D.1.03 PROGETTO ESECUTIVO PROGETTO IMPIANTI MECCANICI RELAZIONE DI CALCOLO MECCANICI

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1 COSTRUZIONE DELLA NUOVA MENSA SCOLASTICA A SERVIZIO DELLE SCUOLE MATERNA AQUILONE, ELEMENTARE GIULIO ZANON E MEDIA DON MILANI DI MEJANIGA DI CADONEGHE (PD) PROGETTISTI COMMITTENTE arch. Federico Tasso calle dei calafati Dolo (VE) tel federicotasso.architetto@gmail.com ing. Guido Viel via dei Re Magi, Revine Lago (TV) tel guido.viel@gmail.com ARCHITETTONICO STRUTTURE Committente: Unione dei Comuni del Medio Brenta Viale della Costituzione, Cadoneghe (Pd) Tel Fax P.I./C.F unione@mediobrenta.it - unione@mediobrenta.mailcert.it Responsabile Unico Procedimento arch. Vanni Baldisseri Ufficio LL.PP. - Comune di Cadoneghe (PD) P.zza Insurrezione, Cadoneghe (PD) Tel vbaldisseri@cadoneghenet.it Studio de Zolt Per. Ind. Liviano de Zolt arch. Luana de Zolt Via Guglielmo Marconi, Vigodarzere (Padova) tel fax info@studiodezolt.it Studio Tecnico Zambonin via Rossi, 3/f Rubano (Padova) tel fax IMPIANTI MECCANICI IMPIANTI ELETTRICI FASE: DESCRIZIONE: PROGETTO ESECUTIVO PROGETTO IMPIANTI MECCANICI RELAZIONE DI CALCOLO MECCANICI ENERGO s.r.l. Per. Ind. Denis Zuin Via Guido Rossa, Ponte San Nicolò (PD) tel fax SICUREZZA D.1.03 dott.sa Silvia Cipriano via Monte Gallo Padova ARCHEOLOGIA SCALA --- DATA FEBBRAIO 2014

2 INDICE 1 GENERALITA PREMESSA NORMATIVA DI RIFERIMENTO UNI - IMPIANTI RISCALDAMENTO UNI - SISTEMI DI VENTILAZIONE E CONDIZIONAMENTO UNI - IMPIANTI IDROSANITARI IMPIANTI DI DISTRIBUZIONE DELL ARIA PREMESSA CRITERI E SCELTE DI PROGETTO RELATIVE AGLI AMBIENTI CLIMATIZZATI CLIMATIZZAZIONE ESTIVA ED INVERNALE EDIFICIO SERVIZI IGIENICI PARAMETRI DI PROGETTO DISTRIBUZIONE DELL ARIA GENERALITÀ DIMENSIONAMENTO CANALIZZAZIONI DISPOSITIVI DI IMMISSIONE DELL ARIA DIFFUSORE QUADRATO DI MANDATA DIFFUSORE AD EFFETTO ELICOIDALE DI MANDATA BOCCHETTE DI MANDATA AD ALETTE REGOLABILI GRIGLIE DI ASPIRAZIONE DIMENSIONAMENTO DI ESEMPIO CALCOLO DEI CARICHI TERMICI INDIVIDUAZIONE DELLE PORTATE DI MANDATA E DI ESTRAZIONE SCELTA E DIMENSIONAMENTO DEI DISPOSITIVI DI IMMISSIONE DELL ARIA DISEGNO DEL PERCORSO DELL IMPIANTO DIMENSIONAMENTO DEI CANALI RETI DEI FLUIDI TERMOVETTORI PREMESSA CRITERI GENERALI DI PROGETTO PER LE RETI SECONDARIE Pagina 1 di 28

3 3.3 RETI IDRICO SANITARIE E SCARICHI PREMESSA RETI IDRICO SANITARIE CRITERI GENERALI DI PROGETTO PER LE RETI IDRICO SANITARIE DIMENSIONAMENTO DELLE RETI IDRICO SANITARIE CALCOLO DELLE PORTATE DIMENSIONAMENTO DELLE TUBAZIONI CALCOLO DELLA RETE DI RICIRCOLO DELL ACQUA CALDA CALCOLO DELLA PRESSIONE DI ESERCIZIO DIMENSIONAMENTO RETI DI SCARICO ACQUE REFLUE DIMENSIONAMENTO DELLE RETI DI SCARICO ACQUE REFLUE Pagina 2 di 28

