La scelta del giusto tipo di tubazioni è fondamentale per il corretto funzionamento e la durata di un impianto sanitario o di riscaldamento.
Evoluzione dei Materiali nelle Tubazioni Idrauliche
Nel corso della storia dell’idraulica, troviamo tracce dell’impiego dei materiali più svariati a seconda della disponibilità tipica del luogo geografico, della plasticità e possibilità di modellazione degli stessi.
Sono stati rinvenuti, infatti, resti di tubazioni in argilla, legno, bambù, passando al piombo, alla ghisa, al cemento e arrivando fino ai giorni d’oggi con l’utilizzo di materiali di natura sintetica.
Il PVC, brevettato nel 1913, ha trovato un largo impiego attorno agli anni ’30-40 ed è tuttora uno dei materiali più impiegati nelle reti fognarie.
Di pari passo, le tubazioni in materiale metallico come l’acciaio e il rame, utilizzate negli impianti di distribuzione fino ai giorni nostri, continuano a essere protagonisti nel mondo impiantistico.
Tubazioni in PP-R: Caratteristiche e Vantaggi
Un tubo in PP-R è realizzato con polimero polipropilene-random.
Si tratta di un materiale semplice e chimicamente stabile che non contiene sostanze chimiche nocive e non reagisce con l’ambiente circostante, né a contatto con l’acqua.
La “R” di PP-R si riferisce alla presenza di molecole di etilene che forniscono una buona rigidità al materiale, garantendo una buona dose di flessibilità, dando origine così a un materiale resistente ma che può comunque piegarsi per facilitare le operazioni di posa e deformarsi a sufficienza per assorbire gli urti e le deformazioni.
Riassumendo i vantaggi del PP-R per applicazioni idrosanitarie, possiamo sottolineare come sia chimicamente inerte e idrofobico, per un’idoneità totale al trasporto dell’acqua potabile.
Resistente alla pressione e anche alle alte temperature fino a 95°C, ha una aspettativa di vita di almeno 50 anni in condizione di temperature e pressione definite.
Per contenere il valore della dilatazione termica lineare, Aquatechnik ha poi realizzato negli ultimi anni una serie di tubazioni pluristrato con strato centrale caricato con fibre di vetro: queste speciali tubazioni riducono il valore di dilatazione termica del 70% rispetto alle tubazioni monostrato.
Tubazioni Multistrato: Composizione e Benefici
Il tubo multistrato è formato da almeno tre strati.
Lo strato centrale in alluminio permette alla tubazione di mantenere la sua forma quando viene piegata o espansa a formare il “bicchiere”.
Gli strati interni ed esterni in PE-X per loro natura non manifestano il fenomeno della corrosione, tipico dei materiali di natura metallica.
Ciò garantisce che il tubo soddisfi i requisiti più severi per i sistemi di acqua potabile.
Di conseguenza, il tubo multistrato presenta i vantaggi di una tubazione in materiale polimerico e quelli dei tubi metallici.
Il sistema multistrato multi-calor offre vantaggi di durabilità, con un’aspettativa di vita di almeno 50 anni a impiego con pressioni di 10 bar e picchi di temperatura fino a 95°C: ha un’eccellente resistenza all’abrasione e alla corrosione, nettamente superiore ai materiali metallici.
Considerazioni sulla Scelta tra PP-R e Tubo Multistrato
Considerando lo sforzo di Aquatechnik per migliorare entrambe le soluzioni con accorgimenti importanti e prestazioni più performanti, la scelta tra tubo in polipropilene e tubo multistrato per la realizzazione di reti di distribuzione dell’acqua sanitaria e potabile va messa in relazione alle esigenze specifiche del progetto.
Il range diametrale richiesto dal disegno: il sistema fusio-technik si estende fino al diametro 630 mm, rendendolo adatto per impieghi ove siano previste portate eccezionali.
Per quanto riguarda la resistenza, le tubazioni in polipropilene hanno performance migliori, soprattutto rispetto ad elevate temperature e sostanze chimiche.
La tecnologia WOR di Aquatechnik, infatti, è particolarmente adatta per gli impianti che raggiungono alte temperature anche per trattamenti chimici di sanificazione acqua e sono resistenti fino a 40 volte in più rispetto a un tradizionale PP-R agli agenti ossidanti quali cloro libero, clorammine e altre sostanze chimiche.
