Se devi progettare un impianto idraulico e cerchi qualche schema utile per capirne le logiche e il funzionamento, continua a leggere questo articolo. Troverai tante informazioni utili e immagini che potrai utilizzare come esempio per realizzare il progetto del tuo impianto.

Funzionamento di Base dell'Impianto Idraulico

In linea generale, l’impianto idraulico ad uso civile si suddivide in due principali tipologie:

  • Adduzione e distribuzione dell’acqua (fredda e calda), proveniente da acquedotto o serbatoio.
  • Scarico delle acque nere, nella rete fognaria comunale, o, in assenza, in fossa settica.

Le acque condotte nello scarico possono essere suddivise in acque bianche (quelle provenienti da lavatrici, lavabi, docce, ecc.) ed acque nere (provenienti dagli scarichi nel wc).

La parte dell’impianto che si occupa di condurre l’acqua ai diversi accessori, è appunto detto impianto di distribuzione.

Lo schema che segue rappresenta l’impianto idraulico di distribuzione di un bagno con doppio lavabo, wc, bidet e doccia. Sono riportate in rosso le tubature che conducono l’acqua calda sanitaria e in blu quelle dell’acqua fredda.

Impianto di Adduzione e Distribuzione

L’impiego efficace dell’acqua all’interno di un edificio richiede un impianto di adduzione e distribuzione ben progettato e funzionale. Questo sistema è responsabile del trasporto dell’acqua potabile dalle fonti di approvvigionamento (serbatoi o reti pubbliche) verso i punti di utilizzo all’interno della struttura.

In genere, l’impianto inizia con un contatore, un dispositivo di chiusura (saracinesca, rubinetto di arresto) e un filtro per garantire la qualità dell’acqua in ingresso, seguito da una pompa o da un sistema di pressurizzazione che assicura il flusso costante e adeguato. Il percorso dell’acqua comprende tubazioni principali e diramazioni che portano ai vari punti di prelievo, come rubinetti, docce e apparecchi sanitari.

È essenziale che queste tubazioni siano dimensionate correttamente per evitare perdite di pressione e garantire un flusso sufficiente in ogni punto della rete. Per servire i vari punti di erogazione dell’acqua in un edificio, occorrono colonne verticali di maggiore sezione e reti di distribuzioni orizzontali ai vari piani.

Le tubazioni di distribuzione possono essere in rame, rivestito in materiale plastico, o in PVC. Le colonne montanti devono, invece, avere una sezione via via decrescente verso l’alto e possono essere in acciaio zincato, polietilene ad alta densità (PEAD), in rame o in PVC.

Per l’impianto di distribuzione dell’acqua è preferibile la cosiddetta distribuzione a collettore, in cui ogni punto di erogazione è servito singolarmente da un unico tubo, senza giunzioni, che parte da un collettore centrale di distribuzione ed arriva alle singole utenze. In questo modo la chiusura di una singola utenza non pregiudica il funzionamento delle altre e si evitano giunture che sono spesso causa di perdite.

I collettori devono essere posizionati in una cassetta incassata dedicata, posta in un punto facilmente accessibile per eventuali operazioni di manutenzione. La stessa cassetta ospita un collettore per l’acqua calda ed uno per l’acqua fredda.

Per dimensionare l’impianto di distribuzione e di carico occorre tener in conto le unità di carico (UC) dei singoli dispositivi che compongono l’impianto. Per avere tutte le informazioni sul dimensionamento dell’impianto di adduzione, distribuzione e scarico, leggi “Come progettare l’impianto idrico sanitario“.

Impianto di Scarico

Questo sistema è progettato per convogliare le acque reflue provenienti da lavandini, docce, wc e altri apparecchi sanitari verso la rete fognaria o il sistema di trattamento delle acque reflue. Le tubazioni di scarico devono essere dimensionate correttamente per evitare intasamenti e garantire un flusso adeguato.

Spesso, le tubazioni di scarico sono realizzate in PVC o polipropilene, materiali che offrono resistenza alla corrosione e alla formazione di incrostazioni. È essenziale che l’angolazione delle tubazioni sia accuratamente calcolata per consentire il corretto deflusso delle acque reflue gravitazionalmente.