4 1 GENERALITA 1.1 PREMESSA La presente relazione tecnica, fornita a corredo del progetto esecutivo, illustra i criteri e le modalità di calcolo adottati nella progettazione degli impianti meccanici al fine di consentirne un agevole lettura e verificabilità. I calcoli esecutivi sono eseguiti con riferimento alle condizioni d esercizio, alla destinazione specifica e permettono di valutare le quantità di materiali necessarie all esecuzione dell opera. 1.2 NORMATIVA DI RIFERIMENTO Gli impianti, oggetto dell appalto, nel loro complesso e nei singoli elementi, sono stati progettati conformemente alla legislazione e alla normativa vigente al momento dell esecuzione dei lavori stessi e dovranno essere resi esecutivi nel rispetto di tali norme od eventuali successive modificazioni. In particolare si citano i seguenti riferimenti legislativi: D.Lgs 29/12/2006, n Attuazione della direttiva 16/12/2002, n. 91 relativa al rendimento energetico nell'edilizia; Decreto 27/07/ Norma concernente il regolamento d'attuazione della legge 9 gennaio 1991, n. 10 (articolo 4, commi 1 e 2), recante: «norme per l'attuazione del piano energetico nazionale in materia di uso razionale dell'energia, di risparmio energetico e di sviluppo delle fonti rinnovabili di energia»; DM , n Regolamento concernente i materiali e gli oggetti che possono essere utilizzati negli impianti fissi di captazione, trattamento, adduzione e distribuzione delle acque destinate al consumo umano; Ordinanza Presidente Consiglio dei Ministri 02/10/2003, n Modifiche ed integrazioni all'ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n del 20 marzo 2003, recante «Primi elementi in materia di criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona sismica». Pagina 3 di 28

5 D.Lgs 12/6/2003, n Attuazione della direttiva 1999/92/CE (direttiva ATEX) relativa alle prescrizioni minime per il miglioramento dello tutelo della sicurezza della salute dei lavoratori esposti al rischio di atmosfere esplosive; D.M. 18/09/ Approvazione della regola tecnica di prevenzione incendi per la progettazione, la costruzione e l'esercizio delle strutture pubbliche e private. (GU n. 227 del ); DPR , n Regolamento recante norme per la progettazione, l'installazione, l'esercizio e la manutenzione degli impianti termici degli edifici ai fini del contenimento dei consumi di energia, in attuazione dell'art. 4, comma 4, della legge n. 10 (modifiche al DPR 412/93); DPR 24/7/1996, n. 459 (Direttiva Macchine) - Regolamento per l'attuazione delle direttive 89/392/CEE, 91/368/CEE, 93/44/CEE e 93/68/CEE concernenti il riavvicinamento delle legislazioni degli Stati membri relativi alle macchine; DPR , n Regolamento recante norme per la progettazione, l installazione, l esercizio o la manutenzione degli impianti termici degli edifici ai fini del contenimento dei consumi di energia, in attuazione dell art. 4, comma 4, della legge n. 10; D.Lgs 15/8/1991, n Attuazione delle direttive in materiali protezione dei lavoratori contro i rischi derivanti da esposizione ad agenti chimici, fisici e biologici durante il lavoro; LEGGE 9/01/91, n Norme per l attuazione del Piano Energetico Nazionale in materia di uso razionale dell energia, di risparmio energetico e di sviluppo delle fonti rinnovabili di energia; D. Lgs. 29 dicembre 2006 n. 311 Disposizioni correttive ed integrative al decreto 19 agosto 2005 n. 192 recante attuazione della direttiva 2002/91/CE relativa al rendimento energetico nell edilizia. D.Min. 22/01/2008, n Regolamento concernente l attuazione della legge n.248, recante riordino delle disposizioni in materia di attività di installazione degli impianti all interno dell edificio. DM 1/12/75 - Norme di sicurezza per apparecchi contenenti liquidi caldi in pressione (in particolare raccolte R e H ); DPR 22/12/1970, n Regolamento per l'esecuzione della L. 13 luglio 1966, n. 615, recante provvedimenti contro l'inquinamento atmosferico, limitatamente al settore degli impianti termici; Legge , n Provvedimenti contro l inquinamento atmosferico. Pagina 4 di 28

6 DPR 19/03/1956 n Norme generali per l igiene sul lavoro; DPR 7/01/1956 n Norme per la prevenzione degli infortuni sul lavoro nelle costruzioni; Altre riferimenti legislativi cogenti in ambito regionale e statale UNI - IMPIANTI RISCALDAMENTO UNI 10200, Impianti di riscaldamento centralizzato. Ripartizione delle spese di riscaldamento. UNI 10202, Impianti di riscaldamento con corpi scaldanti a convezione naturale. Metodi d equilibratura. UNI 10344, - Riscaldamento degli edifici Calcolo del fabbisogno d energia. UNI 10345, - Riscaldamento e raffrescamento degli edifici Trasmittanza termica dei componenti edilizi finestrati Metodo di calcolo. UNI 10348, - Riscaldamento degli edifici Rendimenti dei sistemi di riscaldamento Metodo di calcolo. UNI 10376, - Isolamento termico degli impianti di riscaldamento e raffrescamento degli edifici. UNI 10379, - Riscaldamento e raffrescamento degli edifici Procedure per l individuazione dei limiti per lo svolgimento delle verifiche per il fabbisogno energetico convenzionalmente normalizzato. UNI 10412, Impianti di riscaldamento ad acqua calda. Prescrizioni di sicurezza. UNI 5364, Impianti di riscaldamento ad acqua calda. Regole per la presentazione dell offerta e per il collaudo. UNI 8061, Impianti di riscaldamento a fluido diatermico a vaso aperto. Progettazione, costruzione ed esercizio. UNI 8061 FA , Foglio di aggiornamento n.1 alla UNI 8061 (dic.1980). Impianti di riscaldamento a fluido diatermico a vaso aperto. Progettazione, costruzione ed esercizio. UNI 8062, Gruppi di termoventilazione. Caratteristiche e metodo di prova. UNI 8156, Valvole di zona ad uso ripartizione spese di riscaldamento. Requisiti e metodi di prova. Pagina 5 di 28

