IL CAMINO CAMINI SINGOLI. SEM snc Soluzioni Energetiche Marioli

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1 IL CAMINO CAMINI SINGOLI Per il corretto funzionamento dell impianto fumario si deve tener presente che esso è in relazione con gli altri elementi che costituiscono l impianto di riscaldamento (il generatore di calore, l ambiente e la presa d aria). Fra tutti questi elementi si instaura una situazione di equilibrio precario da cui dipende la capacità dell impianto a funzionare correttamente e quindi a soddisfare le aspettative per cui è stato costruito: la funzionalità e quindi il benessere, la sicurezza e non da ultimo il risparmio. L equilibrio precario del funzionamento dell impianto di riscaldamento è influenzato dal rapido cambiamento di alcuni fattori (temperatura dei fumi, quantità dei fumi che attraversano i condotti, potenza effettivamente erogata dal generatore), che nel caso di generatori di calore alimentati a legna (caminetti e stufe all atto dell accensione, dello spegnimento e delle ricariche) questi fattori vengono ben intuiti e compresi da tutti. Questo cambiamento dei parametri di funzionamento influisce subito e direttamente sul risultato dell esercizio dell impianto. Da quanto detto, il problema del dimensionamento delle canne fumarie riveste un aspetto rilevante sia per il buon funzionamento dell impianto che per l economicità dell esercizio. Due evidenti conseguenze per un errore nel dimensionamento possono essere: un cattivo funzionamento del generatore, per tiraggio insufficiente se il condotto è piccolo,o, se il condotto è troppo grande si ha un rendimento inferiore per tiraggio eccessivo. A volte gli inconvenienti sono così gravi da impedire il funzionamento dell apparecchio fino a richiedere ristrutturazioni e finanche il rifacimento completo di una canna fumaria. Quindi per il corretto dimensionamento dell impianto fumario occorre per prima prendere in considerazione le due variabili più semplici da cambiare per ottenere un funzionamento ottimale dell impianto, e queste sono l altezza del camino e la sezione interna, a queste vanno aggiunte l isolamento termico, che aumenta il tiraggio del camino, la qualità dei componenti del camino per la durata, la pulizia e la manutenzione. Purtroppo spesso ci si ricorda del sistema di evacuazione dei fumi solo dopo l acquisto e la messa in funzione del generatore, un bel caminetto o una stufa, inoltre spesso la canna fumaria è stata costruita dall imprenditore edile senza avere neppure la minima idea delle caratteristiche del generatore che l acquirente dell immobile avrà intenzione di collegare. Il calcolo delle dimensioni interne dei camini è disciplinato dalla norma UNI 9615 che ne definisce i procedimenti fondamentali. Il calcolo delle dimensioni dei camini (sezione ed altezza) si basa sul confronto tra la pressione in corrispondenza del punto di ingresso dei fumi nel camino e la pressione necessaria per avere un sufficiente tiraggio. È un confronto quindi tra le resistenze di pressione incontrate dal fumo nel suo percorso (perdite di carico) e la pressione statica generata dalla differenza di densità della colonna di fumi caldi. Il risultato del procedimento fornisce la sezione e l altezza del camino attraverso elementi costruttivi noti o calcolati. Occorre inoltre confrontare la temperatura dei fumi all interno e allo sbocco del camino con la temperatura di rugiada dei fumi perché se è inferiore c è produzione di condensa ( la condensa è acqua, infatti questo è un prodotto presente nei fumi di combustione) e se la canna non è prevista per un funzionamento ad umido con scarico condensa si originano inconvenienti facilmente comprensibili. Spesso si vedono trasudamenti di condense che macchiano l esterno delle vecchie canne fumarie e anche delle nuove, con condotto interno metallico, quando gli elementi sono stati montati con imboccatura a fumo, cioè al rovescio di quanto illustrato nelle istruzioni di montaggio. Abbiamo sottolineato che l impianto di riscaldamento funziona ad equilibrio instabile per cui si deve sempre considerare il peso economico delle scelte sbagliate in materia di dimensionamento e di scelta dei materiali dei camini. Purtroppo spesso il dato economico viene preso in considerazione solo quando e stato compiuto un errore a volte madornale sia di dimensionamento che di scelta dei materiali o dei metodi costruttivi. Attualmente si verifica spesso che canne di notevole altezza costruite in materiale 1

