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1 12.1 Sistemi Bonded Tubo doppio Generalità / Sistemi Bonded / Metodi di posa / Prospetto dei vantaggi e degli svantaggi / Lunghezze di installazione L max Tubo singolo / Lunghezze di installazione L max Tubo doppio / Lunghezze di installazione L max - tubazioni flessibili / Applicazione tubi isoflex e isocu / Impiego di isopex / Esempi /

2 12.1 Sistemi Bonded Tubo doppio Generalità / Sistemi Bonded / Metodi di posa Generalità Nel corso dei decenni i sistemi di tubazioni preisolate hanno garantito risultati affidabili. Per quanto riguarda gli aspetti economici, ecologici e tecnici offrono, se confrontati con i sistemi tradizionali, notevoli vantaggi. Per poterli però sfruttare al meglio è necessaria una precisa conoscenza delle caratteristiche e del funzionamento dei sistemi preisolati. La progettazione richiede infatti specifiche e approfondite competenze tecniche. Devono pertanto essere fornite ai progettisti tutte le informazioni utili per sviluppare un progetto razionale ed economicamente vantaggioso. Verranno di seguito illustrati i concetti base per una corretta progettazione. Quanto di seguito riportato non intende coprire tutti gli aspetti progettuali, ma solo fornire uno strumento idoneo per risolvere le problematiche più frequenti. Per quesiti o aspetti specifici, i progettisti isoplus sono a disposizione per affrontare ogni fase del processo di progettazione, dalla stesura dei capitolati e dei disegni, alla fornitura di documentazione, e report di calcolo. La valutazione economica, utile al gestore della rete per determinare la redditività e di conseguenza la fattibilità di un impianto, richiede lo sviluppo completo ed esaustivo del progetto con moderni software di calcolo. Mediante il loro utilizzo, isoplus è in grado di affrontare e risolvere ogni problematica per l individuazione della metodologia di posa più adeguata ed economicamente vantaggiosa per la rete da realizzare. Sistema Bonded Il tubo di rivestimento in PEHD e il tubo di servizio in acciaio sono uniti in maniera solidale l un l altro tramite la schiuma rigida di poliuretano (PUR), formando un corpo unico. Questo è l elemento che differenzia le tubazioni preisolate da qualsiasi altro sistema di tubazioni interrate. Occorre tenere conto di questa caratteristica sia durante la fase di progettazione che durante le fasi di posa, al fine di garantire alla rete l adeguata funzionalità, affidabilità e durata nel tempo. Potete trovare ulteriori informazioni relative alla progettazione nella sezione download del sito 12 / 1

3 12.1 Sistemi Bonded Tubo Singolo A differenza di quanto accade in altri sistemi, le tubazioni preisolate sottoposte al carico termico del fluido vettore dilatano, per cui l acciaio, il poliuretano ed il polietilene si allungano proporzionalmente. A causa dell attrito creato dai carichi esterni gravanti sulla tubazione (peso del terreno, carichi stradali, ecc ), la dilatazione tende ad essere limitata e/o impedita. Ciò si trasforma in tensione che, in fase di progettazione, deve essere assorbita e/o scaricata. Pertanto, risulta fondamentale assumere dei valori limite di riferimento da rispettare in fase di progettazione. I sistemi preisolati isoplus sono utilizzabili all interno della fascia di temperatura riportata nella norma UNI EN 253. Nel caso in cui la temperatura di esercizio sia più elevata, sarà necessario approfondire la progettazione, in quanto gli spostamenti e le sollecitazioni potrebbero superare i limiti di resistenza dei materiali. Metodi di posa A seconda dei vantaggi o delle limitazioni imposte dai diversi fattori, si possono scegliere metodi di posa a freddo o a caldo, suddivisi nei seguenti 5 tipi di procedimento: Posa a freddo 1) Installazione senza compensazione: Nessuna limitazione delle lunghezze di posa ammissibili Limitazione della temperatura massima di esercizio a 85 C 2) Compensazione naturale Limitazione delle lunghezze di posa ammissibili Temperatura secondo UNI EN 253 3) Installazione a freddo Limitazione delle lunghezze di posa ammissibili Limitazione della temperatura massima di esercizio a 130 C Posa a caldo 4) Pretensionamento termico: Nessuna limitazione delle lunghezze di posa ammissibili Pretensionamento eseguito direttamente all interno dello scavo con tubazione non reinterrata Temperatura secondo UNI EN 253 5) Compensatori monouso: Nessuna limitazione delle lunghezze di posa ammissibili Pretensionamento eseguito direttamente all interno dello scavo con compensatori monouso Temperatura secondo UNI EN / 2

