La progettazione di un impianto idraulico è una fase fondamentale in ogni processo di costruzione o ristrutturazione. Che si tratti di un'abitazione privata o di un piccolo ufficio, la buona riuscita del lavoro dipende da una progettazione accurata e da una chiara comprensione delle normative vigenti. Spesso, quando si intraprende un progetto in autonomia, si ha la necessità di comprendere tutte le fasi che compongono la progettazione dell'impianto idraulico.
Cos'è un Impianto Idraulico?
Un impianto idraulico è un insieme di tubazioni, valvole e apparecchiature che permette il trasporto e la distribuzione di acqua all'interno di un edificio. Per progettare un impianto idraulico, è necessario prendere in considerazione una serie di fattori tecnici, tra cui la portata d'acqua, la pressione, la tipologia di tubature e il corretto dimensionamento delle condutture.
Fasi della Progettazione
Il primo passo per progettare un impianto idraulico è l'analisi delle esigenze specifiche del progetto. Ogni impianto idraulico è diverso, poiché ogni edificio ha caratteristiche e necessità proprie. La fase di progettazione vera e propria è la parte più tecnica. Durante questa fase si stabilisce la posizione delle tubazioni, dei rubinetti, delle valvole e di tutti gli altri componenti dell’impianto idraulico.
Materiali e Componenti
Il progetto impianto idrico deve anche tener conto delle tipologia di materiali da utilizzare. Esistono vari tipi di tubature: PVC, rame, acciaio, multilayer, ognuna con caratteristiche proprie in termini di resistenza, durata e facilità di installazione. Un altro passo fondamentale nella progettazione dell’impianto idraulico è la scelta dei materiali e dei componenti. Ogni impianto idraulico necessita di tubi, raccordi, valvole e dispositivi di sicurezza, e ognuno di questi elementi deve essere selezionato con cura.
Valvole e raccordi: le valvole a sfera e le valvole a sfera motorizzate sono tra le più comuni.
Calcolo di Portata e Pressione
Una parte cruciale della progettazione di un impianto idraulico è il calcolo della portata e della pressione. La portata si riferisce alla quantità di acqua che l’impianto è in grado di fornire, mentre la pressione riguarda la forza con cui l’acqua viene distribuita attraverso le tubazioni. Una volta calcolate la portata e la pressione, è necessario creare il layout dell’impianto idraulico. Questo disegno rappresenta la disposizione delle tubazioni e dei componenti idraulici all’interno dell’edificio. La progettazione dell'impianto idraulico richiede attenzione ai dettagli per evitare errori che potrebbero compromettere il funzionamento dell’intero impianto.
Impianti Idraulici del Bagno
Gli impianti idraulici del bagno prevedono delle tubature di adduzione, cioè destinante a portare acqua calda e fredda ai sanitari. Gli scarichi a seconda della tipologia di impianti possono raggiungere singolarmente la rete fognaria o possono essere collettati nello scarico del wc ed essere immessi nella rete. Negli impianti più moderni e più attenti alla sostenibilità, le acque di lavandini e docce e vasche (acque grigie) possono essere recuperate, trattate e riutilizzate.
Un dato essenziale a cui occorre porre la massima attenzione in fase di progettazione degli impianti idraulici è la pendenza di deflusso dei tubi di scarico. In relazione ai materiali, per le tubazioni di adduzione il rame è la soluzione che garantisce prestazioni migliori. Questo materiale non presenta tossicità e resiste molto bene al surriscaldamento dovuto alla cessione di calore dell’acqua calda.
Manutenzione degli Impianti Idraulici del Bagno
Gli impianti idraulici del bagno devono essere sempre in perfetta efficienza. La manutenzione ordinaria prevede la pulizia di pozzetti di scarico e l’eventuale svuotamento della fossa biologica. Per evitare la formazione di cattivi odori è bene pulire con attenzione i filtri del piatto doccia e altri, eliminando eventuale materiale trattenuto. La manutenzione straordinaria si effettua invece in caso di perdite o ristrutturazioni. Si tratta spesso di interventi con sostituzione di tubature e rifacimento degli impianti che possono rendere inagibile il bagno per alcuni giorni.
Funzionamento Impianto Idraulico: Schema, Componenti e Caratteristiche
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.
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.
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.
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.
