PROGETTO DEGLI IMPIANTI MECCANICI RELAZIONE DI CALCOLO

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2 PROGETTO DEGLI IMPIANTI MECCANICI RELAZIONE DI CALCOLO 1. IMPIANTO DI RISCALDAMENTO ED ESTRAZIONE ARIA 1.1 DATI DI PROGETTO Il dimensionamento dell impianto di climatizzazione e di estrazione dell aria è stato eseguito secondo le seguenti disposizioni : - norma UNI/TS :2014; - norma UNI/TS : norma UNI/TS : norma UNI norma UNI norma UNI norma UNI norma UNI EN ISO norma UNI EN ISO norma UNI EN ISO norma UNI EN legge n 10 del ; - regolamento di cui al D.P.R. n 412 del e successive modificazioni e integrazioni. Come base di calcolo si fa riferimento ai dati contenuti nella relazione dal titolo fabbisogno termico, ai sensi della legge 10/91 allegata, con la sigla RL, al progetto esecutivo dell impianto di riscaldamento. Nella presente relazione di calcolo sono riportati i dati di dimensionamento della rete principale di distribuzione del fluido termovettore (punto 1.3) e delle condotte aerauliche (punto 1.4). Al punto 4.1 sempre della presente relazione di calcolo sono riportati i dati di dimensionamento dell impianto idrico antincendio. N.B. Alcuni elementi, descrizioni e calcoli presenti nella presente relazione si riferiscono ad impianti ed apparecchiature già eseguiti e installate perché afferenti al 1 stralcio dei lavori. 1

3 Di seguito vengono riportati i dati presi come base di calcolo per il dimensionamento dell impianto di riscaldamento. Gradi giorno Zona climatica D Temperatura esterna: - 3 C Temperature interne: - aule : C - corridoi, : C - servizi igienici : C - altri locali : C Ricambio aria (D.M ) - aule : 2,5 V. amb/h - corridoi : 1,5 V. amb/h - servizi igienici : 2,5 V. amb/h (per aspirazione) Temperatura max fluido termovettore impianto a pavimento - temperatura max mandata 45 C - temperatura max ritorno 35 C Velocità massima dell acqua nelle tubazioni Tubazioni in acciaio - fino a 1/2 0,50 m/s; - fino a 1 0,70 m/s; - fino a 2 1,10 m/s; - fino a DN 100 1,50 m/s; - fino a DN 200 2,00 m/s; - fino a DN 300 2,40 m/s; - oltre DN 300 2,50 2,80 m/s; Tubazioni in rame Non superiore a 1,00 m/s. Dimensionamento bocchette di aspirazione dei servizi La scelta è fatta tenendo conto dei seguenti elementi (per quanto applicabili): - portata d'aria - velocità terminale - velocità di aspirazione valvole - altezza di montaggio 2

4 - volume da coprire - livello di rumorosità 1.2 IMPIANTO DI RISCALDAMENTO L impianto previsto per il riscaldamento di tutti i locali, compreso i servizi igienici, è del tipo a pavimento radiante dimensionato per bilanciare sia le dispersioni per trasmissione che il calore per il rinnovo dell aria (calore di ventilazione). Gli impianti a pavimento, per merito della loro elevata superficie di scambio, funzionano utilizzando fluidi termovettori a bassa temperatura (35/45 C) prodotti da caldaie a condensazione o da pompe di calore condensate ad aria. L utilizzo di fluidi a bassa temperatura aumenta l efficienza energetica dell impianto di riscaldamento per i seguenti motivi: - minor perdita di calore nelle tubazioni di distribuzione rispetto ai sistemi di riscaldamento tradizionali; - alto rendimento delle caldaie a condensazione; - ottimale rendimento delle pompe di calore che, nelle condizioni di funzionamento previste, presentano un COP = 3,5. La scelta progettuale, adottata per il riscaldamento, garantisce, oltre che il risparmio o energetico, anche la regolazione indipendente della temperatura nelle aule, prevedendone un utilizzo non contemporaneo, o comunque, a diverso carico dovuto anche al differente orientamento delle zone in cui è strutturato l edificio. I collettori da cui partono i circuiti per il riscaldamento a pavimento delle menzionate aule sono dotati di valvole servocomandate che consentono la regolazione indipendente della temperatura ambiente. La preparazione del fluido termovettore è ottenuta mediante l utilizzo di: - n 2 caldaie che producono, acqua di riscaldamento alla temperatura max di 85 C. - n 1 pompa di calore raffreddata ad aria, non prevista nell appalto, per la produzione di acqua calda per il riscaldamento con priorità di funzionamento sulle caldaie. Le reti principali di adduzione dell acqua calda ai collettori del pavimento radiante del 1 stralcio, indicate nel progetto esecutivo allegato con le sigle R1 e R2, sono realizzate con tubazioni in acciaio nero isolate termicamente con guaine in elastomero sintetico estruso di spessore conforme alle prescrizioni di cui al D.P.R. 412/93 e successive modificazioni e integrazioni. I percorsi delle suddette n.2 reti, come risulta negli elaborati grafici, si sviluppano a soffitto del livello -1 da cui si dipartono: circuito R1 = colonne montanti per il livello 0 e predisposizione per l alimentazione dei collettori del livello +1 di futura installazione; circuito R2 = colonne discendente per l alimentazione di n 3 collettori previsti per il riscaldamento del livello -1 3