Inoltre, l’installazione di dispositivi come sifoni e ventose previene l’ingresso di odori sgradevoli negli ambienti interni e contribuisce a mantenere il sistema igienico e funzionale nel tempo.

Schema Impianto Idraulico di Distribuzione e di Scarico

Gli impianti di scarico possono essere di due tipi:

  • a doppio tubo, cioè realizzati con due tubi distinti per lo scarico, per smaltire separate le acque nere e quelle bianche
  • tubo singolo nel quale confluiscono indistintamente le acque nere e quelle bianche.

Qualora fosse possibile, è sempre consigliabile avere un impianto di scarico a doppio tubo perché offre il vantaggio di una maggiore igienicità. Optando per questa soluzione, infatti, si evita che il riflusso e il cattivo odore delle acque nere, risalgano attraverso gli scarichi di lavandini, docce, vasche, ecc.

Ad ogni modo, per evitare il fenomeno del riflusso, esistono dei componenti di collegamento tra le singole apparecchiature igieniche e le condutture di scarico, costituite da un tubo ricurvo (in metallo, plastica o PVC) detto sifone.

Il sifone può avere una forma ricurva a “pera”, a“ U”, oppure a “S”, che ospita sempre una piccola quantità d’acqua in grado di impedire il ritorno e l’uscita degli odori sgradevoli. Proprio a causa della sua forma ricurva, il sifone tuttavia rallenta il deflusso delle acque di scarico, favorendo talvolta il deposito delle sostanze in sospensione con conseguente ostruzione della condotta.

Per questo, i sifoni devono essere sempre ispezionabili e pulibili, in modo da poter asportare le sostanze che causano l’intasamento.

L’impianto di scarico è costituito da:

  • tubazioni orizzontali con leggera pendenza (superiore all’ 1%) che collegano i singoli apparecchi di servizio ad una cassetta di ispezione
  • tubazione orizzontale, con pendenza superiore all’1%, che collega la cassetta di ispezione alla braga situata sotto al WC
  • colonna di scarico (o fecale) che si sviluppa verticalmente, destinata a ricevere le acque nere e a convogliarle nell’impianto fognario pubblico, previa il passaggio in un pozzetto d’ispezione
  • sfiato di ventilazione, collocato generalmente sulla copertura del fabbricato.

Apparecchiature Igieniche dell’Impianto Idraulico

Le apparecchiature che compongono l’impianto idraulico solitamente includono:

  • Lavello cucina - montato su staffe di acciaio o inserito in un mobile predisposto, il lavello deve essere posizionato in modo che il bordo superiore si trovi tra gli 80 e gli 85 cm dal pavimento. Le tubazioni per l’acqua calda e fredda devono avere un diametro di almeno 1/2 pollice e devono essere collegate a un gruppo miscelatore che permetta la regolazione della temperatura dell’acqua. Il tubo di scarico, con diametro di 40 mm, deve essere dotato di un sifone ispezionabile e deve seguire una pendenza superiore all’1% per convogliare l’acqua in un pozzetto ispezionabile.
  • Lavatrice e lavastoviglie - per la presa d’acqua destinata alla lavatrice o alla lavastoviglie, è necessario solitamente predisporre una presa d’acqua fredda, con rare eccezioni per alcuni modelli di lavatrici che richiedono anche una presa d’acqua calda. Il rubinetto di alimentazione deve essere del tipo ad innesto a vite e posizionato a un’altezza compresa tra i 60 e i 70 cm dal pavimento. Anche per lo scarico, che deve essere situato a circa 80 cm dal pavimento, è essenziale prevedere un pozzetto ispezionabile e una pendenza del tubo non inferiore all’1%.
  • Lavabo bagno - anche il lavabo del bagno può essere montato su staffe di acciaio, appoggiato su una colonna in porcellana, appoggiato o incassato ad un mobile bagno. In tutti i casi, è importante posizionarlo ad un’altezza di circa 80 cm dal pavimento. Il rubinetto, solitamente monocomando (in cui la miscelazione dell’acqua avviene sollevando e ruotando verso destra o sinistra la leva del rubinetto), deve essere dotato di rubinetti di arresto per consentire l’isolamento in caso di rotture. Anche il tubo di scarico, con diametro di 40 mm, deve essere corredato di sifone ispezionabile e seguire una pendenza superiore all’1%.
  • Vasca e doccia - la vasca, solitamente in ghisa o in acciaio smaltato, può essere scelta, nei prodotti di più recente fattura, in acrilico (o metacrilato), resina, vetroresina o corian. Richiede un erogatore d’acqua con attacchi da 1/2 pollice e uno scarico con tubo da 40 mm, con pendenza superiore all’1% e dotato di pozzetto ispezionabile. Analogamente, per la doccia è necessario prevedere un piatto per la raccolta dell’acqua, un braccio a snodo con rubinetto e uno scarico con le stesse specifiche di pendenza e dimensioni del tubo. Anche i piatti doccia possono essere in resina o in materiale acrilico, composti da un impasto che li rende resistenti, leggeri ma anche personalizzabili per colore, forma e dimensione.
  • Bidet - può essere appoggiato direttamente sul pavimento, filo muro oppure sospeso su staffe. È provvisto di miscelatore monocomando per l’erogazione dell’acqua calda e fredda. Lo scarico, da 40 mm., è provvisto di sifone e deve preferibilmente confluire in un pozzetto ispezionabile.
  • Vaso - il vaso può essere con scarico a pavimento o attacco a parete, sospeso o filo muro. È già fornito coni sifone integrato. Lo scarico deve essere eseguito con bocchettone da 70/80 mm, con pendenza superiore all’1%, fino alla colonna di scarico verticale, che è di almeno 100 mm di diametro. La cassetta per la raccolta dell’acqua (sciacquone) può essere esterna oppure ad incasso nella parete. Ha una capacità da 10 litri ed è alimentata da un tubo da 3/8 di pollice con rubinetto di arresto.

Schema Impianto Idraulico: Progettazione e Software BIM

Analizzate tutte le componenti di un comune impianto idraulico, è possibile realizzare lo schema dell’impianto, necessario sia in fase di cantierizzazione dell’opera per comunicare all’impresa esecutrice tutti i dettagli necessari alla sua realizzazione, che in fase di approvazione del progetto.

Per progettare un impianto idraulico può essere molto d’aiuto utilizzare un software BIM impianti MEP con cui puoi modellare l’impianto in 3D.

Partendo dal modello del progetto architettonico, è possibile modellare le tubature (adduzione scarico, distribuzione, acqua calda, fredda, ecc.) ed inserire le apparecchiature direttamente da una ricca libreria di oggetti BIM. In questo modo la progettazione è realistica e dettagliata e si evitano problemi e imprevisti in fase di realizzazione dell’impianto.

Le immagini del modello 3D dell’impianto sono state realizzate con un software BIM per impianti MEP, che ti consente di integrare il modello 3D degli impianti direttamente nel tuo progetto architettonico. In questo modo risulta più immediato verificare eventuali interferenze ed agevolare la collaborazione tra le varie discipline che entrano in gioco in un qualsiasi progetto.

Nell’immagine sopra è riportata una schermata del software che ti mostra l’integrazione tra modello BIM e modello MEP. Lo schema mostra come le tubazioni dell’acqua fredda e dell’acqua calda partono dal collettore posizionato all’interno del bagno per raggiungere le singole apparecchiature.

Nel collettore, ogni tubatura ha la sua chiave d’arresto per essere esclusa singolarmente dall’impianto. Al collettore arriveranno due tubature: una per l’acqua calda, proveniente dalla caldaia per la produzione di ACS, e l’altro dell’acqua fredda.

Diagramma PQ2 e il suo significato

Nel precedente articolo abbiamo analizzato il diagramma PQ2 dell’iniezione della pressa e capito che serve a prevedere come la macchina può erogare l’energia per riempire di metallo la cavità dello stampo. Ora, disegnando la curva PQ2 dello stampo, vedremo come il metallo utilizza l’energia messa a disposizione dalla macchina. Dal punto di vista funzionale, lo stampo è l’utilizzatore dell’energia erogata dal sistema idraulico della pressa che viene trasmessa al metallo liquido attraverso il pistone di iniezione.