2 metallico, seguendo un modo di costruire economico alla so tutto io in difformità delle istruzioni delle ditte produttrici, in presenza di incendio della fuliggine collassano per il peso e occorre poi sostituirle, con costi notevolmente superiori a quelli iniziali, con altre costruite secondo le regole dell arte, regole che spesso sono espresse dalle Norme. Il dimensionamento dei camini singoli. La storia per il dimensionamento dei camini singoli, parte da lontano, dalla legge 615/66 che prevede l utilizzo delle seguente formula per calcolare la sezione del camino. Si tratta di una formula semplificata e approssimata che vale per camini con temperatura dei fumi di almeno 300 C, dove: S è la sezione del camino in centimetri quadrati K è una costante di proprorzionalità (=0,03 per combustibili solidi) P è la potenza del focolare in Kcal/h h è l'altezza in metri del camino Il valore di S va poi corretto in funzione dell'altitudine sul livello del mare e delle perdite di carico. Si osserva comunque che maggiore è il valore di h, più piccola potrà essere la sezione del camino a parità di potenza P. Tabella indicativa, realizzata con l applicazione della formula, della sezione in cm2 della canna fumaria in funzione della altezza, altitudine, consumo: Altitudine del camino (s.l.m.) Consumo legna: 4 kg/h Altezza della canna fumaria Consumo legna: 8 kg/h Altezza della canna fumaria 4 m 8 m 12 m 4 m 8 m 12 m 100 m 450 (1.) m m m (1.) Sezioni della canna fumaria in centimetri quadrati. (s.l.m.) sul livello del mare. Tale formula attualmente, semplicemente considerando l aumentato rendimento degli apparecchi termici con abbassamento delle temperature dei fumi ben al di sotto dei 300 C, non è più molto attendibile. La norma successiva è stata la norma UNI 9615, ove tra l altro nella seconda parte, edita nel 1995, riporta un metodo approssimato per il calcolo delle sezioni dei camini a collegamento singolo con la possibilità di ricorrere a diagrammi per alcune condizioni di esercizio. La stessa norma UNI 9615, oltre a fornire la formula completa per il calcolo dei camini, attualmente ripresa e migliorata dalla norma UNI EN , ne fornisce una semplificata riportata di seguito. 2

3 S=P K / H -2 dove S= sezione di passaggio P= potenza del focolare H =altezza del camino K= coefficiente variabile in funzione del combustibile. L uso di questa formula semplificata ha l innegabile vantaggio di essere alla portata di chiunque sappia risolvere semplici operazioni aritmetiche. L applicazione del coefficiente, che è funzione solo del combustibile, semplifica notevolmente il numero di variabili da prendere in considerazione, si finisce purtroppo a trascurare l influenza della pressione ambientale e delle resistenze che si presentano nel percorso dell aria di combustione e dei fumi. Ricordando le sempre più basse temperature dei fumi all uscita degli apparecchi, secondo il mio modesto parere, non sono da prendere in considerazione né l uso delle tabelle né quello della formula semplificata, ma investendo una piccola cifra nella tecnica, si può avere un calcolo più preciso tramite un calcolo, effettuato con apposito programma, che prenda in considerazione più parametri possibili secondo la UNI EN Note di realizzazione I camini svolgono l'importante funzione di convogliare e smaltire all'esterno i prodotti della combustione (fumi) ed altresì di richiamare nel focolare della caldaia l'aria comburente nel caso siano collegati con caldaie a tiraggio naturale. Per camino si intende solo la parte verticale dei condotti del fumo; sono denominati canali fumari le parti orizzontali e raccordi fumari i tronchi che collegano le caldaie ai canali fumari ed al camino. Il camino non deve presentare curve brusche, tratti orizzontali o variazioni di sezione, poiché tali situazioni determinano perdite di tiraggio. Il tiraggio naturale di un camino dipende essenzialmente dalla sua altezza, misurata tra l'ingresso dell'aria nella camera di combustione e la