5 Le reti dei circuiti R1 e R2 e le tubazioni in centrale termica sono opportunamente staffate e provviste di rulli di scorrimento per consentire le dilatazioni. Per il dimensionamento delle tubazioni per l alimentazione del pavimento radiante si sono considerati tutti i collettori dell edificio, anche quelli già installati in occasione del primo stralcio dei lavori. Per una migliore comprensione dei calcoli si rimanda agli elaborati grafici dell impianto esecutivo 2 stralcio allegati. Gli impianti a pavimento, per merito della loro elevata superficie di scambio, funzionano utilizzando fluidi termovettori a bassa temperatura. Le temperature dell acqua prese come base per il calcolo delle perdite di carico delle reti di distribuzione del fluido termovettore ai collettori sono: Temp. max mandata 45 C Temp. max ritorno 35 C Nella tabella A è riportato il calcolo del diametro delle tubazioni che alimentino i collettori. (35/45 C) prodotti da caldaie a condensazione o da pompe di calore condensate ad aria. TABELLA A CALCOLO TUBAZIONI ALIMENTAZIONE COLLETTORI IMPIANTO A PAVIMENTO RADIANTE * * (per quanto riguarda il calcolo delle tubazioni e dei relativi tratti e nodi, si fa riferimento allo schema funzionale allegato al progetto esecutivo di 1 stralcio) Tratto (nodi) Potenza (W) Portata (Kg/h) DN Tubo Tipo Tubo Velocita' (m/s) Lungh. (m) Dp dis.+ Dp acc. (dapa) Dp TOT (dapa) C ACCIAIO 0, ACCIAIO 0, C ACCIAIO 0, ACCIAIO 0, ACCIAIO 0, C ACCIAIO 0, C ACCIAIO 0, ACCIAIO 0, ACCIAIO 0,60 2, C ACCIAIO 0, ACCIAIO 0,44 2, , ACCIAIO 0, C ACCIAIO 0, ACCIAIO 0,66 2, ,5 8 - P ACCIAIO 0, TOTALE 2057 Legenda: Dp dis. = perdite di carico distribuite Dp acc. = perdite di carico accidentali 1daPa = 1 deca Pascal = 1mm.c.a = 0,1 mbar 4