Un utilizzatore, tuttavia, ha un comportamento radicalmente diverso da quello dell’erogatore di energia. Mentre la pressa all’aumentare della velocità del pistone riesce a vincere pressioni sempre più basse, l’utilizzatore si comporta in maniera opposta: all’aumentare della velocità, offre una resistenza sempre più elevata sotto forma di una contropressione via via crescente.

Come è possibile determinare la pressione che è necessario esercitare su un fluido per poterlo far transitare da un foro con una determinata velocità? Il calcolo è estremamente complesso e dipende da tantissimi fattori ed il problema non è risolvibile semplicemente. È però possibile effettuare qualche semplificazione ed utilizzare delle formule relativamente semplici prese a prestito dall’idraulica.

Senza entrare nel dettaglio matematico di quanto dice Bernoulli, possiamo affermare in estrema sintesi che la pressione che bisogna esercitare per far scorrere un fluido (nel nostro caso la lega liquida) attraverso una feritoia (attacco di colata) con una certa velocità (velocità agli attacchi di colata) è proporzionale al quadrato della velocità del fluido.

Se pensiamo ad uno stampo che ha una determinata area di attacco di colata Agate, posto che l’alluminio liquido non è comprimibile, possiamo affermare con certezza che la portata di metallo Q che transita dagli attacchi di colata è data da prodotto della Vgate velocità del metallo agli attacchi moltiplicato per l’area Agate degli attacchi di colata. Ne deriva che la velocità del metallo Vgate è data dal rapporto tra la portata Q e l’area dell’attacco di colata.

Ciò significa che la correlazione tra pressione esercitata sul metallo e la sua portata è quadratica e, come per il PQ2 della macchina, posso disegnarla come una retta sul diagramma PQ2. Infatti si tratta esattamente delle stesse pressioni P e portata Q che esprime il diagramma della macchina.

Il legame che c’è tra area di attacco di colata e pressione è quadratico ma inverso: ovvero aumentando la sezione di attacco di colata la retta dello stampo si abbassa, ovvero per raggiungere la stessa portata (o velocità) la macchina fa meno fatica perché deve esercitare una pressione inferiore. In poche parole, raddoppiando la sezione dell’attacco di colata, è possibile ridurre ad un quarto la pressione per mantenere la stessa portata.

A dire il vero, la pendenza della retta dello stampo dipende, oltre che dall’area di attacco di colata, anche dalla densità del metallo considerato: spingere un metallo con una densità elevata (la Zama, per esempio, che ha densità rmetal =6.2 kg/dm3) richiede molta più pressione rispetto al Magnesio (1,6 Kg/dm^3) in virtù del fatto che il rapporto tra le loro densità è di circa 4:1.

La densità non è l’unico fattore che interviene nella formula di Bernoulli: c’è un altro parametro detto “Coefficiente di Scarico” che altro non è che un valore compreso tra 0 ed 1 (solitamente nel range 0,55-0,7) che indica il “rendimento” del sistema idraulico ovvero quantifica forfetta...

Simboli Idraulici: Una Guida

Che cosa rappresentano i vari simboli idraulici impiegati nell’ambito della circuiteria fluidica, ovvero cerchi, semicerchi, quadrati, rettangoli, rombi e linee negli schemi idraulici? I cerchi e i semicerchi sono utilizzati per rappresentare dispositivi rotanti come pompe o motori. - I motori sono spesso capaci di ruotare in entrambe le direzioni, quindi presentano triangoli sia nella parte superiore che inferiore del cerchio. I simboli idraulici possono essere combinati in infinite modalità che rappresentano macchine reali.

Gli esempi sotto riportati sono solo un minimo campione dei simboli comunemente utilizzati. Sono generalmente indicate con il simbolo di una “scatola”, con le varie posizioni di riposo e la posizione di commutazione (elettrica, manuale, pneumatica, idraulica) chiaramente segnate. Generalmente la posizione di riposo è quella indicata a disegno e si collega al resto dello schema idraulico.

Volete scoprire di più sull’affascinante mondo dell’idraulica?

Tabella: Simboli Idraulici Comuni

In questa pagina CAMAR fornisce una tabella completa che illustra le definizioni di ogni simbolo utilizzato in uno schema idraulico.

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