L'impianto idrico sanitario rappresenta un elemento fondamentale in qualsiasi costruzione, garantendo il benessere e la salute degli occupanti. Questo sistema gestisce sia l’acqua fredda che quella calda, sfruttando diverse tecnologie per adattarsi alle esigenze specifiche di ogni struttura. Nel processo di progettazione edilizia, l’impianto idrico sanitario rappresenta un elemento fondamentale.
La sua corretta progettazione e installazione sono cruciali per garantire il corretto funzionamento degli impianti e la fornitura di acqua in modo sicuro ed efficiente. Un impianto ben progettato contribuisce significativamente al comfort degli occupanti dell’edificio e alla sostenibilità complessiva della struttura.
La UNI 9182 è un valido supporto normativo per i progettisti delle opere non trattate nelle norme tecniche europee UNI EN 806. La norma UNI 9182:2014 indica i criteri e i parametri per:
- il dimensionamento delle reti di distribuzione dell’acqua potabile;
- il dimensionamento per gli impianti di produzione e ricircolo dell’acqua calda;
- la messa in esercizio degli impianti e gli impieghi dell’acqua non destinata ad uso umano e le connesse limitazioni.
Acqua potabile e acqua non potabile: le differenze
La norma UNI 9182 distingue l’acqua potabile destinata per sue caratteristiche al consumo umano dall’acqua non potabile che, se pur rispondendo alle caratteristiche chimiche, fisiche e batteriologiche dell’acqua potabile, non contiene nulla di inquinante o pericoloso per tutte le persone che ne vengono a contatto. Tale distinzione compete a chi sottoscrive il contratto con l’Ente erogatore.
Utilizzo dell’acqua non potabile
Come viene utilizzata l’acqua che non è destinata al consumo umano? Può essere impiegata per diversi scopi, come ad esempio:
- alimentazione di orinatoi e vasi;
- lavanderie industriali e lavaggi industriali;
- impianti di innaffiamento;
- alimentazione di fontane e similari;
- circuiti di reintegro torri di raffreddamento;
- impianti antincendio ad idranti sprinkler, diluvio e simili;
- ecc.
Fonti di alimentazione
Quali sono le fonti di alimentazione di acqua potabile? Una distribuzione di acqua destinata al consumo umano può essere alimentata attraverso una propria derivazione da una delle seguenti fonti:
- da un acquedotto distributore di acqua destinata al consumo umano per uso pubblico;
- da un sistema di captazione del quale l’acqua è riconosciuta idonea per il consumo;
- da qualsiasi altra fonte della quale l’acqua è stata resa idonea per il consumo umano con adeguato trattamento.
L’acqua non potabile può essere alimentata da qualsiasi fonte, purché non contenga sostanze inquinanti o pericolose per l’uomo e risponda alle stesse caratteristiche chimico-fisiche e batteriologiche dell’acqua destinata al consumo umano.
UNI 9182/10: le reti di distribuzione
Il punto 10 della norma UNI 9182 si riferisce alle reti di distribuzione. Le reti sono i sistemi attraverso cui si realizzano le distribuzioni dell’acqua. I componenti principali sono: le tubazioni, gli organi di intercettazione, i dispositivi di regolazione, i gruppi di erogazione.
Si possono individuare i collettori orizzontali, le colonne montanti o discendenti e le diramazioni delle utenze. In base al fluido che viene distribuito al loro interno, possiamo invece fare una distinzione tra:
- reti di acqua fredda;
- reti di acqua calda;
- reti di ricircolo.
Dimensionamento dettagliato UNI 9182
Il dimensionamento delle reti di acqua fredda e calda può essere eseguito secondo la norma UNI 806 (metodo semplificato) oppure secondo un metodo analitico dettagliato definito dalla UNI 9182. Prima di procedere al dimensionamento, bisogna conoscere alcuni dati, quali:
- la portata massima contemporanea per ogni tronco e per l’intera rete;
- la pressione utilizzabile;
- le massime velocità ammissibili.
Grazie al software progettazione impianti idraulici puoi calcolare facilmente la portata massima contemporanea e dimensionare il diametro delle tubazioni rispettato la UNI. Per poter calcolare le portate massime contemporanee bisogna utilizzare il metodo delle unità di carico. Ad ogni punto di erogazione corrisponde un valore di unità di carico. È stato definito il rapporto tra unità di carico e portate d’acqua in base alla funzione matematica: q= f (UC).
Calcolo pressione utilizzabile
Il calcolo della pressione utilizzabile deve essere eseguito attraverso la somma di:
- pressione dinamica da garantire all’utenza nella condizione più sfavorevole;
- differenza di quota tra il punto di alimentazione e l’utenza;
- perdita di pressione nelle tubazioni in corrispondenza della portata massima contemporanea.