7 UNI 8199, Acustica Collaudo acustico degli impianti di climatizzazione e ventilazione Linee guida contrattuali e modalità di misurazione. UNI 8465, Sistema di ripartizione delle spese di riscaldamento utilizzante valvola di zona e totalizzatore dei tempi d inserzione. UNI 8631, Totalizzatori dei tempi d inserzione. Caratteristiche e prove. UNI 9019, Ripartizione delle spese di riscaldamento basata sulla contabilizzazione di gradi-giorno in impianto a zona. Impiego e prova del totalizzatore di gradi-giorno. UNI , - Disegni tecnici - Rappresentazione delle installazioni, segni grafici per impianti di condizionamento dell aria, riscaldamento, ventilazione, idrosanitari, gas per uso domestico. UNI EN 1151, Pompe Pompe rotodinamiche Pompe di circolazione di potenza assorbita non maggiore di 200 W per impianti di riscaldamento e impianti d acqua calda sanitaria per uso domestico Requisiti, prove, marcatura. UNI EN , Regolazioni per impianti di riscaldamento Dispositivi di regolazione in funzione della temperatura esterna per gli impianti di riscaldamento ad acqua calda. UNI EN 442-3, Radiatori e convettori Valutazione della conformità. UNI EN 834, Ripartitori dei costi di riscaldamento per la determinazione del consumo dei radiatori. Apparecchiature ad alimentazione elettrica. UNI EN 835, Ripartitori dei costi di riscaldamento per la determinazione del consumo dei radiatori Apparecchiature basate sul principio d evaporazione, senza l ausilio d energia elettrica UNI - SISTEMI DI VENTILAZIONE E CONDIZIONAMENTO UNI 10339, Impianti aeraulici al fini di benessere. Generalità, classificazione e requisiti. Regole per la richiesta d offerta, l offerta, l ordine e la fornitura. Pagina 6 di 28

8 UNI 10346, Riscaldamento e raffrescamento degli edifici. Scambi d energia termica tra terreno e edificio. Metodo di calcolo. UNI 10347, Riscaldamento e raffrescamento degli edifici. Energia termica scambiata tra una tubazione e l ambiente circostante. Metodo di calcolo. UNI 10349, Riscaldamento e raffrescamento degli edifici. Dati climatici. UNI , Impianti aeraulici. Condotte. Classificazione, progettazione, dimensionamento e posa in opera. UNI , Impianti aeraulici. Componenti di condotte. Classificazioni, dimensioni e caratteristiche costruttive. UNI 7831, Filtri d aria per particelle, a secco e ad umido. Classificazione e dati per l ordinazione. UNI 7832, Filtri d aria per particelle a media efficienza. Prova in laboratorio e classificazione. UNI 7833, Filtri d aria per particelle ad alta ed altissima efficienza. Prova in laboratorio e classificazione. UNI , Ventilconvettori. Condizioni di prova e caratteristiche. UNI , Ventilconvettori. Metodi di prova. UNI 7940/1 FA , Foglio di aggiornamento n. 1 alla UNI 7940 parte 1 (set. 1979). Ventilconvettori. Condizioni di prova e caratteristiche. UNI 8062, Gruppi di termoventilazione. Caratteristiche e metodo di prova. UNI 8199, Acustica Collaudo acustico degli impianti di climatizzazione e ventilazione - Linee guida contrattuali e modalità di misurazione. UNI 8728, Apparecchi per la diffusione dell aria. Prova di funzionalità. UNI 9953, Recuperatori di calore aria-aria negli impianti di condizionamento dell aria. Definizioni, classificazioni, requisiti e prove. UNI EN 378-1, Impianti di refrigerazione e pompe di calore. Requisiti di sicurezza ed ambientali. Requisiti di base. UNI EN 779, Filtri d aria antipolvere per ventilazione generale. Requisiti, prove, marcatura. Pagina 7 di 28

9 UNI EN 810, Deumidificatori con compressore elettrico Prove prestazionali, marcatura, requisiti di funzionamento e informazioni tecniche. UNI EN 814-1, Condizionatori e pompe di calore con compressore elettrico Raffreddamento - Termini, definizioni e designazione. UNI EN 814-2, Condizionatori e pompe di calore con compressore elettrico Raffreddamento Prove e requisiti per la marcatura. UNI EN 814-3, Condizionatori e pompe di calore con compressore elettrico Raffreddamento Requisiti. UNI EN ISO 11820, Acustica Misurazioni su silenziatori in sito. UNI ENV 12097, Ventilazione negli edifici Rete delle condotte Requisiti relativi ai componenti atti a facilitare la manutenzione delle reti delle condotte. UNI ENV 12102, Condizionatori, pompe di calore e deumidificatori con compressori azionati elettricamente Misurazione del rumore aereo Determinazione del livello di potenza. UNI ENV 328, Scambiatori di calore. Procedure di prova per stabilire le prestazioni delle batterie di raffreddamento dell aria d impianti per la refrigerazione UNI - IMPIANTI IDROSANITARI UNI Edilizia - Impianti di alimentazione e distribuzione d'acqua fredda e calda - Criteri di progettazione, collaudo e gestione. UNI EN Sistemi di scarico funzionanti a gravità all'interno degli edifici - Requisiti generali e prestazioni. UNI EN Sistemi di scarico funzionanti a gravità all interno degli edifici - Impianti per acque reflue, progettazione e calcolo UNI EN Sistemi di scarico funzionanti a gravità all interno degli edifici - Sistemi per l evacuazione delle acque meteoriche, progettazione e calcolo UNI EN Sistemi di scarico funzionanti a gravità all interno degli edifici - Installazione e prove, istruzioni per l esercizio, la manutenzione e l uso. Pagina 8 di 28

