogni armadio viene refrigerato da unità di condizionamento In-Row RC.
Le unità di condizionamento In-Row RC forniscono una capacità media di raffreddamento per
Rack di 16,6 kW (12,5 kW con la ridondanza N+1) ed una capacità di picco per Rack di 25 kW grazie
all’utilizzo di un’architettura che dispone i Rack divisi su due file, back to back, , in modo da evitare la
miscelazione di aria calda e fredda attraverso l’interposizione di un corridoio caldo, come è possibile
individuare negli elaborati di progetto.
Nella configurazione finale le unità In-Row RC saranno 12 e saranno in grado di neutralizzare fino
a 200 kW di calore nominale, per tale motivo, al momento si è inserito un refrigeratore ad acqua
raffreddato ad aria da 140 kW di potenza frigorifera, ma si sono dimensionati il collettore e le tubazioni
di alimentazione delle unità interne per una portata finale che prevede la futura installazione di un
secondo refrigeratore da 140 kW.
Si riportano di seguito le caratteristiche ed i vantaggi del sistema “InfraStruXure InRow RC”:
Caratteristiche e vantaggi
Disponibilità
Raffreddamento
prevedibile
Il posizionamento dell’unità nella fila di rack avvicina la sorgente del raffreddamento al carico
termico. Questo elimina la miscelazione dell’aria e fornisce un’architettura di raffreddamento
prevedibile.
Doppia alimentazione di
ingresso A-B
Controllo degli ingressi
del rack
Collegamenti superiori
e inferiori dell’aria
refrigerata
Assorbe potenza dall'UPS a fini di protezione dell'alimentazione con doppia alimentazione ridondata.
Il controllo degli ingressi del rack garantisce la temperatura in ingresso degli apparecchi IT.
Consente il collegamento dell’aria refrigerata dalla parte superiore, in caso di installazione aerea, o
dalla parte inferiore, in caso di pavimento sollevato.
Controlli risposta attiva Controlla e regola i gradi di raffreddamento per garantire un corretto ingresso delle temperature.
Mediante il microprocessore di controllo, si assicurano visibilità operativa e condizioni ottimali di
funzionamento dell'unità.
Costo totale di gestione
Ventole a velocità
variabile
Le ventole a velocità variabile riducono il consumo di energia durante i periodi di raffreddamento
normale.
Architettura modulare
Cattura l’aria calda esausta direttamente dalle apparecchiature IT, aumentando così la capacità di
raffreddamento dell’unità rispetto alle architetture tradizionali.
Flessibilità
Design modulare
Il design modulare offre soluzioni scalabili per aumentare il raffreddamento di pari passo con la
domanda.
Manutenibilità
Ventole sostituibili a
caldo
Consente il funzionamento continuato del sistema se è richiesta la sostituzione di una ventola.
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Facilità di accesso a fini
di manutenzione
L'impianto In-row consente la sostituzione/manutenzione delle componenti nei sistemi hot aisle-cold
aisle.
Filtri lavabili
Di facile manutenzione, lavabile, il filtro elimina le particelle dal flusso d’aria di ritorno.
Gestibilità
Real-Time capacity
monitoring
Controller
microprocessore
Integrazione dei sistemi
di gestione di edifici
Visualizzazione in tempo reale del raffreddamento attuale e disponibile.
Il sistema (fino a un massimo di tre moduli) è controllato da un microprocessore principale che
fornisce una funzionalità di controllo di alto livello e un'interfaccia naturale tramite un display
alfanumerico a 80 caratteri e quattro righe. Ciascun modulo è dotato di un controller basato su
microprocessore che è coordinato con gli altri moduli presenti nel sistema dal controller principale.
Invio di allarmi e punti dati che consente di gestire dell’infrastruttura dell’edificio critica da un solo
sistema.
Compatibile con
InfraStruXure Manager
Consente la gestione centralizzata tramite InfraStruXure Manager di APC.
A servizio dei tre locali annessi al Nuovo Centro di Calcolo, locale quadro, locale Rack esistenti e
locale a disposizione per eventuale ampliamento della sala Rack, individuati sugli elaborati di progetto
rispettivamente come locali S9, S7 ed S5, si è prevista la rete di di distribuzione dell’acqua refrigerata
con stacchi di predisposizione, per una eventuale installazione di terminali idronici di integrazione.
Al momento in questi locali, per abbattere i carichi termici, si è previsto di installare gli split a
parete utilizzati nei locali che ospitavano il precedente Centro di Calcolo.
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4 Quadro economico
A) Importo a base d'asta
Impianti elettrici e speciali € 52.369,21
Opere edili € 7.386,60
CDZ € 12.335,10
Impianto di spegnimento € 17.000,00
lavori a base d'asta € 89.090,91
Compresi oneri sicurezza (5%) € 4.454,55
TOTALE LAVORI € 89.090,91
B) Somme a disposizione dell'Amministrazione
IVA su lavori 10% € 8.909,09
Oneri per incentivazione (1,5%)
Spese generali € 15.600,00
Contributo CNPAIA 2% € 312,00
IVA su spese generali 20% € 3.182,40
Totale somme a disposizione € 28.003,49 € 28.003,49
Importo totale progetto € 117.094,40
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