4 12.1 Sistemi Bonded Tubo doppio Prospetto dei vantaggi e degli svantaggi Tecnica di posa Vantaggi Svantaggi 1) Installazione senza compensazione - Bassa tensione assiale -Lo scavo può essere immediatamente ricoperto - Temperatura massima ammessa 85 C Posa a freddo 2) Compensazione naturale 3) Installazione a freddo - La tensione massima ammissibile non viene superata -Lo scavo può essere immediatamente ricoperto - Lo scavo può essere immediatamente ricoperto -Non devono essere installati elementi di compensazione - E necessario rispettare la lunghezza massima di installazione mediante l utilizzo di elementi di compensazione - Dilatazioni elevate - Pericolo di rottura - Le tensioni assiali superano il limite di snervamento del materiale - Non sono consentite future estensioni della rete Posa a caldo 4) Pretensionamento termico 5) Compensatori monouso - Tensione assiale limitata -Nessun limite sulle lunghezze di posa - Dilatazioni limitate - Non devono essere installati elementi di compensazione - Tranne la zona del compensatore lo scavo può essere subito ricoperto - Lo scavo deve rimanere aperto fino all ultimazione del pretensionamento - A seconda della tipologia di pretensionamento deve essere disponibile acqua calda o apposite apparecchiature elettriche - Il numero dei compensatori varia in base alla temperatura massima -I bracci di compensazione presentano dimensioni ridotte - La sezione di scavo attorno ai compensatori deve rimanere aperta fino all ultimazione del pretensionamento 12 / 3

5 12.1 Sistemi Bonded Tubo Singolo Lunghezze di installazione L max - Tubo singolo Dimensioni tubo di servizio Diametro nominale in Ø Esterno d a in mm Spessore acciaio in mm Diametro esterno del tubo di rivestimento D a in mm L max Copertura misurata dall estradosso superiore della tubazione preisolata al terreno Ü H = Altezza copertura = 0,80 m Ü H = Altezza copertura = 1,20 m Ü H = Altezza copertura = 1,60 m Classe isolamento Classe isolamento Classe isolamento Classe isolamento DN Pollici Standard Rinforzato Rinforzato x 2 Standard Rinforzato Rinforzato x 2 Standard Rinforzato Rinforzato x 2 Standard Rinforzato Rinforzato x 2 20 ¾ 26,9 2, ,7 3, ¼ 42,4 3, ½ 48,3 3, ,3 3, ½ 76,1 3, ,9 3, ,3 3, ,7 3, ,3 4, ,1 4, ,0 5, ,9 5, ,6 5, ,4 6, ,2 6, ,0 6, ,0 7, ,0 8, ,0 8, ,0 10, ,0 11, I valori riportati nella tabella si basano sulle direttive AGFW FW 401 parte 10 e sono validi per terreni con peso specifico di 19 kn/m³, tensione di taglio ammissibile 0,04 N/mm² sulla schiuma PUR, angolo di attrito del terreno pari a 32,5 e tubi di servizio in acciaio P235GH (saldati o senza saldatura), con dimensioni secondo quanto riportato nei capitoli e La tensione assiale massima consentita è pari a 190 N/mm², la temperatura massima di esercizio è di 130 C e la pressione nominale è di 25 bar. A seconda della temperatura massima e della profondità di posa, una lunghezza di posa 120m può causare una dilatazione assiale >80mm. In questo caso, la dilatazione può determinare uno spessore dei materassini di espansione >120mm. La temperatura all interfaccia tra i materassini di espansione e il rivestimento in PEHD non deve superare il valore massimo di 60 C, secondo AGFW FW 401. Ciò significa che, quando le dilatazioni superano il valore di 80 mm, è necessario inserire un ulteriore elemento di compensazione o provvedere il pretensionamento dei materassini. Ulteriori informazioni sulla progettazione sono a disposizione nella sezione download del sito 12 / 4