bocca di evacuazione dei fumi ed, altresì, dalla differenza tra la temperatura media dei fumi e quella dell'aria esterna. L'altezza può essere variata in limiti assai ristretti, dato che solitamente essa dipende dall'altezza dell'edificio sul quale è ricavato il camino, e, per quanto concerne la temperatura dei fumi, quella all'uscita della caldaia non può essere eccessiva (circa 200 C) altrimenti il rendimento della combustione è scarso: occorre quindi prevedere una coibentazione del camino, cosicché, le dispersioni di calore non provochino una eccessiva diminuzione della temperatura dei fumi nel loro percorso e conseguentemente una diminuzione del tiraggio. Il Regolamento della Legge 615/66 stabilisce che la caduta di temperatura dei fumi non deve essere superiore a 1 C per ogni metro di sviluppo verticale del camino. Al fine di consentire prelievi di campioni di fumo devono inoltre essere previsti alla base del camino due fori, con relativa chiusura metallica e del diametro di 50 mm ed 80 mm, ed altri due fori dello stesso diametro in prossimità della bocca di uscita. Alla base del camino deve essere prevista una camera per la raccolta della fuliggine di sezione almeno pari ad una volta e mezzo la sezione del camino. 3

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5 La sommità del camino deve inoltre elevarsi di almeno 1 metro da tutti gli ostacoli posti a distanza minore di 10 metri da essa: In ordine alla costruzione, il Regolamento prescrive che il camino propriamente detto sia staccato dalle strutture e dotato di una controcanna destinata a formare una intercapedine aperta alla estremità superiore, entro la quale sono ammessi unicamente gli elementi di sostegno e distanziatori. In ogni caso particolari cure vanno rivolte all'isolamento dei camini rispetto ai locali entro i quali passino o siano aderenti, in quanto l'elevazione di temperatura delle pareti contigue al camino dà luogo a gravi inconvenienti. In tal caso, infatti, si danneggiano mobili, suppellettili e tappezzerie, addossati alla parete in questione, si producono fessure, si eleva la temperatura dell'ambiente in modo incontrollabile e se il camino funziona anche durante la stagione estiva, ad es. per la produzione di acqua calda, la elevazione della temperatura nei locali può renderli inabitabili. Solitamente, i camini per impianti di riscaldamento centralizzati, sono realizzati in elementi prefabbricati (con varie tecniche, ma generalmente in conglomerato cementizio) con sezione quadrata o rettangolare oppure con sezione circolare od ovoidale. 5

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7 Legislazione camini - Norma UNI declina ogni e qualsiasi responsabilità per possibili errori od omissioni, nonché per eventuali danni derivanti dall'uso delle informazioni contenute nel testo sopra riportato. nonché per eventuali danni derivanti dall'uso delle informazioni contenute nel testo sopra riportato. Si raccomanda, pertanto, di verificare sempre tali informazioni direttamente sulle fonti ufficiali. UNI Settembre 2005 Generatori di calore alimentati a legna o da altri biocombustibili solidi. Requisiti di installazione. (La presente norma è la revisione della UNI ) 1. CAMPO DI APPLICAZIONE La presente norma, prescrive i requisiti di installazione di apparecchi generatori di calore o destinati anche alla cottura dei cibi quali: caminetti aperti e chiusi sia pre-assemblati sia costruiti in opera, termocamini, stufe e termocucine sia a tiraggio naturale lato fumi che a tiraggio forzato di potenza termochimica al focolare < 35kW, alimentati a legna naturale in tronchetti o brachette compresse o pellets o biocombustibili solidi. La norma si applica sia agli apparecchi alimentati manualmente sia a quelli a caricamento automatico. L installazione riguarda il posizionamento e il collegamento funzionale dell apparecchio in locali o ambienti chiusi. Per installazione vengono intese le seguenti operazioni: - verifica di compatibilità funzionale del sistema generatore di calore nel sito di posa; - collegamento al sistema di evacuazione fumi; - collegamento alle prese d aria esterne; - montaggio e posa in opera; - eventuali collegamenti elettrici o idraulici; - posa di coibentazione, finiture e rivestimenti, con raccomandazioni di sicurezza; - messa in esercizio con il primo avvio (verifica di funzionamento e/o collaudo); - rilascio della documentazione complementare. 