10 2 IMPIANTI DI DISTRIBUZIONE DELL ARIA 2.1 PREMESSA Il presente capitolo descrive i criteri e le regole di calcolo adottati nella progettazione esecutiva degli impianti di distribuzione dell aria. Le soluzioni tipiche rappresentate descrivono le scelte e le linee guida adottate. I criteri di progettazione adottati per gli impianti di climatizzazione sono conformi alle normative attualmente in vigore (gennaio 2007). In particolare: - Circolare Ministero dei Lavori Pubblici 22 novembre 1974 n 13011, - UNI EN Linee Guida ISPESL. Per le situazioni non contemplate, si è fatto riferimento a normative in vigore in altri paesi europei (in particolare alla norma tedesca DIN 1946) e alla buona tecnica di progettazione che, in alcuni casi, è più restrittiva delle norme stesse. Pagina 9 di 28

11 2.2 CRITERI E SCELTE DI PROGETTO RELATIVE AGLI AMBIENTI CLIMATIZZATI CLIMATIZZAZIONE ESTIVA ED INVERNALE EDIFICIO Nei locali in genere, ove prevista, la climatizzazione estiva ed invernale sarà costituita da sistema in pompa di calore ad espansione diretta con refrigerante R410A. I terminali, a seconde delle esigenze, saranno del tipo a vista, a parete, a pavimento o canalizzabili da incasso. Inoltre, l'aria primaria sarà immessa nei locali a temperatura neutra (19/20 C) in inverno, ed a temperatura naturale nelle mezze stagioni ed in estate, il tutto tramite sistemi di recupero di calore localizzati nelle zone di installazione dei sistemi di aria primaria. L aria trattata (tutta esterna) sarà esclusivamente quella commisurata alle necessità di ventilazione, e quindi una quantità decisamente piccola rispetto a quella degli altri impianti. L aria arriverà mediante i canali di distribuzione in prossimità ai locali e dopo lo stacco verrà convogliata direttamente nei locali o, se previsto, nei plenum di ripresa delle apparecchiature di climatizzazione, creando così una miscela di aria di ricircolo e aria esterna. I collegamenti alle unità di ventilazione o ai terminali di immissione sarà eseguito con canale flessibile. La lunghezza del tratto flessibile sarà sempre inferiore a cinque volte il diametro, essendo di classe di reazione al fuoco superiore rispetto a zero (come da normativa di prevenzione incendi). La ripresa dell aria sarà essenzialmente eseguita direttamente nei locali trattati, e/o dai servizi igienici. La distribuzione d aria in tal modo sarà praticamente di tipo uniforme e non darà luogo a correnti negli ambienti. Il controllo della temperatura sarà assicurato, per ciascuno degli ambienti interessati, dalle unità di ventilazione, controllate singolarmente dalla rispettiva valvola a solenoide e dal termostato ambiente. Pagina 10 di 28

12 2.2.2 SERVIZI IGIENICI In tutti i servizi igienici è prevista la estrazione continua dell'aria viziata dal locale, in un quantitativo pari ad almeno 8 V/h. Il riscaldamento sarà effettuato mediante l'impianto a radiatori o scaldasalviette. Pagina 11 di 28

13 2.3 PARAMETRI DI PROGETTO Vedi relazione tecnica descrittiva Impianti meccanici. 2.4 DISTRIBUZIONE DELL ARIA GENERALITÀ In generale la distribuzione dell aria sarà realizzata con canali di mandata e ripresa costruiti in acciaio zincato di forma rettangolare. Sarà adottata tale soluzione al fine di ottimizzare lo sfruttamento degli spazi tecnici disponibili nei controsoffitti. Infatti, un canale rettangolare ingombra meno (a parità di sezione utile di passaggio) di uno circolare e consente maggiore flessibilità d installazione DIMENSIONAMENTO CANALIZZAZIONI Per il calcolo dei canali di distribuzione dell'aria si è utilizzato il metodo della perdita di carico (distribuita) unitaria costante. Questo valore è stato generalmente assunto pari a circa 0.6 Pa/m (circa 0.06 mmh2o/m). Scelte le dimensioni del canale, il valore della perdita di carico unitaria è in funzione della portata totale d aria trattata e della massima velocità ammessa. Pertanto, una volta assunto il valore della perdita unitaria e della portata, bisogna confrontare la velocità ottenuta con i valori massimi ammessi nei canali. Per quanto riguarda la massima velocità nei canali sono stati assunti i seguenti valori: Tratto canalizzazione Velocità massima [m/s] Collettori in centrale 10 Colonne montanti 8 Diramazioni principali 7 Diramazioni secondarie 5 Diramazioni terminali 3 Pagina 12 di 28