I tubi multistrato Aquatechnik sono altrettanto resistenti alle elevate temperature e la natura polimerica dei materiali impiegati garantisce la totale assenza di fenomeni corrosivi tipici invece dei metalli.
Tra i fattori da considerare per l’installazione, il fenomeno di dilatazione termica, generalmente superiore per tutti i materiali sintetici rispetto al metallo.
Tuttavia, le tubazioni multi-calor e multi-eco agiscono similmente.
Il coefficiente di dilatazione termica lineare α=mm/mk del multistrato è 0,026, mentre quello dell’acciaio zincato è 0,012 e del rame 0,017.
Per l’installazione è fondamentale anche la leggerezza del materiale, per facilitarne la trasportabilità e la manovrabilità in cantiere.
L’installazione di un sistema multistrato safety si può considerare più agevole e rapida rispetto a quella dei tubi in polipropilene, comunque semplificata dalla polifusione (a temperatura variabili dai 210 ai 260°C) rispetto alle tecniche di saldatura classiche dei tubi in metallo (temperature saldatura superiore ai 1000°C).
Misurazioni sul campo hanno dimostrato l’inequivocabile vantaggio di faser FIBER-T rispetto all’acciaio zincato filettato: con un costo praticamente simile, le ore di lavorazione con il PP-RCT WOR viene praticamente dimezzato, con 7 ore e 50 minuti vs 3 ore e 30 minuti per realizzare una colonna montante acqua calda e fredda per uno stabile di cinque piani.
In Giappone, uno studio di mockup commissionato da Takasago Thermal Engineering, ha messo a confronto l’installazione dello stesso impianto utilizzando la raccorderia safety con tubi multi-calor rispetto all’acciaio, su una struttura a soffitto di 100 m2 avente la funzione di supportare 10 unità di condizionatori.
Per quanto riguarda i costi di gestione, soprattutto per la distribuzione dell’acqua calda, si considera, infine la conduttività termica: λ pari 0,22 W/mK per i tubi monostrato in PP-R 80 Super, 0,19 per i tubi pluristrato e 0,42-0,52 a seconda del diametro per i tubi multistrato notevolmente inferiore a quella del rame.
I vantaggi dei materiali polimerici, per tubazioni multistrato o in polipropilene, non si limitano a performance e installazione, ma riguardando anche l’ambiente e la sicurezza.
Entrambi atossici, sono idonei per il trasporto di fluidi potabili (ad eccezioni delle versioni multistrato POLIPERT, polipropilene versione fibrorinforzata FIRES e monostrato RAIN-WATER) e soluzioni eco-friendly.
Le tubazioni PP-RCT WOR e multistrato Aquatechnik sono riciclabili e hanno un ciclo LCA a basso impatto ambientale.
Non resta che valutare i dettagli dell’applicazione delle nostre soluzioni per la realizzazione di un impianto idrosanitario a regola d’arte.
Impianto Idrico a Collettore: Funzionamento e Vantaggi
L’impianto idrico a collettore è una delle alternative per la realizzazione dell’impianto di carico in cui il collettore funziona da distributore centrale idrico e la rete di distribuzione è realizzata in parallelo.
La progettazione ex novo o la ristrutturazione dell’impianto idraulico deve oggi rispondere a specifiche esigenze di mercato che riguardano: riduzione degli sprechi idrici, disponibilità di acqua calda nel minor tempo possibile, pressione e temperatura sempre ottimali, efficienza energetica e, non per ultime, durabilità, sicurezza e igiene.
Per rispondere a queste esigenze esistono differenti alternative, una di queste è l’impianto idrico a collettore che rappresenta una soluzione efficiente per la distribuzione dell’acqua ai vari punti di erogazione.
Vediamo insieme come funziona questa alternativa progettuale, in cosa differisce da quello a derivazione e che vantaggi presenta!
Che cos’è l’impianto idrico a collettore?
L’impianto idrico a collettore è una delle alternative disponibili per la realizzazione dell’impianto di carico di un impianto idraulico (costituito appunto da un impianto di adduzione e uno di scarico).