6 1.3 IMPIANTO DI RICAMBIO ARIA I lavori da eseguire nel presente 2 stralcio consistono nell allaccio al canale montante esistente della valvola di ventilazione del servizio igienico. Al ventilatore di estrazione aria (VE1) installato sulla copertura della scuola in occasione del primo stralcio dei lavori, è affidata l estrazione dell aria dai servizi igienici garantendo in tutti i locali, ove sono installate le valvole di aspirazione, la corretta ventilazione mantenendo i servizi in leggera depressione rispetto ai connettivi per evitare il diffondersi di odori e particelle inquinanti (virus, batteri, ecc.). L estrazione dell aria nei suddetti servizi è assicurata da bocchette di ventilazione installate su canali realizzati in lamiera zincata. Detti canali sono installati a controsoffitto con percorsi indicati negli elaborati grafici del progetto esecutivo allegato. La disposizione dei terminali (valvole V1 ) per l estrazione dell aria, è stata studiata in modo da evitare, nelle zone occupate dalle persone, correnti fastidiose e comunque per mantenere i valori della velocità dell aria sempre inferiore a 15 cm/sec. Ove necessario sono installate opportune griglie di transito che assicurano il passaggio dell aria fra gli ambienti non serviti direttamente da impianto di estrazione. Nella tabella B è riportato il calcolo delle dimensioni dei canali per la ripresa dell aria per l intera rete di estrazione comprendente anche quanto realizzato in occasione del primo stralcio dei lavori. TABELLA B CALCOLO CANALI RIPRESA ARIA* * (per quanto riguarda il calcolo dei canali e dei relativi tratti e nodi, si fa riferimento allo schema funzionale allegato al progetto esecutivo di 1 stralcio) CALCOLO CONDOTTE DI ESTRAZIONE ARIA DAI SERVIZI Tratto (nodi) Portata (mc/h) Dimensione (mm) Tipo Tubo Lungh. (m) Dp dis. (dapa) Dp TOT (dapa) ES x150 ACC. RETT 6 0,05 0,3 1 2 (V1) x150 ACC. RETT 11 0,05 0, (V1) x150 ACC. RETT 8,5 0,05 0, x150 ACC. RETT 7,5 0,05 0, (V2) x150 ACC. RETT 3,5 0,05 0, (V2) x150 ACC. RETT 3 0,05 0,15 TOTALE 1,97 Legenda: Dp dis. = perdite di carico distribuite Dp acc. = perdite di carico accidentali 1daPa = 1 deca Pascal = 1mm.c.a = 0,1 mbar 1.4 IMPIANTO PRODUZIONE E DISTRIBUZIONE ACQUA CALDA SANITARIA 5

7 Al fine di ottemperare all allegato 3 del D.Lgs. 28/2011, che prescrive che il 55% della produzione di acqua calda sanitaria sia ottenuta mediante fonti rinnovabili, in occasione del primo stralcio dei lavori è stato installato, nella centrale termica, un bollitore del tipo ad accumulo della capacità di 750 litri alimentato da n 5 collettori solari termici (per complessivi 11,0 m 2 posti sulla copertura della scuola elementare esistente) e da n 1 modulo del gruppo termico quale fonte energetica integrativa in mancanza dell irraggiamento. Il suddetto produttore di acqua calda sanitaria, dotato di doppio serpentino di scambio, è realizzato in acciaio trattato internamente con rivestimento idoneo per uso igienico alimentare ed è coibentato esternamente per contenere le dispersioni termiche verso l ambiente nei limiti imposti dalle normative sul contenimento dei consumi energetici. CARATTERISTICHE TECNICHE IMPIANTO SOLARE TERMICO Capacità produttore ACS 750 l Superficie collettori solari 11,0 m 2 Superficie scambiatore solare (1) 4,0 m 2 Superficie scambiatore integrazione (2) 1,0 m 2 (1) Lo scambiatore solare, ubicato nella parte bassa del produttore, è collegato all impianto solare termico. (2) Lo scambiatore per la integrazione, ubicato nella parte alta del produttore, è collegato ad un modulo del gruppo termico. L impianto solare termico è dotato di una centralina che gestisce automaticamente la priorità dell utilizzo della energia solare rispetto alla fonte energetica tradizionale (integrazione con gruppo termico alimentato a gas metano). La temperatura di erogazione dell acqua calda alle utenze è controllata tramite una valvola servocomandata che consente anche la disinfezione termica sia del produttore che dell impianto di distribuzione dell acqua calda sanitaria stessa. La rete di distribuzione dell acqua calda è provvista della tubazione di ricircolo dotato della relativa elettropompa, comandata da un termostato di minima, per consentire all acqua non utilizzata dagli erogatori di tornare al produttore in modo di mantenere nella rete costantemente la temperatura di 40 C. Nel secondo stralcio dei lavori è prevista l alimentazione del servizio igienico al livello 1 del nuovo edificio dalla rete già predisposta in occasione del primo stralcio dei lavori. 2. IMPIANTO IDRICO ANTINCENDIO L impianto idrico antincendio è del tipo a naspi UNI 25 alimentato direttamente dall acquedotto (in futuro da riserva idrica e gruppo di spinta, attualmente esclusi dall appalto). La rete di distribuzione principale, realizzata in acciaio zincato tipo Mannesmann UNI 10255:2007, si sviluppa sul soffitto del livello -1 (seminterrato), con una colonna montante per l alimentazione di n 3 naspi ai livelli superiori di cui: n 1 livello -1(già installato nel primo stralcio lavori) n 1 livello 0 (già installato nel primo stralcio lavori) n 1 livello +1(da installarsi nei lavori del secondo stralcio) 6