Il valore della pressione da utilizzare deve essere:
- minore di 100 kPa alla pressione nominale dell’acquedotto quando la rete risulta alimentata direttamente;
- uguale al valore più basso della pressione fornita dall’eventuale impianto di sopraelevazione;
- uguale al valore della pressione che si determina in rete con l’acqua al livello minimo nei serbatoi di accumulo che la alimentano.
Dimensionamento reti di ricircolo
Il dimensionamento delle reti di ricircolo deve essere tale da mantenere l’erogazione dell’acqua calda ad ogni punto della temperatura di progetto, consentendo l’erogazione dell’acqua calda entro 30 secondi.
La procedura A, anche detta procedura “breve” può essere adottata solo se:
- la lunghezza totale delle tubazioni di acqua calda (escluso il ricircolo) è minore di 30 metri;
- il tratto più lungo del circuito di ricircolo è minore di 20 metri.
La procedura “B” prevede che le singole linee di ricircolo e dei tratti collettori possono essere realizzati con tubi aventi diametro interno pari ad almeno 10 mm con una pompa di ricircolo DN 15 con portata minima di 200 l/h a 10.000 Pa (100 mbar) di pressione.
Le dispersioni termiche delle tubazioni di acqua calda e il salto termico della stessa tra l’uscita dal bollitore e l’estremità opposta della rete di ricircolo sono parametri basilari per la determinazione delle portate in essere in tutti i tratti della rete di ricircolo. La differenza di temperatura può essere calcolata con la seguente formula:
ΔTw= 2K
La portata Vp della pompa di ricircolo è:
Vp: lw,K · qw,K + lw,S · qw,S / ρ · c · ΔTw
dove:
- lw,K: è la lunghezza di tutte le tubazioni dell’acqua calda presenti in centrale termica;
- lw,S: è la lunghezza di tutte le tubazioni dell’acqua calda presenti in cavedio;
- ρ: è la massa volumica dell’acqua;
- c: è la capacità termica specifica dell’acqua.
Per semplificare il dimensionamento è utile considerare le tubazioni in prossimità della pompa con velocità massime ammesse comprese tra 0,5 m/s e 1 m/s, mentre si può definire una velocità massima ammissibile tra 0,2 m/s e 0,3 m/s nel caso di tratti distanti dalla pompa. Una volta definite la velocità e la portata, si applica l’equazione di continuità per ottenere il diametro interno delle tubazioni (dimensione minima interna delle tubazioni pari a 10 mm).
Quando non deve essere realizzato il ricircolo?
Il ricircolo deve essere sempre realizzato tranne in 4 casi:
- i consumi di acqua calda sono continui o con prevalenza di consumo continuo e interruzioni non maggiori di 15 min;
- nel caso di impianti autonomi per uso residenziale o similare, con produzione istantanea mediante apparecchi con potenza termica complessiva minori di 35 kW, in assenza di serbatoio di accumulo;
- nel caso di impianti autonomi per uso residenziale o similare con serbatoio di accumulo ≤ 100 l o comunque con serbatoio di accumulo dotati di sistema integrato di mantenimento ella temperatura di progetto nel serbatoio stesso;
- nel tratto di distribuzione al piano di un impianto centralizzato con ricircolo qualora il volume complessivo di contenuto di acqua calda nelle tubazioni, dal punto di distacco dalla linea in cui è attivo il ricircolo sino ad ogni punto di prelievo, non sia maggiore di 3 l (+ 10%).
UNI 9182/14: le pompe
Il punto 14 della norma UNI 9182 si riferisce alle pompe. Esse devono essere selezionate in modo tale che il punto di funzionamento sia sempre all’interno delle curve caratteristiche di portata-pressione fornite dal fabbricante. Se le pompe non funzionano sotto battente o quando convogliano acqua a temperatura maggiore di 20°C, deve essere verificato il valore di carico totale assoluto all’aspirazione massimo ammesso (NPSH). I motori delle pompe devono essere di potenza uguale o maggiore a quella assorbita nelle condizioni di funzionamento a bocca premente libera. In ogni caso le pompe devono attenersi alla UNI EN ISO 9906.
Norma UNI 9182: distanze sanitari
Gli apparecchi sanitari devono attenersi a spazi minimi di rispetto da tenere in considerazione durante la progettazione prima e l’installazione poi. Dividiamo i sanitari indicando tutte le distanze da rispettare:
Vaso (wc)
- 55 cm dall’apertura della porta
- 20 cm dal bidè
- 10 cm dalla vasca (se vicina)
- 55 cm dalla vasca (se di fronte)
- 10 cm dal lavabo
- 15 centimetri dal muro laterale
Bidè
- 55 cm dall’apertura della porta
- 20 cm dal vaso
- 20 cm dalla vasca
- 10 cm dal lavabo
Vasca/doccia
- 55 cm dall’apertura della porta
- 10 cm dal vaso se vicino, 55 cm se di fronte
- 20 cm dal bidè
- 5 cm dal lavabo
Lavabo
- 55 cm dall’apertura della porta;
- 10 cm da un secondo lavabo vicino;
- 10 cm dal vaso;
- 10 cm dal bidè;
- 5 cm dalla vasca.