In questa soluzione il collettore, realizzato a parete, funziona da distributore centrale idrico, è da qui che partono tutte le tubazioni della rete di distribuzione.
La rete di distribuzione è a sua volta realizzata in parallelo, questo vuol dire che ogni singolo punto di erogazione - sanitari, lavabi, lavelli, doccia, vasca, lavastoviglie, etc. - è servito da una singola tubazione di acqua fredda e una di acqua calda.
Per la realizzazione di questa tipologia di impianto è possibile utilizzare tubazioni di differente materiale, come:
- tubazioni Mannesmann: sono tubazioni in acciaio inossidabile o zincato senza saldatura, ormai in disuso dagli anni ’80;
- rame duro, semiduro o ricotto: particolarmente adatte per gli impianti di acqua potabile grazie alle loro comprovate proprietà batteriostatiche;
- materiale plastico: come polietilene a bassa densità (PEBD), polietilene ad alta densità (PEHD), polietilene reticolato (PEX), polipropilene (PP), polibutene (PB);
- multistrato: ottenuto mediante la sovrapposizione di due o più strati di materiali metallici e plastici.
Fra i materiali appena elencati quelli di gran lunga più utilizzati sono i tubi in multistrato.
Queste tubazioni risultano infatti facili da posare, economiche e resistenti.
Sono disponibili sul mercato con differenti stratigrafie, tra cui:
- polietilene reticolato - alluminio-polietilene (PEX-AL-PE);
- polietilene reticolato - alluminio - polietilene reticolato (PEX-AL-PEX);
- polipropilene - alluminio - polipropilene (PPR-AL-PPR);
- polibutene - alluminio - polibutene (PB-AL-PB);
- rame - polietilene reticolato (CU-PEX).
La realizzazione di impianti di carico con collettore garantisce:
- una distribuzione corretta della quantità di acqua ad ogni singolo rubinetto;
- rapidità nella disponibilità di acqua calda;
- semplicità di manutenzione tanto ordinaria quanto straordinaria.
Il funzionamento di un impianto idrico a collettore è molto efficiente: l’acqua viene pompata dal serbatoio o dalla rete pubblica al collettore centrale, da qui viene distribuita a tutte le tubature indipendenti che alimentano i vari punti di erogazione.
Il flusso dell’acqua è regolato da valvole poste sui singoli rubinetti, che permettono di intercettare e gestire le singole utenze.
Quali sono le differenze con l’impianto idrico a derivazione?
L’impianto di carico realizzato in derivazione differisce concettualmente e praticamente da quello a collettore per molti aspetti.
Analizziamo allora il funzionamento dell’impianto in derivazione per cogliere nel dettaglio le differenze.
L’impianto di carico in derivazione prevede l’installazione di una tubazione principale (dorsale), rigida, che sarà deviata per ogni singolo punto di erogazione.
La derivazione, dalla tubazione principale rigida alle singole utenze, è realizzata in serie ed è resa possibile dall’utilizzo di particolari componenti idraulici ovvero i raccordi TEE.
Questi raccordi, comunemente chiamati a “T”, sono costituiti da tre porte, una di ingresso e due di uscita, e permettono di deviare l’acqua in funzione del comando.
La presenza di questi raccordi lungo la tubazione rende ovviamente necessaria l’interruzione, come dicevamo, della tubazione principale e la realizzazione di giunzioni sottotraccia.
Dunque, possiamo riassumere così le principali differenze:
| Caratteristica | Impianto Idrico a Collettore | Impianto Idrico a Derivazione |
|---|---|---|
| Distribuzione | In parallelo, da un collettore centrale | In serie, con derivazioni dalla tubazione principale |
| Giunzioni | Minori giunzioni sottotraccia | Richiede giunzioni sottotraccia per ogni derivazione |
| Manutenzione | Più semplice, con intercettazione delle singole utenze | Più complessa, interruzione della tubazione principale |
| Bilanciamento | Migliore, pressione costante anche con prelievi simultanei | Può subire cali di pressione con prelievi simultanei |
Quante e quali tipologie di collettore esistono?
