Le dimensioni elencate sono da intendersi come valori minimi:

• area di manovra (distanza ≥ 1.000 mm): Figura 3 nella sezione Allegati qui sotto.
• M: margine di distanza per dimensioni di errore as built.
• a: larghezza interna ≥ 5.550 mm.
• b: profondità interna ≥ 2.300 mm.
• Altezza utile interna ≥ 2.300 mm.

Riguardo ai materiali:

Le cabine prefabbricate esistenti sono costruite in calcestruzzo armato. Il materiale delle nuove cabine dovrà rispettare i requisiti aggiuntivi della filosofia Circular by Design (si vedano i Requisiti della soluzione in seguito).

Il materiale da usare nella fabbricazione dovrà essere in grado di resistere a una compressione pari o superiore a 250 kg/m². I materiali esterni dovranno essere in grado di resistere alle variazioni di temperatura e ai raggi ultravioletti.

Copertura della struttura

• Deve essere in grado di resistere a carichi di 480 kg/m² quando l’installazione è prevista per un’altitudine inferiore o uguale a 1.000 m s.l.m.
• Deve essere correttamente fissata alla struttura e garantire un coefficiente di scambio termico medio inferiore a 3,1 W/°C m².
• Il tetto deve anche essere protetto da un adeguato strato impermeabilizzante.
• Deve prevedere appositi punti di aggancio per il trasporto e l’installazione.

Pareti

• Devono essere in grado di sostenere forze verticali pari al proprio peso più il peso del tetto e dei relativi sovraccarichi simultaneamente, con una tensione orizzontale di 100 kg/m².
• Devono essere previsti almeno due fori passanti in materiale plastico, con un diametro interno minimo di 150 mm, incassati nella parete durante la fase di costruzione per permettere il passaggio di cavi elettrici temporanei.

Pavimento

• Deve essere in grado di resistere a carichi verticali di 400 kg/m², eccetto nella zona di movimento e collocazione del trasformatore, dove la resistenza deve essere adeguata ai carichi derivanti dal trasformatore. Il peso da considerare è di 4.000 kg.
• Per il quadro elettrico di MT bisogna considerare un vano di dimensioni sufficienti da garantire:
  • Il corretto sostegno del quadro elettrico di MT su di un piano stabile.
  • Che il retro del quadro elettrico di MT osservi una distanza minima dalla parete posteriore di 20 mm.
  • Che la lunghezza dell’apertura sia superiore alla larghezza massima totale prevista del quadro elettrico di MT per permettere una certa tolleranza durante l’installazione (per esempio 650 mm x 2.800 mm).

Deve essere previsto.

• Per il quadro di BT:
  • Il corretto sostegno del quadro di BT su di un piano stabile:
    • Un’apertura di dimensioni sufficienti per il quadro di BT (si considerino le dimensioni fornite nella Tabella 1) per l’accesso alla vasca di fondazione dei cavi di BT.
    • Il pannello dovrà avere uno spessore minimo di 5 mm e una rigidità meccanica tale da permettere il fissaggio del quadro di BT.
    • Il sistema di fissaggio tra il pannello e il quadro di BT deve garantire che l’apparecchiatura possa resistere alla prova di tensione applicata a frequenza industriale di 10 kV (valore efficace) per 1 minuto e alla tensione impulsiva tipo 1,2/50 μs con un valore di picco di 20kV.
  • I lati del quadro di BT devono mantenere una distanza minima dalla parete adiacente di 20 mm.

Deve essere previsto.

Attenzione: in caso di un quadro di BT con sostegno regolabile, la cabina deve essere in grado di prevedere il fissaggio alla struttura.  

Attenzione: sia per il quadro elettrico di MT sia per il quadro di BT, l’apertura per fissare i pannelli dovrà includere una o più coperture che ricoprano il 50% della lunghezza dell’apertura. Queste coperture devono essere in grado di resistere allo stesso carico verticale. Inoltre le coperture devono essere composte da più di una parte, in maniera da poter essere rimosse singolarmente, e pesare ciascuna meno di 20 kg.

• Per il trasformatore:
  • Apertura minima di dimensioni 300 mm x 150 mm per i trasformatori MT/BT per l’accesso alla vasca di fondazione dei cavi di MT..