6 12.1 Sistemi Bonded Tubo doppio Lunghezze di installazione L max - tubo doppio Dimensioni tubo di servizio Ø Esterno del tubo di L max per altezza di copertura da spigolo superiore, spigolo superiore del tubo rivestimento Ø Spessore pareti di rivestimento allo spigolo superiore del terreno in m D a Allargamento Tipo Esterno secondo in mm [K] Ü H = Altezza copertura = 0,80 m Ü H = Altezza copertura = 1,20 m Ü H = Altezza copertura = 1,60 m d a isoplus Spessore isolamento Spessore isolamento Spessore isolamento Spessore isolamento DN Pollici in mm in mm Standard Rinforzato Standard Rinforzato Standard Rinforzato Standard Rinforzato 20 3/4 26,9 2, ,7 3, ¼ 42,4 3, ½ 48,3 3, ,3 3, ½ 76,1 3, K ,9 3, ,3 3, ,7 3, ,3 4, ,1 4, Tipo Allargamento Ü H = Altezza copertura = 0,80 m Ü H = Altezza copertura = 1,20 m Ü H = Altezza copertura = 1,60 m [K] Spessore isolamento Spessore isolamento Spessore isolamento Stand. Rinforzato Stand. Rinforzato Stand. Rinforzato K Tipo Allargamento Ü H = Altezza copertura = 0,80 m Ü H = Altezza copertura = 1,20 m Ü H = Altezza copertura = 1,60 m [K] Spessore isolamento Spessore isolamento Spessore isolamento Stand. Rinforzato Stand. Rinforzato Stand. Rinforzato K Tipo Allargamento Ü H = Altezza copertura = 0,80 m Ü H = Altezza copertura = 1,20 m Ü H = Altezza copertura = 1,60 m [K] Spessore isolamento Spessore isolamento Spessore isolamento Stand. Rinforzato Stand. Rinforzato Stand. Rinforzato K Tipo Allargamento Ü H = Altezza copertura = 0,80 m Ü H = Altezza copertura = 1,20 m Ü H = Altezza copertura = 1,60 m [K] Spessore isolamento Spessore isolamento Spessore isolamento Stand. Rinforzato Stand. Rinforzato Stand. Rinforzato K Nel sistema doppio tubo, sottoposto a sollecitazione termica, i tre componenti (tubo di servizio, schiuma PUR e tubo di rivestimento in PEHD), si dilatano in maniera solidale, in base alla temperatura intermedia tra la temperatura di mandata e di ritorno. La tabella riporta le varie L max ammissibili in base alla profondità di posa e alla differenza di temperatura tra mandata e ritorno [K]. I valori riportati nella tabella si basano sulle direttive AGFW FW 401 parte 10 e sono validi per terreni con peso specifico di 19 kn/m³, tensione di taglio ammissibile 0,04 N/mm² sulla schiuma PUR, angolo di attrito del terreno pari a 32,5 e tubi di servizio in acciaio P235GH (saldati o senza saldatura), con dimensioni secondo quanto riportato nei capitoli e La tensione assiale massima consentita è pari a 190 N/mm², la temperatura massima di esercizio è di 130 C e la pressione nominale è di 25 bar. Ulteriori informazioni sulla progettazione sono a disposizione nella sezione download del sito 12 / 5