UNI 9182: il collaudo
Il collaudo è l’insieme delle prove e delle verifiche che vengono effettuate in corso d’opera e ad impianto ultimato. Se tali verifiche danno esito positivo, si determina l’accettabilità dell’impianto. Le prove in corso d’opera vengono effettuate su quei materiali e/o su quelle parti dell’impianto alle quali si può accedere a lavori ultimati solo distruggendo parte dell’impianto stesso.
Le verifiche finali, invece, si effettuano sull’impianto già funzionante da un tempo predeterminato e servono ad accertare la conformità dell’insieme dell’opera alle prescrizioni del contratto in termini di consistenza, funzionalità, prestazioni. Vengono fatte:
- la prova di erogazione di acqua fredda;
- la prova di erogazione di acqua calda.
La prova di erogazione dell’acqua fredda inizia trascorsi 10 minuti dall’apertura di tutte le bocche. Viene superata se nell’unità immobiliare si ottiene il valore di portata massima contemporanea di progetto relativo al tratto considerato, con tolleranza del 10%.
Per quanto riguarda, invece, le prove di erogazioni di acqua calda, si procede ad aprire progressivamente le bocche e dopo i primi 3 litri erogati per ogni bocca, si passa alla misurazione della temperatura con una tolleranza di 1°C. In funzione delle tipologie di rubinetti o miscelatori, le temperature alla bocca possono essere differenti, anche in funzione della destinazione d’uso dell’unità immobiliare.
La verifica della capacità di erogazione dell’acqua calda deve essere fatta tenendo in funzione simultaneamente tutte le bocche erogatrici di acqua calda previste dal calcolo. La verifica è positiva se l’acqua viene erogata con continuità per tutta la durata e comunque non minore di 2 ore alle condizioni di portata e temperatura previste.
Al termine l’impresa installatrice deve rilasciare la dichiarazione di conformità dell’impianto.
Progettazione Impianto Idraulico Sanitario
Materiali Comuni per Tubature
I materiali più comunemente impiegati per la realizzazione delle tubature includono:
- Acciaio zincato: saldabile e filettabile;
- Acciaio nero: saldabile e filettabile, richiede verniciatura o catramatura esterna per la protezione dalla corrosione; utilizzato principalmente per condotte di grosso diametro con giunzioni flangiate;
- Acciaio inox: disponibile in diverse tipologie, come tubi leggeri saldabili, tubi di serie media o pesante saldabili e filettabili, tubi a parete sottile per sistemi a pressare;
- Rame: disponibile in rotoli o verghe a seconda del diametro, utilizzabile con raccordi a saldare, a pressare o a stringere;
- Polipropilene tubo flessibile: con raccordi da stringere;
- Multistrato: composto da un tubo in polietilene reticolato ricoperto da uno strato di alluminio e un altro strato in plastica; i raccordi possono essere da pressare o da stringere.
Per garantire prestazioni ottimali, le tubature vengono rivestite con materiali isolanti, come il neoprene, con uno spessore compreso tra i 5 e i 12 mm. Questo rivestimento offre diversi vantaggi, tra cui la protezione dalle corrosioni, la prevenzione della condensazione esterna per le condutture dell’acqua fredda, la riduzione della dissipazione del calore per quelle dell’acqua calda e l’assorbimento di rumori e vibrazioni causati dal flusso d’acqua a pressioni elevate.
Analisi delle Esigenze e Sfide Iniziali
La prima fase della progettazione comporta un’analisi approfondita delle esigenze dell’edificio e delle sfide specifiche. La varietà di utilizzi dell’acqua all’interno di una struttura, inclusi bagni, cucine e sistemi di riscaldamento, richiede un’approccio personalizzato. Le sfide possono includere la distribuzione uniforme dell’acqua, la gestione delle temperature e la conformità alle normative locali e nazionali.
Dimensionamento Adeguato degli Impianti
Una progettazione accurata tiene conto del numero di utenti, del consumo d’acqua previsto e della pressione richiesta. Sottostimare o sovrastimare queste variabili può portare a inefficienze, perdite d’acqua o malfunzionamenti complessivi del sistema.
Scelta dei Materiali e Tecnologie Avanzate
La selezione dei materiali è fondamentale per garantire la durata e l’efficienza dell’impianto. Le moderne tecnologie offrono una gamma diversificata di materiali, tra cui acciaio inox, polipropilene e multistrato. Le soluzioni avanzate, come i sistemi a pressare o a stringere, possono semplificare l’installazione e migliorare l’affidabilità del sistema.