14 Si fa notare che, con una tale scelta delle velocità, si realizza nel canale un recupero di pressione statica dovuto alla differenza di velocità fra il tratto iniziale e quello finale. 2.5 DISPOSITIVI DI IMMISSIONE DELL ARIA Allo scopo di standardizzare le scelte dei dispositivi di immissione dell aria, è stato effettuato un pre-dimensionamento di tali componenti, tenendo conto dei limiti relativi alla velocità dell aria e dei livelli di rumorosità ambientali previsti (par. 2). Tale pre-dimensionamento, ha permesso di associare ad ogni taglia del dispositivo, un campo di portate d aria per una facile guida alla scelta del dispositivo stesso. I risultati di questo pre-dimensionamento, per i dispositivi principali, sono riportati nelle tabelle seguenti DIFFUSORE QUADRATO DI MANDATA Taglia [mm x mm] Campo portate aria [m 3 /h] Dp [Pa] Taratura LwA [db(a)] 295x295 Fino a x 1,2 <30 370x x 1,2 <30 445x x 1,2 <30 595x x 1,2 < DIFFUSORE AD EFFETTO ELICOIDALE DI MANDATA Taglia [mm] Campo portate aria [m 3 /h] Dp [Pa] Taratura LwA [db(a)] 300 Fino a x 1,2 < x 1,2 < x 1,2 < x 1,2 < BOCCHETTE DI MANDATA AD ALETTE REGOLABILI Taglia Campo portate aria LwA Base [mm] Altezza [mm] [m 3 /h] [db(a)] < < <30 Pagina 13 di 28

15 < < < < < < < < < < < < < < < < < < GRIGLIE DI ASPIRAZIONE Taglia Campo portate aria LwA Base [mm] Altezza [mm] [m 3 /h] [db(a)] < < < < < < < < < < < < <30 Pagina 14 di 28

16 2.6 DIMENSIONAMENTO DI ESEMPIO Il dimensionamento di un impianto di distribuzione dell aria è un processo che avviene a tappe successive cioè in maniera interattiva, per le continue verifiche intermedie tese all ottimizzazione del risultato. Semplificando tale processo, si possono individuare le seguenti tappe fondamentali: - calcolo dei carichi termici relativi ad ogni ambiente - individuazione delle portate di mandata e d estrazione dei singoli ambienti; - scelta e dimensionamento dei dispositivi d immissione dell aria; - disegno del percorso dell impianto individuando tutti i nodi (curve, derivazioni, ecc.) attribuendo ad ogni tratto la portata; - dimensionamento dei canali CALCOLO DEI CARICHI TERMICI Il calcolo dei carichi termici è stato ottenuto in base al modello di calcolo ASHRAE 1996, implementato su un modello dell ospedale creato con il programma di calcolo EC700. Tale calcolo ha permesso di ottenere, per ogni ambiente, il carico termico massimo sia in regime di funzionamento estivo che invernale. Si rimanda al relativo documento per i dettagli sulle ipotesi ed i risultati di tale calcolo INDIVIDUAZIONE DELLE PORTATE DI MANDATA E DI ESTRAZIONE Nel caso di impianti misti aria-acqua, l aria primaria tutta esterna, è stata individuata considerando quanto segue: - esigenze di rinnovo e ventilazione del locale; SCELTA E DIMENSIONAMENTO DEI DISPOSITIVI DI IMMISSIONE DELL ARIA Nelle caso delle sale mensa, avendo optato per una climatizzazione del tipo con apparecchiature di ricircolo e aria primaria, la scelta ed il dimensionamento dei dispositivi di immissione dell aria, risulta immediata sulla base dei risultati del pre-dimensionamento riportato nel par Pagina 15 di 28

17 2.6.4 DISEGNO DEL PERCORSO DELL IMPIANTO Il percorso dei canali è stato tracciato tenendo sempre presente gli spazi tecnici a disposizione e compatibilmente alle seguenti esigenze: - semplificazione del tracciato, riducendo il più possibile la lunghezza ed il numero di pezzi speciali; - facilità d accesso, per necessità di manutenzione alla rete dei canali ed ai suoi componenti DIMENSIONAMENTO DEI CANALI Le dimensioni dei canali sono state scelte, in prima battuta, tendo conto dei risultati del calcolo del programma. Successivamente, il dimensionamento è stato affinato con un ulteriore programma sempre basato sul metodo della perdita di carico (distribuita) unitaria costante. Il programma prevede la divisione della pressione statica disponibile con la lunghezza complessiva equivalente della canalizzazione. Nel determinare tale lunghezza si prende in esame quella della canalizzazione relativa al distributore più lontano o a quello più sfavorito (a parità di lunghezza quello con più curve). Si determina così la perdita di carico ammissibile per metro lineare di canale; perdita che verrà mantenuta costante per tutto il sistema. Con il valore di questa perdita e quello della portata il programma determina automaticamente la sezione del canale e la velocità dell aria nello stesso. Pagina 16 di 28