7 Lunghezze di installazione L max - tubazioni flessibili Come per i sistemi rigidi, anche per le tubazioni flessibili sono richieste conoscenze e competenze specifiche. Vengono di seguito illustrate le principali metodologie di posa utilizzate per le tubazioni flessibili isoplus. Tubo flessibile isoflex isocu Tipo v Dimensione 20x2,0/75 28x2,0/75 28x2,0/90 2 (28x2,0)/110 22x1,0/65 28x1,2/75 2 (22x1,0)/90 2 (28x1,2)/90 K ,40 m ,60 m ,80 m ,00 m Copertura [Ü H ] [K]= differenza di temperatura tra mandata e ritorno. Con temperature <60 C nessuna limitazione della lunghezza di installazione isocu. Con temperature <85 C nessuna limitazione della lunghezze di installazione isoflex. I valori riportati nella tabella sono validi per terreni con peso specifico di 19 kn/m³ ed angolo di attrito del terreno pari a 32,5. Parametri che differiscono da questi determinano valori diversi che, in caso di necessità, devono essere verificati ed approvati dai progettisti isoplus. Per la classe stradale SLW 60 (33,3 kn/m² carico per superficie; 100 kn carico sulla ruota) è sufficiente una copertura minima di 0,40 m per tutti i tubi flessibili isoplus. Isoflex: tensione assiale ammissibile [ zull] = 150 N/mm² Isocu: tensione assiale ammissibile[ zul] = 110 N/mm² Nel caso in cui le lunghezze di installazione superino le lunghezze ammissibili L max, è necessario provvedere a compensare il sistema preisolato mediante pretensionamento termico oppure utilizzando una delle tecniche di posa di seguito descritte. I movimenti di dilatazione che si manifestano devono essere compensati con materassini elastici o con di bracci di dimensioni idonee per l assorbimento degli spostamenti Applicazione tubi isoflex e isocu Tecnica mediante inserimento I tubi flessibili vengono posati da edificio ad edificio collegando direttamente le varie sottostazioni. E necessario considerare la lunghezza ammissibile L max. All ingresso e all uscita dagli edifici occorre inserire un elemento per l assorbimento delle dilatazioni [DS] di almeno 1,00 m o rispettare il corrispondente raggio di curvatura minimo [r]. 12 / 6

8 Compensazione curva a U Nel caso di lunghezze di installazione maggiori rispetto alla lunghezza ammissibile L max può essere utilizzato il sistema di compensazione con curva a U. Tra due curve ad U è necessario rispettare la lunghezza ammissibile L max. Sono inoltre da rispettare le dimensioni [a] e [b] delle curve che devono avere una misura almeno doppia rispetto al raggio minimo di curvatura. Tecnica a onde Sempre nel caso in cui venga superata la lunghezza di installazione L max, è possibile installare i tubi flessibili mediante uno specifico sistema ad onde. Questo sistema consiste nel posare la linea sfruttando la flessibilità propria delle tubazioni per creare delle onde con una misura trasversale [q] di almeno 2,00 m. All ingresso e all uscita dagli edifici si inserisce un elemento per l assorbimento delle dilatazioni [DS] di almeno 1,00 m, oppure si rispetta il corrispondente raggio di curvatura minimo [r]. Non è possibile con questa metodologia di posa realizzare future diramazioni. Stacchi Gli stacchi dai tubi isoflex e isocu vengono di norma realizzati tramite l utilizzo di derivazioni a 45 o a 90. E possibile prefabbricare in stabilimento qualsiasi tipo di derivazione, così come riportato nei capitoli 2.2 e 2.3. La derivazione viene realizzata, a seconda delle richieste, in isoflex o isocu, in modo che non sia necessario l utilizzo di alcun tipo di riduzione e/o adattatore per il proseguimento dello stacco. Albero Derivazione a 45 Derivazione a / 7