Normative di Riferimento
Gli impianti domestici devono essere progettati a regola d’arte, nel rispetto del DM 37/08 ed in conformità alle norme tecniche armonizzate europee. La norma UNI 9182 del 2014, specifica i criteri tecnici ed i parametri da considerare per il dimensionamento delle reti di distribuzione dell’acqua destinata al consumo umano, i criteri di dimensionamento per gli impianti di produzione, distribuzione e ricircolo dell’acqua calda, i criteri da adottare per la messa in esercizio degli impianti e gli impieghi dell’acqua non potabile e le limitazioni per il suo impiego. Si applica a impianti di nuova costruzione, a modifiche e riparazioni di impianti già esistenti.
La norma UNI EN 12056 del 2001, divisa in 5 parti, indica requisiti e prestazioni e fornisce indicazioni per la corretta progettazione e calcolo di impianti per acque reflue e sistemi per l’evacuazione delle acque meteoriche.
Materiali e Componenti Ammessi
Non devono essere usati tubi o raccordi contenenti piombo. L’appendice A della norma UNI 9182 fornisce un elenco non esaustivo dei materiali accettabili. Tra questi abbiamo rame, materiali ferrosi (ghisa, acciaio zincato e inossidabile) e materiali plastici (PVC, PE-HD, PE-MD, PE-X, PP).
Dimensionamento dell'Impianto Idraulico
La vigente legislazione italiana sostiene, attraverso il D.M. 37/2008, la possibilità di utilizzare un metodo di dimensionamento degli impianti di acqua potabile diverso da quello proposto dalla norma UNI 9182. Per la determinazione delle portate massime contemporanee, necessarie per il dimensionamento delle reti di distribuzione acqua fredda e calda, potresti utilizzare il metodo di calcolo delle Unità di carico (UC) relativamente a utenze degli edifici adibiti ad abitazioni, raccomandato dall’Ente Nazionale Italiano di Unificazione delle Norme UNI 9182.
A partire dall’ultimo punto di prelievo, si determinano le unità di carico per ogni sezione dell’impianto. La determinazione delle portate nei punti di prelievo viene effettuata mediante il prospetto 2 della UNI EN 806- 3. Iniziando dall’ultimo punto di prelievo dell’apparecchio più distante, vengono determinate le singole unità di carico (UC) per ogni sezione dell’impianto, dalla cui somma si ottiene la portata totaleQT.
Dimensionamento Impianto di Scarico delle Acque Reflue
Per progettare un impianto di scarico è necessario conoscere i quantitativi massimi di acque scaricabili dai singoli apparecchi sanitari. Nella UNI EN 12056 -2 vengono indicati i criteri per dimensionare le diramazioni di scarico, le colonne di scarico e i collettori, in funzione delle portate da scaricare in ogni tratto dell‘impianto.
Condizioni strettamente necessarie per dimensionare le tubazioni che costituiscono il sistema di scarico, è quindi conoscere la portata media di scarico (l/s) degli apparecchi sanitari presenti nel fabbricato. In funzione del tipo e complessità del fabbricato, al valore di Qww calcolato, dovrà essere aggiunto il contributo derivante dall’eventuale presenza di altri apparecchi a flusso continuo (portata continua) o pompe di sollevamento delle acque reflue (portata di pompaggio).
Il deflusso dell’acqua nell’impianto deve avvenire per gravità atmosferica, ne consegue che le acque di scarico scendono per proprio peso. Pertanto, tutte le diramazioni non verticali devono essere disposte con pendenza verso l’efflusso. La pendenza dei collettori deve essere la più uniforme possibile e compresa entro i valori di 1% - 5% la pendenza consigliata è del 2% - in modo da favorire un’autopulizia delle condotte.
Dilatazione Termica
Qualunque materiale sottoposto a riscaldamento o a raffreddamento è soggetto al fenomeno di dilatazione o contrazione termica, ovvero le sue dimensioni mutano al variare della temperatura. Questo richiede dei particolari accorgimenti progettuali onde evitare possibili danni all’impianto. Gli impianti idrosanitari a sviluppo limitato e con un certo numero di curve hanno una elasticità naturale in grado di assorbire le contrazioni o allungamenti delle tubature dovute alle dilatazioni termiche. Questi compensatori naturali altro non sono che dei cambi di direzione nel circuito delle tubazioni, attuato inserendo speciali raccordi a gomito (45 o 90°) o a T.
In conclusione, progettare un impianto idraulico da soli richiede molto impegno, un lavoro certosino, e una conoscenza ampia delle normative da rispettare e di cui tener conto. Nonostante ciò, per quanto possa sembrare una sfida, con le giuste informazioni e competenze è possibile ottenere ottimi risultati.
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