18 3 RETI DEI FLUIDI TERMOVETTORI 3.1 PREMESSA Il presente capitolo descrive i criteri e le modalità di calcolo adottati nella progettazione degli impianti di distribuzione dei fluidi termovettori. La rete di distribuzione dei fluidi termovettori si può suddividere in rete primaria (all interno delle centrali tecnologiche) e in rete secondaria (dalle centrali ai terminali). In questo capitolo ci si limiterà al calcolo della sola rete secondaria. 3.2 CRITERI GENERALI DI PROGETTO PER LE RETI SECONDARIE Le reti secondarie dei fluidi termovettori, distribuite a partire dalle centrali tecnologiche collocate normalmente al livello copertura dei diversi edifici, o nel caso dell Albergo A, sia in copertura che al piano terra, sono riportate nella seguente tabella con le relative temperature di mandata/ritorno. Circuito acqua calda Temperatura mandata C Temperatura ritorno C Salto termico C Radiatori Batterie calde UTA Acs Circuito acqua refrigerata Temperatura mandata C Temperatura ritorno C Salto termico C Batterie fredde UTA Dalle centrali, ai vari livelli, tali circuiti saranno dotati di montanti principali diretti all alimentazione delle UTA. Dai montanti principali saranno derivati anche gli eventuali tratti di distribuzione ai piani. Le cui tubazioni saranno distribuite ai vari livelli dell edificio in orizzontale con percorso in controsoffitto fino ai singoli terminali di scambio. Pagina 17 di 28

19 3.3 RETI IDRICO SANITARIE E SCARICHI 3.4 PREMESSA Il presente capitolo descrive i criteri e le regole di calcolo adottate nella progettazione degli impianti idrico sanitarie e scarichi. 3.5 RETI IDRICO SANITARIE CRITERI GENERALI DI PROGETTO PER LE RETI IDRICO SANITARIE La distribuzione d acqua fredda sanitaria è stata realizzata con una rete principale generale, con partenza dal punto di consegna indicato in planimetria. La rete idrico sanitaria calda, sarà realizzata con una singola apparecchiatura destinata ad uso esclusivo. La distribuzione dell acqua calda sanitaria, che prevede anche una rete di ricircolo: - garantirà che l acqua calda sanitaria sia erogata alle utenze a 48 C (± 2 C) ; - conterrà la quantità di acqua fuoriuscente dai rubinetti entro 1,5 litri, prima che l acqua calda venga erogata alle condizioni precedenti come raccomanda la norma UNI La rete di distribuzione sarà alimentata con acqua calda proveniente dal sistema di produzione, localizzati nell antibagno del corpo centrale servizi, con acqua a 45 C circa ed è coibentata con guaina elastomerica negli spessori previsti dalla legge (DPR ), in modo da ridurre la dispersione del calore e contenere il salto termico massimo entro 2 C tra il punto di produzione e l utenza. Da un punto di vista costruttivo, la distribuzione idrica calda/fredda e di ricircolo è realizzata in acciaio zincato giuntato meccanicamente e/o in multistrato. A valle dei rubinetti d'arresto, la distribuzione è invece esclusivamente in tubo multistrato a controsoffitto con staffaggi ogni 0.6 metri max. Pagina 18 di 28

20 3.5.2 DIMENSIONAMENTO DELLE RETI IDRICO SANITARIE Il dimensionamento della rete idrico sanitaria è stato effettuato seguendo per quanto possibile i criteri forniti dalla UNI Edilizia - Impianti di alimentazione e distribuzione d'acqua fredda e calda - Criteri di progettazione, collaudo e gestione CALCOLO DELLE PORTATE Alle utenze sanitarie sono garantite le seguenti portate nominali, pressioni e dimensioni degli attacchi (sia in erogazione fredda che eventualmente calda). Apparecchio Portata acqua Pressione minima Diametro alimentazione l/s kpa in. Lavabi 0,10 50 ½ Bidet 0,10 50 ½ Vasi a cassetta 0,10 50 ½ Vasi passo rapido 1, ¾ Vasi flussometro 1, ¾ Vasca da bagno 0,20 50 ½ Vasca idromassaggio 0, ¾ Doccia 0,15 50 ½ Lavello da cucina 0,20 50 ½ Lavabiancheria 0,10 50 ½ Orinatoio 0,10 50 ½ Vuotatolo a cassetta 0,15 50 ½ Idratino 1 0, Il dimensionamento della rete si effettua nelle condizioni d esercizio più gravose e si basa sul calcolo della portata d acqua massima contemporanea. Per tale calcolo si è preferito ricorrere al diagramma di Figura 1, tratto dalle Norme idrosanitarie italiane a cura della ASSISTAL (Associazione Nazionale Installatori) ed è equivalente (sebbene leggermente più cautelativo) al metodo delle unità di carico della norma UNI Sull asse delle ascisse di questo diagramma è riportata il numero N di apparecchi che non sia dotato di rubinetto a passo rapido od a flussometro o che non sia ad erogazione continua, cioè la somma delle utenze che chiameremo normali. Il diagramma fornisce in ordinata la percentuale di contemporaneità d uso in base a due curve. La curva 1 si riferisce ad edifici ad uso di abitazione con bassa Pagina 19 di 28