9 Impiego di isopex Passaggio dal sistema bonded al sistema Isopex Prima di collegare isopex ad un sistema rigido come il sistema bonded, soggetto a dilatazioni e spostamenti sia assiali che trasversali, è necessario inserire un elemento di compensazione. Questo significa che prima del passaggio da un sistema all altro è necessario provvedere all inserimento di sistemi di compensazione quali curve a L, Z o U, oppure prevedere l utilizzo di un punto fisso (FP). Curva a L Curva a Z Curva a U Ancoraggio Derivazione a T a 45 Derivazione a 90 PASE = allacciamento a pressione con estremità saldabile HR = tubo a Y Nel caso in cui il sistema Isopex venga installato come derivazione da un sistema rigido bonded, è necessario prevedere un braccio di almeno 2,5 m dello stesso sistema rigido sulla diramazione prima del cambio di sistema per eliminare gli eventuali spostamenti laterali. Su questi bracci di dilatazione si devono installare i materassini di espansione (DP) secondo quanto prescritto dal progetto isoplus. Diramazione isopex In alternativa è possibile realizzare stacchi dai diversi sistemi con varie tipologie di connessione. Nelle seguenti pagine vengono illustrate diverse soluzioni di diramazione isopex (varianti A-D). Nei casi in cui gli stacchi siano realizzati su tubazioni soggette a dilatazione, come ad esempio le tubazioni Isoplus (A-C), è necessario prestare particolare attenzione alla verifica meccanica. Per situazioni diverse da quelle illustrate Vi invitiamo a rivolgervi ai tecnici Isoplus. 12 / 8

10 Esempi Bonded - isopex Variante A KMR All estremità delle derivazioni preisolate in stabilimento (capitoli 2.2 e 2.3), viene saldato un giunto di collegamento acciaio-pex adatto al collegamento dei due sistemi. Per il giunto di collegamento vedere il capitolo 3.6.5, per il montaggio vedere capitolo Raccordo collegamento Il ripristino dell isolamento nella zona di collegamento dei due sistemi avviene tramite un kit giunto di ripristino ridotto secondo quanto riportato sul manuale della progettazione al capitolo 6, Tecnica di collegamento del tubo di rivestimento. I kit giunti ridotti sono necessari nel caso in cui il diametro esterno del tubo di rivestimento bonded sia diverso dal diametro esterno della tubazione isopex. Bonded - isopex Variante B Quando, in una rete già installata ma non ancora in funzione, si presenta l esigenza di installare un nuovo allacciamento, questo può essere realizzato anche tramite il giunto di connessione isopex con un estremità saldabile. Raccordo collegamento Sulla tubazione principale si rimuove l isolamento per una lunghezza di 400 mm eseguendo poi un foro sulla tubazione in acciaio proporzionale al diametro del nuovo stacco da realizzare, in seguito si salda (preferibilmente a 45 ) il raccordo acciaio-pex. Per il giunto di collegamento vedere il capitolo 3.6.5; per il montaggio vedere il capitolo L isolamento in questa zona viene ripristinato tramite semicoppelle in vetroresina, vedere il capitolo 3.6.4, oppure tramite apposito kit di ripristino in PEHD. Per i kit di ripristino in PEHD rispettare le indicazioni riportate sul manuale di progettazione, capitolo 6 - Tecnica di collegamento del tubo di rivestimento. 12 / 9

11 12.2 Sistemi di collegamento flessibili Bonded - isopex Variante C Se, a differenza della variante B, la linea principale già installata si trova in funzione, lo stacco per il nuovo allacciamento può essere realizzato tramite presa in carico sulla quale verrà poi saldato il raccordo acciaiopex. Raccordo collegamento Presa in carico Sulla tubazione principale viene rimosso l isolamento per una lunghezza di 400 mm saldando poi la valvola per la presa in carico, preferibilmente con un angolo di 45. Per le prese in carico vedere il capitolo Una volta terminata l operazione di installazione della presa in carico, secondo quanto indicato nel capitolo , si deve procedere alla saldatura sulla stessa del raccordo acciaio-pex. Per il giunto di collegamento vedere il capitolo 3.6.5, per il montaggio il capitolo L isolamento in questa zona viene ripristinato tramite apposito kit di ripristino in PEHD. Per i kit di ripristino in PEHD rispettare le indicazioni riportate sul manuale di progettazione, capitolo 6 - Tecnica di collegamento del tubo di rivestimento. Essendo presente sulla diramazione una valvola, è necessario valutare attentamente il diametro del kit di ripristino al fine di garantire un adeguato spessore di isolamento. isopex - isopex Variante D Diramazioni all interno di un tracciato isopex vengono realizzate tramite pezzi a T isopex, vedere capitolo 3.6.5, che, se possibile, è da montare con un angolo d uscita a 45. I tubi flessibili vengono tagliati ad angolo retto e viene tolto l isolamento a tutte e tre le estremità per un massimo di 150 mm di lunghezza. Dopo di che il pezzo a T, come è descritto nel capitolo , è da fissare alle estremità del tubo. L isolamento di questa diramazione avviene tramite semicoppelle in vetroresina, vedere capitolo / 10