Componenti chiave dell’impianto idrico sanitario
Gli impianti idrico-sanitari si compongono di diversi elementi chiave, ognuno dei quali svolge un ruolo fondamentale nel garantire un funzionamento efficiente e affidabile.
Pompe e circolatori
Le pompe e i circolatori rappresentano il cuore pulsante degli impianti idrico-sanitari. La loro funzione primaria è garantire la corretta circolazione dell’acqua all’interno del sistema. Le pompe forniscono la pressione necessaria per distribuire l’acqua in modo uniforme, mentre i circolatori assicurano un flusso continuo, particolarmente importante nei sistemi di riscaldamento. Una corretta selezione e manutenzione di queste componenti sono essenziali per il corretto funzionamento dell’impianto.
Serbatoi ed autoclavi
I serbatoi e le autoclavi sono componenti che contribuiscono alla regolazione della pressione dell’acqua all’interno dell’impianto. I serbatoi accumulano acqua, garantendo una fornitura costante anche in caso di picchi di consumo. Le autoclavi, invece, utilizzano la pressione dell’aria per mantenere una pressione costante nel sistema, ottimizzando l’efficienza e riducendo gli sprechi.
Contatori e misuratori
La misurazione accurata del consumo d’acqua è fondamentale per la gestione e il monitoraggio dell’impianto. I contatori e i misuratori forniscono dati cruciali sul volume d’acqua utilizzato, consentendo una valutazione precisa del consumo e facilitando la rilevazione di eventuali perdite. L’installazione corretta di questi dispositivi contribuisce alla sostenibilità e alla gestione efficiente delle risorse idriche.
Tubazioni e collettori
Le tubazioni costituiscono la “rete vascolare” degli impianti idrico-sanitari. La scelta di materiali di alta qualità, come acciaio inox, polipropilene o multistrato, è essenziale per garantire durata, resistenza alla corrosione e prestazioni ottimali. Le tubazioni devono essere dimensionate correttamente per evitare problemi di pressione e flusso. Le tubazioni devono garantire un flusso libero e prevenire intasamenti, mentre i collettori raccolgono e convogliano le acque reflue in modo sicuro verso i sistemi di depurazione. Una progettazione attenta di queste componenti è essenziale per evitare problemi igienico-sanitari e garantire il rispetto delle normative.
Esempio di dimensionamento impianto idrico sanitario
Di seguito voglio descriverti un esempio di dimensionamento di un impianto idrico sanitario. Partiremo dai dati di progetto ed arriveremo al dimensionamento delle tubature.
Dati di progetto:
- utenza: abitazione privata,
- locali interessati: cucina, bagno A, bagno B + antibagno,
- 2 diramazioni:
- diramazione 1: cucina, bagno A,
- diramazione 2: bagno B + antibagno.
Schema idraulico
Per ogni tratto di tubazione, è essenziale calcolare le Unità di Carico (UC) da gestire.
Di seguito vediamo quante UC devono essere gestite da ogni tratto di tubazione:
| BAGNO A | BAGNO B | CUCINA | |
|---|---|---|---|
| UC | 4 | 4 | 10 |
Portata massima contemporanea
Ora, in relazione alle UC, definiamo la portata massima (l/s) per ogni tratto. Per determinare il valore di progetto della portata totale ci vengono in aiuto le curve o le tabelle di contemporaneità.
Sommiamo le unità di carico totali per ogni ambiente e andiamo a ricercare questo valore nella tabella. Di seguito un estratto che mette in evidenza il risultato finale.
Definizione diametro tubature
Seguendo sempre le tabelle date dalla Norma UNI 9182, possiamo individuare la dimensione delle tubature (espressa in pollici) ricordando che la velocita massima deve essere inferiore a 2 m/s.
Quindi utilizzando una vmax di 1,5 m/s alla colonna è attribuito un tubo di diametro 1″.
Questo ragionamento verrà effettuato anche per le diverse diramazioni presenti nell’edificio.
Dimensionamento impianto di scarico delle acque reflue
Dimensionamento diramazioni di scarico
Ora possiamo procedere anche con il dimensionamento degli scarichi. Nella seguente tabella sono presenti tutti i valori US (Unita di Scarico) per ogni elemento.
| BAGNO A | BAGNO B | CUCINA | |
|---|---|---|---|
| US | 5 | 12 | 4 |
Il totale dei valori dell’Unità di Scarico corrisponde a: 5US + 12US + 4US = 21US
A questo valore, dalla normativa di riferimento, corrisponde un tubo da un diametro di 80 mm. Questo però è un minimo, quindi è possibile utilizzare dei diametri più grandi, infatti in si tende ad utilizzare sempre tubi con un diametro minimo di 100 mm.
TAG: #Idraulico