2. TERMINI E DEFINIZIONI - Apparecchio a focolare aperto: generatore di calore fornito senza possibilità di chiusura della parte dell apparecchio in cui è bruciato il combustibile; sono considerati tali anche i termocamini con focolare chiuso da ante o da sistema a saliscendi che possono funzionare a focolare aperto e gli inserti la cui cappa è di altezza sufficiente per il funzionamento a focolare aperto; - Apparecchio a focolare chiuso: generatore di calore la cui apertura è consentita solo per la carica del combustibile durante l impiego; - Biocombustibile: combustibile prodotto direttamente o indirettamente da biomassa (biomassa: materiale di origine biologica, escluso il materiale incorporato in formazioni geologiche e trasformato in fossile); - Caminetto: impianto domestico dove si accende il fuoco, per riscaldare o cucinare, ricavato all interno di un locale; - Stufa: apparecchio con focolare completamente chiuso, con porta/e che è/sono normalmente chiusa/e, che diffonde calore per radiazione e/o convezione e fornisce inoltre acqua calda quando dotato di caldaia; - Termocaminetti: apparecchi con camera di combustione chiusa con controllo dell afflusso dell aria di combustione e fuoco a vista; 3. CAMINO, CANNA FUMARIA 3.1. Caratteristiche generali II camino o canna fumaria (eliminato condotto di evacuazione dei prodotti della combustione generati dall'apparecchio a tiraggio naturale ) deve rispondere ai seguenti requisiti: - essere a tenuta dei prodotti della combustione, impermeabile ed adeguatamente isolato e coibentato alla stregua delle condizioni di impiego (UNI 9615); 7

8 - essere realizzato in materiali adatti a resistere alle normali sollecitazioni meccaniche, al calore, all'azione dei prodotti della combustione ed alle eventuali condense; - essere adeguatamente distanziato da materiali combustibili o infiammabili mediante intercapedine d'aria o opportuno isolante. - avere sezione interna preferibilmente circolare; le sezioni quadrate o rettangolari devono avere angoli arrotondati con raggio non minore di 20 mm; - avere le sezioni rettangolari con rapporto massimo tra i lati di 1,5; - avere sezione interna costante, libera ed indipendente Caratteristiche costruttive Devono essere rispettate le indicazioni del costruttore dell apparecchio per quanto concerne la sezione e le caratteristiche costruttive della canna fumaria/camino. Per sezioni particolari o variazioni di sezione o di percorso deve essere effettuata una verifica del funzionamento del sistema di evacuazione fumi con appropriato metodo di calcolo fluido dinamico (UNI 9615). Camera di raccolta (Rif. 1): E consigliato che il condotto fumario sia dotato di una camera di raccolta di materiali solidi ed eventuali condense situata sotto l imbocco del canale da fumo, in modo da essere facilmente apribile ed ispezionabile da sportello a tenuta d'aria. Allacciamento (Rif. 2): II collegamento tra l'apparecchio di utilizzazione e la canna fumaria deve ricevere lo scarico da un solo generatore di calore. E ammessa la realizzazione di apparecchio composto da caminetto e forno di cottura con un unico punto di scarico verso il camino, per il quale il costruttore deve fornire le caratteristiche costruttive del raccordo dei canali da fumo. E vietato convogliare nello stesso canale da fumo lo scarico proveniente da cappe sovrastanti gli apparecchi di cottura. E vietato lo scarico diretto verso spazi chiusi anche a cielo libero. Lo scarico diretto dei prodotti della combustione deve essere previsto a tetto e il condotto fumario deve avere le caratteristiche previste dal punto Spostamenti (Rif. 3): II camino o canna fumaria deve avere andamento prevalentemente verticale con deviazioni dall asse non maggiori di 45. Quota di sbocco (Rif. 4): II comignolo deve essere posizionato in modo da garantire un'adeguata dispersione e diluizione dei prodotti della combustione e comunque al di fuori della zona di reflusso in cui e favorita la formazione di contro pressioni. Tale zona ha dimensioni e conformazioni diverse in funzione dell'angolo