L'impianto idrico sanitario rappresenta un elemento fondamentale in qualsiasi costruzione, garantendo il benessere e la salute degli occupanti. In questa guida approfondita, esploreremo le varie sfaccettature di progettazione, offrendo una panoramica completa sugli aspetti chiave degli impianti idrico sanitari.
In un precedente articolo abbiamo trattato il tema dell’impianto idrico, idraulico o idrosanitario domestico, di adduzione e scarico delle acque reflue in generale. L’impianto idraulico è quel sistema di condotte e tubazioni che alimentano i servizi igienici del bagno (wc, lavabo, bidet, doccia), la lavatrice, il lavello della cucina e la lavastoviglie.
Dalla rete pubblica, posta sotto la strada o il marciapiede e, attraverso una rete di tubazioni, valvole e pompe, l’acqua potabile arriva direttamente nella nostra abitazione sia essa casa unifamiliare o appartamento in condominio - per soddisfare i nostri bisogni: da bere o per cucinare, lavare le stoviglie o i vestiti, per l’igiene personale.
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.
Normativa e Progettazione
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.
Progettazione dell'impianto idrico sanitario
La progettazione degli impianti idrico-sanitari costituisce una fase cruciale nella realizzazione di edifici funzionali ed efficienti. 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.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.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. 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. 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.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.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.
Materiali utilizzati
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.
Impianto di Scarico
Per “Impianti di Scarico” si intende quell’insieme di tubazioni, raccordi e apparecchiature necessarie a ricevere, convogliare e smaltire le acque usate provenienti dagli apparecchi sanitari ad uso domestico.
Le reti di scarico devono consentire l’evacuazione, rapida e senza ristagni, delle acque di rifiuto verso il sistema di smaltimento esterno. A tal fine si devono realizzare le opportune pendenze e scegliere diametri adeguati per i tubi. Devono inoltre essere resistenti alle sollecitazioni meccaniche, termiche ed alle azioni corrosive dei liquami.
Le acque reflue si definiscono domestiche se provenienti da insediamenti di tipo residenziale e derivanti prevalentemente dal metabolismo umano e da attività domestiche (art.74, D.Lgs n. 152/06). Solitamente le acque bianche vengono convogliate separatamente dai reflui domestici e vanno direttamente nel terreno.
Moltissimi sono i tipi di sistemi di scarico di acque reflue oggi in uso, ma In Europa e quindi anche in Italia, si preferisce dimensionare le diramazioni di scarico - a cui sono connessi i sanitari - supponendo un grado di riempimento pari a 0,5 50%- con relativa connessione ad un’unica colonna di scarico (Sistema 1 indicato nella UNI EN 12056-2).
Il sifone, elemento di raccordo tra l’apparecchio sanitario e le tubazioni del sistema di scarico, ha la funzione di impedire la penetrazione dei cattivi odori nell’edificio.
Le reti di scarico sono soggette a fenomeni di pressioni e depressioni idrostatiche nelle condotte a causa della caduta dei liquami che per gravità spingono verso il basso comprimendo l’aria. La configurazione più semplice è un’unica colonna dove convergono gli scarichi di tutti gli apparecchi sanitari. Il controllo della pressione nella colonna di scarico è garantito dal flusso d’aria nella colonna di scarico e dallo sfiato della colonna di scarico stessa.
I materiali che costituiscono le condotte e le cappe di ventilazione, devono resistere alla aggressività dei gas di fognatura ed agli agenti corrosivi in generale.
Dimensionamento Impianto di Scarico delle Acque Reflue
Per il dimensionamento delle tubazioni di scarico, sia primarie - colonna principale, che secondarie diramazioni degli apparecchi, occorre calcolare la quantità di liquido che può attraversare contemporaneamente il sistema nell’unità di tempo.
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.
Il metodo di calcolo, valido per tutti i sistemi di scarico a gravità per lo smaltimento delle acque reflue domestiche, prevede il dimensionamento delle tubazioni in base alle utenze e agli apparecchi sanitari da servire.
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.
Una sezione sottodimensionata impedisce lo scarico, ma una sezione eccessiva favorisce la formazione di incrostazioni e sedimenti con progressiva riduzione di sezione e possibilità di intasamento.
Le diramazioni di scarico sono quei tratti orizzontali di tubazioni che hanno il compito di convogliare l’acqua di scarico dei sifoni degli apparecchi alle colonne di scarico. I prospetti 4 e 5 della UNI EN 12056, riportano le dimensioni e i limiti di applicazione per diramazioni di scarico senza ventilazione.
Se i limiti di applicazione non possono essere rispettati, le diramazioni di scarico devono essere ventilate, salvo nei casi in cui regolamenti e procedure di installazione nazionali e locali autorizzano l’uso di condotti con diametri maggiori o l’installazione di valvole di aerazione.
Per colonna si intende la tubazione verticale che attraversa uno o più piani e che ha uno sfiato sopra il tetto. Per garantire una perfetta ventilazione della colonna, la tubazione deve essere dimensionata in base alla quantità d‘acqua prevista al punto più basso.
Esempio di Dimensionamento Impianto Idrico Sanitario
Di seguito un esempio di dimensionamento di un impianto idrico sanitario.
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
Calcolo delle Unità di Carico (UC)
Per ogni tratto di tubazione, è essenziale calcolare le Unità di Carico (UC) da gestire.
Di seguito le UC gestite da ogni tratto di tubazione:
| BAGNO A | BAGNO B | CUCINA | |
|---|---|---|---|
Portata Massima Contemporanea
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.
Definizione Diametro Tubature
Seguendo le tabelle date dalla Norma UNI 9182, è possibile 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 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 | |
|---|---|---|---|
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.