Deve essere previsto.

• Per l’armadio rack 19’’ da 40U:
  • Apertura di dimensioni 500 mm x 500 mm (con la possibilità di fissare la scaffalatura) per il rack (esempio: DG2061 Ed.9) con accesso alla vasca di fondazione dei cavi di BT.

Deve essere previsto.

Basamento

Prefabbricato, composto da un blocco unico, con una profondità minima di 500 mm, che copra l’intera area della cabina. Deve essere previsto un collegamento meccanico tra la cabina e il basamento, con un sistema di aggancio che eviti che la cabina si muova orizzontalmente.

La parte inferiore del box deve essere provvista di fori per il passaggio dei cavi di MT e di BT, nonché per i cavi del circuito di terra e di protezione.

Tutte le aperture devono essere dotate di passacavi che garantiscano lo stesso grado di protezione IP e IK specificato in precedenza.

Il basamento deve essere provvisto di:

• 10 fori con un diametro di 200 mm per il passaggio dei cavi di MT;
• 8 fori con un diametro di 200 mm per il passaggio dei cavi di BT;
• 4 fori con un diametro di 200 mm per il passaggio dei cavi degli altri servizi.

Tali fori devono essere posizionati a una distanza sufficiente dal fondo della fossa per permettere di raccogliere le fuoriuscite di olio dal trasformatore, per un volume minimo di 650 litri.

Finiture della struttura

• I raccordi tra la struttura e l'intero perimetro della cabina nei punti di appoggio con la base devono essere sigillati per una perfetta tenuta stagna.
• Le pareti esterne devono essere trattate con additivi per rivestimenti che garantiscano un ancoraggio perfetto alla struttura, un’ottima resistenza agli agenti atmosferici anche in ambienti industriali e in prossimità del mare, l’inalterabilità del colore sotto la luce diretta del sole e stabilità a fronte delle variazioni di temperatura (-20°C + 60°C).

Richieste addizionali

I carichi da considerare nella progettazione delle strutture che compongono la cabina sono:

• Evento sismico: saranno effettuate verifiche strutturali secondo i requisiti delle norme vigenti per le costruzioni (relative ai materiali proposti per la challenge) in zona sismica, nelle condizioni più rigorose per il paese in cui la cabina prefabbricata sarà installata. (A titolo di esempio, i requisiti per l’Italia sono elencati al punto 4.3.1 parte C della norma DG2061 Ed. 9).
• Sollecitazioni causate dal sollevamento e trasporto della cabina completa di tutte le apparecchiature (escluso il trasformatore), per i carichi mobili e permanenti sul pavimento della cabina.

Test

I prototipi saranno sottoposti ai seguenti test, secondo le norme IEC, eccetto dove si specifichi diversamente:

• Esame visivo: Verifica dei componenti e dei sistemi descritti in precedenza; corretta disposizione per i passaggi dei cavi necessari al collegamento degli elementi all’interno della cabina.
• Controllo degli spazi: Verifica della disponibilità di spazio sufficiente affinché i componenti all’interno della cabina permettano manovre e spazi di lavoro sicuri; verifica della corretta accessibilità per installare ogni componente.
• Prove funzionali: Come indicato nella norma IEC 62271-202, sezione 6.10.2 (se applicabile).
• Controllo della ventilazione: La verifica che ci sia un’adeguata ventilazione sarà eseguita tramite il test di riscaldamento indicato al punto 6.5 della norma IEC 62271-202 per classe di protezione 10K. Per il test considerare la massima potenza dei trasformatori (1.000 kVA).
• Verifica delle caratteristiche del materiale usato sulla base di test eseguiti presso un laboratorio certificato
• Test elettrici
  • Equipotenzialità: La continuità elettrica dovrà essere verificata attraverso sistemi idonei tra qualunque punto metallico collegato all’armatura interna del pavimento, delle pareti o del tetto.
  • Test di resistenza: Entrambi gli elettrodi devono essere applicati all'armatura interna e agli elementi esterni. Il test si considera superato se il valore della resistenza elettrica in tutti i casi considerati è uguale o superiore a 10.000 Ω.
  • Test dielettrico: I prototipi saranno sottoposti alla prova di tensione applicata a frequenza industriale e alla tensione impulsiva come specificato nella norma IEC 61439-1 rispettivamente, tranne nei casi in cui siano stati specificati parametri diversi nei paragrafi precedenti.
• Verifica del comportamento della cabina prefabbricata durante la fase di sollevamento:
• La cabina completa di tutte le apparecchiature, a eccezione del trasformatore.
• Test per verificare la resistenza meccanica: Per verificare gli effetti meccanici sul box, le pareti e il tetto, procedere come indicato nella norma IEC 62271-202, sezione 6.101. Inoltre:

Un carico verticale uniformemente distribuito di 800 kg/m² deve essere applicato sul pavimento, a eccezione delle zone di movimento e posizionamento dei trasformatori, dove la resistenza deve essere adattata al carico di un trasformatore da 1.000 kVA. Il test si considera superato se il materiale utilizzato non ha subito danni in nessuna delle zone compresse e se nelle barre di rinforzo non è stato raggiunto il carico di rottura.

• Controllo del grado di protezione: La prova sarà eseguita in conformità con la norma IEC 60529. Dovrà essere verificato il grado di protezione IP33.
• Controllo di eventuali perdite nella raccolta dell’olio: Dopo aver riempito di acqua il basamento o la vasca del trasformatore, se progettata specificatamente per questo scopo, il test sarà considerato superato se dopo 12 ore dal riempimento non vi sarà stata fuoriuscita di acqua.
• Impermeabilità del tetto
• Resistenza alle variazioni di temperatura e ai raggi ultravioletti
• Verifica dei trattamenti sulle superfici

LA CHALLENGE

Enel Global Infrastructure and Networks è alla ricerca di un nuovo design per una cabina secondaria prefabbricata, che dovrà possedere caratteristiche innovative nel design, nei materiali e nella costruzione, oltre a integrare i principi della sostenibilità. In tal senso, il nuovo design dovrebbe essere in grado di aumentare l’integrazione naturale nel contesto umano (criteri estetici e armonici), di garantire la sicurezza di soggetti terzi e di integrare la filosofia Circular By Design.

Lo sviluppo della nuova cabina secondaria prefabbricata dovrà rispondere alle seguenti esigenze:

1. Rispettare i requisiti tecnici e di sicurezza attualmente previsti da Enel per le cabine secondarie prefabbricate, per garantire la sicurezza sia dei lavoratori sia dei soggetti terzi.
2. Avere dimensioni sufficienti a permettere l’installazione di tutti i componenti.
3. Offrire una migliore integrazione estetica e armonica all’interno del contesto urbano o naturale in cui è installata (possibilmente prevedendo più varianti della versione base da scegliere secondo il luogo di installazione).
4. Integrare nella progettazione i principi fondamentali dell’economia circolare e della sostenibilità, per migliorare l’immagine aziendale di Enel e la sua visione attraverso questo nuovo design. La soluzione deve offrire la possibilità di trasmettere messaggi rivolti ai clienti o ai vari stakeholder dell’azienda.

Le soluzioni inviate devono rispettare i seguenti requisiti. 