12 Allacciamento domestico Derivazioni a 45 Con queste derivazioni si possono allacciare utenze tramite le tubazioni isoflex e isocu fino ad una distanza di 9,00 m dalla linea principale. Prima dell ingresso bisogna prevedere un elemento di compensazione composto da 2 curve a 90 le cui dimensioni corrispondono ad almeno il doppio del raggio minimo di curvatura [r] della tubazione utilizzata. In questo modo, non vengono scaricate tensioni e dilatazioni all interno dell utenza. Con le tubazioni isopex e isoclima non ci sono limiti di distanza tra la linea principale e l utenza. Derivazioni a 90 Per gli allacciamenti eseguiti tramite derivazione a 90 è necessario prevedere un braccio di compensazione in corrispondenza dello stacco pari ad almeno il raggio minimo di curvatura [r] della tubazione utilizzata Dallo stacco così eseguito, nel caso di isoflex e isocu, e fino all ingresso in utenza è necessario rispettare la lunghezza ammissibile [L max ] (vedere capitolo ). In caso di lunghezze maggiori bisogna utilizzare uno dei metodi di posa descritti nel capitolo Prima dell ingresso, è necessario prevedere un elemento di compensazione composto da 2 curve a 90 le cui dimensioni siano almeno pari al doppio del raggio minimo di curvatura [r] della tubazione utilizzata. In questo modo, non vengono scaricate tensioni e dilatazioni all interno dell utenza Con le tubazioni isopex e isoclima non ci sono limiti di distanza tra la linea principale e l utenza. Tracciati in pendenza Le tubazioni flessibili sono particolarmente adatte a superare dislivelli (es. pendii) per il collegamento delle utenze. L allacciamento alla linea principale può essere eseguito con derivazioni a 45 o a / 11

13 Allacciamento utenza fuori terra Esterno Con curve bonded In questo caso, vengono utilizzate curve bonded con bracci di 1,00 x 1,00 m oppure 1,00 x 1,50 m. (vedere i capitoli 2.2.7, e 3.6.2). Nel caso si utilizzino tubazioni isopex è necessario installare i giunti acciaio-pex, vedere per i dettagli il capitolo e per il montaggio il capitolo Il ripristino dell isolamento avviene tramite i giunti idonei, secondo quanto riportato sul manuale di progettazione, capitolo 6. Copertura OK Terreno Muro Materiale riempimento Punto Fondamenta Esterno - Con curve bonded In alcune situazioni è possibile utilizzare le curve bonded 1,00 x 1,50 m per l ingresso in utenza (vedere il capitolo 3.6.2). Con questa soluzione viene assicurato che non ci siano giunti di ripristino in corrispondenza della soletta o delle fondamenta. Il ripristino dell isolamento avviene tramite apposito giunto. OK Terreno Muro Soletta Fondamenta Con tubo camicia Con questa tecnica deve essere installato, durante la costruzione dell utenza, un adeguato tubo camicia flessibile. Il diametro del tubo deve essere di almeno 30 mm maggiore rispetto al diametro esterno della tubazione Isoplus da installare. ATTENZIONE: è assolutamente da rispettare il raggio minimo di curvatura [r] della tubazione da utilizzare. Speciale Soluzioni diverse per allacciamenti di utenza devono essere verificate ed approvate dai tecnici Isoplus. OK Terreno Tubo flessibile OK Terreno Tubo flessibile Muro Soletta Tubo conduttore Fondamenta Muro Materiale riempimento Soletta 12 / 12 Fondamenta

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