Tutte le tipologie di collettore presenti sul mercato rispondono a precise specifiche tecniche e ad esigenza di sicurezza e resistenza alle rotture.
Sono quasi sempre realizzate in ottone e risultano compatibili con tubazioni in rame, plastica e multistrato.
Qualsiasi tipologia di collettore dovrà inoltre garantire:
- equilibratura della distribuzione d’acqua ad ogni singolo rubinetto, in modo da non influire sulla pressione di erogazione ai vari punti di prelievo;
- semplicità di manutenzione, con collettori posizionati in un condotto facilmente accessibile in modo da rendere la manutenzione, tanto ordinaria quanto straordinaria, più semplice, veloce ed economica possibile.
Le tipologie di collettore più diffuse sono tre:
- collettori di distribuzione con intercettazioni singole: sono utilizzati per il controllo e la distribuzione del fluido nei circuiti sanitari. Vengono forniti già assemblati in cassetta d’ispezione in materiale plastico, in modo tale da facilitarne il posizionamento e l’installazione e sono dotati di valvole di intercettazione per ogni utenza servita;
- collettori di distribuzione con intercettazioni generali: sono dotati di valvole di intercettazione sugli ingressi caldo e freddo e di una derivazione a monte della valvola di intercettazione che può essere utilizzata per il collegamento del circuito di ricircolo;
- gruppo con intercettazioni generali: anche questo dotato delle sole valvole di intercettazione in ingresso caldo e freddo ed è predisposto per il collegamento dei circuiti di ricircolo e per la realizzazione di diverse tipologie di distribuzione sanitaria, consentendo la massima flessibilità progettuale.
Dove posizionare il collettore?
Come anticipato nel primo paragrafo, il collettore, installato in una cassetta preassemblata, viene sempre posato a parete e non fa differenza la stratigrafia della parete (muratura, cartongesso, legno), l’installazione è sempre possibile a patto di avere lo spazio sufficiente.
Il collettore è infatti il cuore di questa tipologia di impianto di carico e le sue dimensioni variano in base ai punti di erogazione, per cui si posizionerà in un punto più o meno centrale dell’immobile, laddove possibile in un locale tecnico.
Generalmente si prediligono punti della stanza poco visibili ma facilmente ispezionabili, bisogna poi tenere in considerazione che più punti di erogazione si dovranno derivare dallo stesso collettore, più il collettore sarà ingombrante.
Per questa ragione si può decidere di posizionare un collettore per ogni ambiente della casa, aumentando lievemente la spesa ma limitando l’ingombro.
Una volta posata la cassetta preassemblata con il collettore è possibile collegare ad esso le tubazioni per ogni utenza tramite appositi innesti a clip.
Che vantaggi ha un impianto a collettore?
I vantaggi di un impianto di carico a collettore sono effettivamente emersi già nei paragrafi precedenti, ma riassumiamoli insieme in modo schematico:
- assenza di giunzioni sottotraccia: questo facilita gli interventi di manutenzione ordinaria e straordinaria;
- rischio di lesione o rotture durante la messa in esercizio pressoché assente;
- possibilità di gestione delle singole utenze separatamente senza dover interrompere la distribuzione dell’acqua anche agli altri punti di erogazione;
- impianto sempre ben bilanciato, senza cali di pressione o di acqua calda, anche in caso di prelievi simultanei;
- fruizione dell’acqua calda in tempi rapidi;
- facilità di posizionamento e installazione: il collettore è preassemblato nella cassetta per l’ispezione e può essere dotato di portello push-to-open per un’ispezione veloce ed agevole.
Nonostante i numerosi vantaggi, l’impianto a collettore presenta anche alcuni svantaggi che rende necessario valutare la tipologia di impianto più adatta in relazione allo specifico caso reale.
Gli svantaggi dell’impianto di carico a collettore sono:
- costo di realizzazione più elevato dovuto alla maggiore lunghezza della rete di distribuzione;
- in base al numero dei punti di erogazione, il collettore può arrivare a dimensioni relativamente grandi e quindi risultare troppo ingombrante soprattutto se gli ambienti di installazione sono piccoli.
Ricordiamoci inoltre che la progettazione degli impianti idrico-sanitari è soggetta alle norme UNI EN 806 e UNI 9182.
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