21 contemporaneità d uso, la curva 2 si riferisce ad edifici per comunità aventi alta contemporaneità d uso. Figura 1 Curve di contemporaneità. Il diagramma quindi fornisce le percentuali di contemporaneità di esercizio in rapporto al numero N di delle utenze normali servite, cioè la percentuale degli apparecchi contemporaneamente in funzione sul totale degli apparecchi installati. La portata contemporanea d acqua fredda e d acqua calda delle utenze normali è data ovviamente dal prodotto della portata al 100% moltiplicata per la percentuale di contemporaneità. Pagina 20 di 28

22 DIMENSIONAMENTO DELLE TUBAZIONI Una volta calcolato la portata massima contemporanea d acqua fredda e di acqua calda per ogni tratto è possibile calcolare i diametri delle tubazioni corrispondenti ricorrendo al diagramma di Figura 2. La curva 1 di tale diagramma si utilizza quando sono disponibili basse pressioni di rete e si vogliono ottenere basse cadute di pressione; viceversa la curva 2 si utilizza quando sono disponibili pressioni rilevanti in rete e si possono avere cadute di pressione più elevate. Il diagramma fornisce il valore del diametro della tubazione in pollici. Si può allora convertire il diametro in millimetri, più consono alla designazione dei tubi in acciaio inox, tramite la seguente tabella. in pollici in mm ½" 18,0 ¾" 22,0 1" 28,0 1"¼ 35,0 1"½ 42,0 2" 54,0 2"½ 76,1 3" 88,9 4" 108,0 Pagina 21 di 28

23 Figura 2 Diagramma per il calcolo rapido del diametro delle tubazioni. Con tale dimensionamento delle tubazioni la velocità dell acqua nei tubi normalmente rientra nei valori massimi di riferimento riportati nella seguente tabella. Pagina 22 di 28

24 Diametro Tratto Velocità massima Pollici [m/s] ½" 0.7 ¾" 0.9 1" 1.2 1"¼ 1.5 1"½ 1.7 2" 2 2"½ 2.3 3" 2.4 4" 2.5 Oltre 4" 2.5 Per le tubazioni passanti in ambienti occupati, per contenere i problemi di rumore nelle tubazioni, è buona norma non superare la velocità massima di 1,0 m/s CALCOLO DELLA RETE DI RICIRCOLO DELL ACQUA CALDA. Come si è già detto, lo scopo della rete di ricircolo è quella di mantenere l erogazione dell acqua calda costantemente alla temperatura di progetto e di consentire che l erogazione della stessa avvenga prima di una fuoriuscita massima di 1.5 litri. Infatti, l acqua è utilizzata in modo discontinuo e, se non si prevedesse una rete di ricircolo, l acqua stagnerebbe nelle tubazioni e si raffredderebbe eccessivamente. La procedura di calcolo completa per il dimensionamento della rete di ricircolo deve tener conto dei seguenti fattori: perdita di carico della rete; dispersione di calore; eventuali temperature di esercizio differenti. Il calcolo della dispersione di calore può essere reso più agevole facendo alcune ipotesi semplificative. In primo luogo è conveniente assumere un valore fisso per il flusso di calore che passa dal tubo all ambiente sia nell ipotesi di tubo non isolato ed indipendentemente dalle dimensioni del tubo, dalla portata e da tutti gli altri parametri che influenzano questo valore. Come valore di riferimento per flusso termico specifico si è assunto il valore di 12 W/(m 2 C). Pagina 23 di 28

25 È inoltre possibile valutare l effetto dell isolamento termico del tubo (in genere 2 3 cm di materiale con ottime proprietà isolanti secondo le disposizioni di legge) come un abbattimento, in percentuale, della dispersione del tubo non isolato. Una buona approssimazione del reale contributo dell isolante si ottiene valutando l abbattimento pari all 85 %. Infine è molto vantaggioso in termini di semplicità di calcolo, nonché poco influente in termini di risultato finale, ipotizzare che la temperatura dell acqua all interno della tubazione sia costante in tutta la rete e pari a quella in partenza dalla sottocentrale. Con queste ipotesi semplificative il calore disperso nelle tubazioni è: q disperso tubo ( t t ) = S (W) sottocentrale esterno dove: Stubo = superficie esterna del tubo senza isolamento (m 2 ); tsottocentrale = temperatura dell acqua all uscita della sottocentrale ( C); tambiente = temperatura dell ambiente esterno ( C); si è soliti considerare 20 C per i tubi incassati nelle murature e 10 C per i tubi correnti in vista nei cantinati. Assunta la differenza ammessa di temperatura t dell acqua fra la partenza in sottocentrale e l utenza più sfavorita si può determinare la portata di ricircolo con la seguente: G ricircolo q = c disperso H O 2 t (l/s) dove: ch2o = calore specifico dell acqua (ch2o = 4187 J/kgK). Il dimensionano delle tubazioni della rete di ricircolo avviene con i metodi illustrati in precedenza CALCOLO DELLA PRESSIONE DI ESERCIZIO La pressione d esercizio è sempre compresa fra due valori limite: la pressione di esercizio minima e la pressione d esercizio massima. La pressione d esercizio minima è la pressione che assicura a tutte le utenze le portate massime contemporanee di progetto. Si calcola utilizzando la seguente formula: pmin = hmax + putente + pcont.+local. Pagina 24 di 28