di inclinazione della copertura, per cui risulta necessario adottare le altezze minime indicate negli schemi riportati (n.d.r. vedi schemi riportati nella norma UNI 7129). Comignolo (Rif. 5): II comignolo deve rispondere ai seguenti requisiti: - avere sezione interna equivalente a quella del camino; - avere sezione utile di uscita non minore del doppio di quella interna del camino; - essere costruito in modo da impedire la penetrazione nel camino della pioggia, della neve, di corpi estranei ed in modo che anche in caso di venti di ogni direzione e inclinazione sia comunque assicurato lo scarico dei prodotti della combustione; - essere privo di mezzi meccanici di aspirazione. 8

9 4. CANALE DA FUMO 4.1. Caratteristiche generali Per il montaggio dei canali da fumo dovranno essere impiegati elementi di materiali non combustibili idonei a resistere ai prodotti della combustione ed alle loro eventuali condensazioni. In ogni caso, i canali da fumo devono essere a tenuta dei prodotti della combustione e delle condense e coibentati se passano all esterno del locale di installazione. E vietato l'impiego di tubi metallici flessibili e in fibro-cemento per il collegamento degli apparecchi alla canna fumaria anche per canali da fumo preesistenti. Deve esserci soluzione di continuità tra il canale da fumo e la canna fumaria in modo che la canna fumaria non appoggi sul generatore. I canali da fumo non devono attraversare locali nel quali è vietata l'installazione di apparecchi a combustione. Il montaggio dei canali da fumo deve essere effettuato in modo da garantire la tenuta ai fumi per le condizioni di funzionamento dell'apparecchio (eliminato in depressione ), limitare la formazione delle condense ed evitarne il trasporto verso l'apparecchio delle condense Caratteristiche costruttive Lunghezza massima e spostamenti: Per gli apparecchi generatori di calore muniti di elettroventilatore per l espulsione dei fumi devono essere seguite le istruzioni di installazione del costruttore per quanto concerne la lunghezza massima ed il numero di curve dei canali da fumo. Nel caso in cui non vengano indicati valori massimi, devono essere applicate le seguenti prescrizioni: - i tratti orizzontali devono avere una pendenza minima del 3% verso l alto; - la lunghezza del tratto orizzontale deve essere minima e comunque non maggiore di 3m; - il numero di cambiamenti di direzione, compreso quello per effetto dell impiego di elemento a T, non deve essere maggiore di 4. Per il collegamento di stufe a tiraggio naturale al camino si possono usare at massimo 2 curve, con cambio di direzione 90, e lunghezza del canale da fumo in proiezione orizzontale non superiore a 2 m. Pendenza: Deve essere evitato per quanto possibile il montaggio di tratti orizzontali. E vietato l'impiego di elementi in contropendenza. Per caminetti dove si debbano raggiungere scarichi a soffitto o a parete non coassiali rispetto all'uscita dei fumi dall'apparecchio, i cambiamenti di direzione dovranno essere realizzati con l'impiego di gomiti aperti non superiori a 45. Cambiamenti di sezione: Il canale da fumo deve essere a sezione costante. Eventuali cambiamenti di sezione sono ammessi solo all'innesto della canna fumaria (eliminato all uscita del generatore; è vietato l'impiego di riduzioni all'innesto con la canna fumaria ). E vietato far transitare all'interno di canali da fumo, ancorché sovradimensionati, altri canali di adduzione dell'aria e tubazioni ad uso impiantistico. Aperture di ispezione: Il canale da fumo deve permettere il recupero della fuliggine o essere scovolabile. Dispositivi di regolazione manuale del tiraggio: I dispositivi di regolazione manuale del tiraggio inseriti nel canale da fumo non devono ostruire ermeticamente la sezione interna del condotto. Tali serrande devono essere dotate di adeguata apertura di sicurezza o altro meccanismo idoneo ad evitare la completa rotazione della valvola in posizione chiusa. La superficie minima dell'apertura di sicurezza deve essere pari al 3% della sezione di passaggio e non minore di 20cmq (eliminato 10 cmq per le stufe e 20 cmq per i caminetti ). Non è ammesso il montaggio di dispositivi di regolazione manuale del tiraggio sugli apparecchi a tiraggio forzato. 9