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.

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 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.

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.

Sistemi di Scarico delle Acque Reflue

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.

Numerosi sono i tipi di sistemi di scarico di acque reflue oggi in uso, ma in Europa e 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.

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. 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.

Per permettere il regolare funzionamento del sistema ed evitare lo svuotamento dei sifoni degli apparecchi sanitari, occorre che le reti di scarico siano dotate di una ventilazione con l’esterno. 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. I sistemi di scarico devono permettere il corretto deflusso delle acque ed il loro convogliamento alla rete fognaria.

Dimensionamento delle Tubazioni di Scarico

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.

Diramazioni di Scarico

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. In base al valore della portata totale calcolata possiamo ricavare il diametro nominale DN dei tubi delle diramazioni di scarico che è associato ad una capacità idraulica tipica.

Colonna di Scarico

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.

La braga a 45° a sezione ridotta è da evitare perchè, anche se la formazione di depressione nella colonna risulta minima, in prossimità della diramazione d’allacciamento si forma una chiusura idraulica che provoca aspirazioni sia al sifone dell’apparecchio che scarica sia ai sifoni degli altri apparecchi.

La ventilazione secondaria indiretta è caratterizzata da una tubazione supplementare collegata con la colonna di scarico, e dedicata esclusivamente al passaggio di aria dall’esterno.

Prova di Pressione

L’installazione deve essere sottoposta alla prova di pressione e individuare eventuali perdite dalle giunzioni pressate, prima di essere murata definitivamente. La prova di pressione deve essere effettuata ad una pressione pari a 1,5 volte quella massima d’esercizio (consigliata 15 bar).

Unità di Carico (UC) e Portata

La norma UNI 9182 del 2014 descrive ambo le tipologie, rimandando alla UNI 806 per approfondimenti circa il procedimento semplificato. Entrambi i metodi assegnano agli apparecchi sanitari un’unita di carico (espressa in litri al secondo), la cui somma, corretta attraverso un fattore di contemporaneità (l’erogazione contemporanea di tutti i dispositivi è poco probabile), permette il calcolo della portata di progetto (QD).

Si evitano così eventuali problematiche causate da un sottodimensionamento o sovradimensionamento delle rete idrica. Nel caso di edifici residenziali è raccomandato l’utilizzo del metodo semplificato, secondo la procedura contenuta all’interno della norma UNI EN 806 parte 3 del 2008.

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 totale QT.

Esempio di Dimensionamento

Di seguito un esempio di calcolo delle Unità di Carico (UC):

  • Unità di carico tot. 2,25 UC corrispondono ad una portata di 0,30 l/s.
  • Unità di carico tot. 3 UC corrispondono ad una portata di 0,30 l/s.
  • Unità di carico tot. 7,25 UC corrispondono ad una portata di 0,36 l/s.
  • Unità di carico tot. 8,75 UC corrispondono ad una portata di 0,40 l/s.

Sommando le unità di carico del bagno A, bagno B + antibagno + cucina ne deriva l'Unità di carico totali = 4 + 4 + 10 = 18 UC.

In presenza di un impianto per la produzione di acqua calda centralizzato sono necessarie delle tubazioni di ricircolo per evitare che l’acqua si raffreddi nelle tubazioni prima di essere erogata e per impedire fenomeni di stagnazione.

Sulla colonna discendente si ha un totale di 9 US per le quali sarebbe sufficiente usare un diametro di 65 mm (Ф 65) ma ciò non è consentito per la presenza del vaso. Sulla colonna discendente si ha un totale di 12 US per le quali sarebbe sufficiente usare un diametro di 65 mm (Ф 65) ma ciò non è consentito per la presenza del vaso.

Sistema di Smaltimento delle Acque Meteoriche

Nel nostro progetto è necessario prevedere il sistema di smaltimento delle acque meteoriche soprattutto perché in presenza di una copertura piana. Per la copertura va dimensionato il canale di gronda in base all’altezza di pioggia della nostra zona fornita dall’Annuario statistico meteorologico dell’ISTAT, in funzione della superficie da drenare e della pendenza del canale; vanno inoltre dimensionati i pluviali e i collettori orizzontali collegati alla fognatura pubblica sempre secondo l’altezza di pioggia.

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.

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. Esaminiamo in dettaglio alcune componenti cruciali, focalizzandoci su pompe, circolatori, serbatoi, autoclavi, contatori, misuratori, tubazioni e collettori.

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 viene descritto un esempio di dimensionamento di un impianto idrico sanitario. Si parte dai dati di progetto e si arriva 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 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. Sommando le unità di carico totali per ogni ambiente e si va 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, 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 Impianto di Scarico delle Acque Reflue

Dimensionamento Diramazioni di Scarico

Ora è possibile 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.

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