• Altezza ≥ 2.300 mm; larghezza ≥ 5.500 mm; profondità ≥ 2.300 mm
• Garantire un grado di protezione IP 33 verso l’esterno secondo la norma IEC 60529 e IK 10 secondo la norma IEC 62262 (incluse le porte e le griglie del sistema di ventilazione).
• Le aperture di accesso dovranno avere le seguenti dimensioni minime: larghezza x altezza = 1.250 x 2.100 mm.
• Il materiale utilizzato nella fabbricazione dovrà essere in grado di resistere a una compressione pari o superiore a 250 kg/m².
• I materiali esterni devono essere in grado di resistere alle variazioni di temperatura e ai raggi ultravioletti.
• La copertura della struttura deve essere in grado di resistere a carichi di 480 kg/m² quando l’installazione è eseguita ad altitudini inferiori o pari a 1.000 m.
• Le pareti devono essere in grado di resistere a forze verticali pari al proprio peso più il peso del tetto e dei relativi sovraccarichi simultaneamente, con una tensione orizzontale di 100 kg/m².
• Il pavimento deve essere in grado di resistere a carichi verticali di 400 kg/m², eccetto nella zona di movimento e collocazione del trasformatore, dove la resistenza deve essere adeguata ai carichi derivanti dal trasformatore. Il peso da considerare è di 4.000 kg.
• Il basamento deve essere prefabbricato, costituito da un blocco unico, con una profondità minima di 500 mm, e deve coprire l’intera area della cabina. La parte inferiore del box deve essere provvista di fori per il passaggio dei cavi di MT e di BT, nonché per i cavi del circuito di terra e di protezione.
• I raccordi tra la struttura e l'intero perimetro della cabina nei punti di appoggio con la base devono essere sigillati per una perfetta tenuta stagna.
• Ottemperare a tutti i requisiti tecnici e di sicurezza di Enel.
• Promuovere il positivo impatto visivo di queste infrastrutture, per migliorare il loro inserimento nel territorio, favorendo una perfetta integrazione nell’ambiente dei luoghi in cui sono installate.
• Essere l'espressione di una ricerca progettuale (design) in grado di fornire alle cabine prefabbricate maggiore qualità e innovazione.
• Essere il simbolo di una nuova visione dell’energia che l’azienda intende promuovere e comunicare: più partecipativa, bidirezionale, sostenibile e che renda più stretto il rapporto tra l’azienda e i clienti. Deve offrire la possibilità di trasmettere messaggi rivolti ai clienti o ai vari stakeholder dell’azienda.
• Essere fattibile e sostenibile dal punto di vista economico.
• Integrare i principi della circolarità nel design, al fine di garantire la longevità dell’asset, favorire la modularità, quindi la sostituzione e manutenzione dei componenti, così come il riciclo/riutilizzo dei materiali della cabina a fine vita. I fattori principali della filosofia Circular By Design includono:
  • Struttura/architettura del prodotto: ridurre il numero dei componenti rispetto alla funzionalità principale richiesta e adottare un design che faciliti l’eliminazione dei materiali pericolosi.
  • Componenti: usare componenti durevoli ed evitare materiali pericolosi.
  • Materiali: selezionare il più possibile materiali riciclabili/riciclati e ad alta efficienza energetica e ridurre al minimo la variabilità dei materiali utilizzati. Nell’analisi dei materiali, la valutazione dovrebbe prendere in considerazione la norma IEC62474, il REACH (regolamento dell’Unione europea che concerne la registrazione, la valutazione, l’autorizzazione e la restrizione delle sostanze chimiche) e la Direttiva RoHS (circa la restrizione delle sostanze pericolose, normativa 2002/95/EC). Sarebbe preferibile integrare nel design l’uso di materiali riciclati. In particolare, la soluzione migliore sarebbe l'utilizzo di alternative più sostenibili rispetto al calcestruzzo armato tradizionale (compresi i materiali di sostituzione del clinker, il cemento riciclato, il bio-cemento).
  • Smantellamento: i componenti devono essere progettati con l’obiettivo di facilitare lo smantellamento e il recupero di tutti i materiali giunti a fine vita.

CONTENUTI DEL PROGETTO

La proposta presentata dovrà includere quanto segue:

1. Una descrizione dettagliata della soluzione proposta e di come affronta i requisiti indicati.
2. Una spiegazione ben documentata e dati pertinenti per sostenere le ragioni per cui il progetto architettonico è sostenibile e per evidenziare le caratteristiche innovative.
3. Disegni tecnici che illustrino gli aspetti importanti del design (es. elettrici, meccanici, visivi, funzionali).
4. Una bibliografia della letteratura rilevante (es. articoli scientifici, brevetti, materiali commerciali) a sostegno della soluzione proposta.
5. Una valutazione dei costi per l’installazione iniziale e la manutenzione nel tempo.
6. Una stima del livello dei costi per volumi diversi, tempi per la realizzazione di prototipi e la strategia per il lancio sul mercato

La proposta non dovrà includere nessuna informazione identificativa personale (nome, cognome, azienda, indirizzo, numero di telefono, email, sito internet personale, curriculum, ecc.) e nessuna informazione che i partecipanti considerino una loro proprietà intellettuale che non intendono condividere.