26 dove: hmax = pressione corrispondente alla differenza di quota tra l utenza situata nel punto più alto e l alimentazione; putente = pressione minima da garantire all utenza; pcont.+local.= caduta di pressione nella rete, dovuta alle perdite di carico sia continue che accidentali (in corrispondenza dell erogazione della portata massima contemporanea). La pressione d esercizio massima è il valore massimo della pressione per evitare di danneggiare le rubinetterie. Si calcola utilizzando la seguente formula: pmax = hmin + prub. dove: hmin = pressione corrispondente alla differenza di quota tra l utenza più vicina all alimentazione e l alimentazione stessa; prub. = pressione massima ammissibile nei rubinetti ( kpa). Il valore della pressione di esercizio massima è in genere il valore delle pressione a monte dell utenza situata alla quota geometrica più bassa DIMENSIONAMENTO Per il calcolo della portata d acqua contemporanea si è utilizzata in genere la curva 2 del diagramma di Figura 1, essendo gli edifici prevalenti destinati ad ristorativa ecc., cioè strutture con una notevole contemporaneità d uso. Per il dimensionamento delle tubazioni si è fatto riferimento, in via cautelativa, alla curva 1 del diagramma di Figura 2. Così operando si è effettuato un dimensionamento in favore di sicurezza, in particolare per la rete d acqua calda. Si noti che per i diametri non si è scesi in genere al di sotto dei 18 mm (equivalenti a ½ per le tubazioni); tale valore viene assegnato (senza procedere a particolari calcoli) a tutte le tubazioni che costituiscono diramazioni interne a servizio di una sola utenza. Per il dimensionamento della rete di ricircolo, nel calcolo del flusso termico disperso dalla rete è stato comunque considerato un coefficiente di sicurezza in modo da tener conto degli eventuali difetti di isolamento della tubazione che poi inevitabilmente ci sono. La differenza di temperatura t dell acqua fra la partenza e l utenza più sfavorita è stata assunta pari a 2 C. Pagina 25 di 28

27 3.6 RETI DI SCARICO ACQUE REFLUE Da un punto di vista morfologico, la rete è costituita da colonne di scarico in materiale plastico e ventilate in testa o con ventilazione secondaria, a cui pervengono le diramazioni di scarico. Le colonne sono convogliate nel pozzetto dal collettore di scarico a livello quota 0, DIMENSIONAMENTO DELLE RETI DI SCARICO ACQUE REFLUE Il dimensionamento è stato eseguito in accordo alla norma UNI EN :2001 (Sistemi di scarico funzionanti a gravità all'interno degli edifici - Impianti per acque reflue, progettazione e calcolo). Tuttavia, dato il tipo di fabbricato in cui verranno realizzati gli impianti, i valori determinati con la norma citata sono stati opportunamente incrementati per tener conto di situazioni impreviste, come ad esempio, asciugamani o altro materiale che viene inserito accidentalmente negli impianti. Per tale motivo e per non avere un numero eccessivo di diametri di tubazioni, normalmente non si è scesi al di sotto del DN 50. Con riferimento al Sistema II della norma UNI EN :2001 (Sistema di scarico con colonna di scarico unica e diramazioni di scarico di piccolo diametro), la rete di scarico è in grado di garantire lo smaltimento alle utenze sanitarie le seguenti portate espresse come Unità di Scarico [DU]: Apparecchio Unità di scarico [DU] [l/s] Diametro Scarico [DN] Lavabo, bidè Doccia senza tappo Doccia con tappo Orinatoio con cassetta Orinatoio con valvola di cacciata Orinatoio a parete 0.2* 50 Vasca da bagno Lavello da cucina Lavapadelle Lavatrice, carico max. 6 kg Lavatrice, carico max. 12 kg Pagina 26 di 28

28 WC, capacità cassetta 6,0 l WC, capacità cassetta 9,0 l Vuotatolo a cassetta Pozzetto (piletta) a terra DN Pozzetto (piletta) a terra DN Pozzetto (piletta) a terra DN * Per persona. Il valore della portata d acque reflue Qww prevista per l impianto di scarico, in parte e nell intero sistema, è calcolata con: dove: Q ww = K DU Qww è la portata acque reflue (l/s); K è il coefficiente di frequenza (assunto generalmente pari a 0.5); ΣDU è la somma delle unità di scarico Il diametro delle diramazioni di scarico garantiscono l allaccio di un numero massimo di utenze, in modo da rispettare la portata massima (determinata come valore maggiore, tra portata di acque reflue Qww e la portata dell apparecchio con l unità di scarico più grande) in funzione del diametro della tubazione, come precisato nella seguente tabella: Tubazione Diametro nominale [DN] Portata massima [l/s] Pagina 27 di 28

29 La capacità dei collettori di scarico è invece calcolata tramite la relazione di Colebrook White riportata nella seguente tabella (con pendenza minima 0.5 %, grado di riempimento 70%): Tubazione Diametro nominale [DN] Portata massima [l/s] Pagina 28 di 28