8 Le tubazioni esterne dal punto di allaccio all acquedotto fino ad entrare nel fabbricato sono in polietilene ad alta densità PN16. Le diramazioni interne per l allaccio dei suddetti naspi, ubicati lungo le vie di esodo, sono realizzate anch esse in acciaio zincato tipo Mannesman s.s. serie UNI 10255:2007. I naspi DN 25 sono del tipo da interno con portello in vetro frangibile corredate di: - manichetta in nylon gommato conforme alle specifiche delle norme UNI 9487:2006 ed UNI EN lunga 20 metri; - lancia erogatrice DN 25 in alluminio anodizzato dotata di intercettazione del getto (chiuso/frazionato/pieno), ugello in ottone e raccordi UNI; - saracinesca per cassetta a naspo in lega di ottone con guarnizioni in gomma, volantino ergonomico, (conforme alle specifiche della norma UNI EN UNI 45 PN 16 bar); - lastra trasparente di protezione di tipo antinfortunistico a rottura prestabilita (conforme alle specifiche norme UNI EN e UNI EN punti 8.1, 9.1 e 9.2). Nella tabella C è riportato il calcolo del diametro delle tubazioni dell impianto idrico antincendio. TABELLA C CALCOLO TUBAZIONI IMPIANTO IDRICO ANTINCENDIO* * (per quanto riguarda il calcolo delle tubazioni e dei relativi tratti e nodi, si fa riferimento allo schema funzionale allegato al progetto esecutivo di 1 stralcio) CALCOLO TUBAZIONI IMPIANTO ANTINCENDIO Tratto (nodi) Portata (l/s) Dimensione Tipo Tubo Lungh. (m) (1) Dp (dapa) Dp TOT (dapa) P - A 4 2" PEAD 6, ,0 A - B 4 2" PEAD 34, ,4 B - C 4 2" ACCIAIO C - D 2 1 1'/2" ACCIAIO 5, ,6 C - I 4 2" ACCIAIO I NASPO01 1 1" ACCIAIO 1, D - E 2 1 1'/2" ACCIAIO 2, E NASPO02 1 1" ACCIAIO 3, E - G 1 1" ACCIAIO 3, G NASPO03 1 1" ACCIAIO 3, (1) La lunghezza equivalente indicata consente il dimensionamento di ogni tratto di tubazione in base alle perdite di carico distribuite e localizzate. Per il calcolo idraulico di ogni tubazione si è seguito il prospetto C.1 della norma UNI 10779:2007 Legenda: Dp = perdite di carico distribuite + perdite di carico localizzate 1daPa = 1 deca Pascal = 1mm.c.a = 0,1 mbar Perdite di carico distribuite Le perdite di carico per attrito nelle tubazioni sono state calcolate mediante la formula di Hazen Williams 7

9 Perdite di carico localizzate Le perdite di carico localizzate dovute ai raccordi, curve, pezzi a T e raccordi a croce, attraverso i quali la direzione di flusso subisce una variazione di flusso di 45 o maggiore a alle valvole di intercettazione e di nonritorno, sono state trasformate in lunghezza di tubazione equivalente come specificato nel prospetto C.1 dell appendice C della norma UNI 10779:2007 ed aggiunte alla lunghezza della tubazione di uguale diametro e natura. Nella determinazione delle perdite di carico localizzate si è tenuto presente che: - quando il flusso attraversa un pezzo a T o un raccordo a croce senza cambio di direzione, le relative perdite di carico possono essere trascurate; - quando il flusso attraversa un pezzo a T o un raccordo a croce in cui, senza cambio di direzione, si ha una riduzione della sezione di passaggio, deve essere presa in considerazione la lunghezza equivalente relativa alla sezione di uscita (la minore) del raccordo medesimo; - quando il flusso subisce un cambio di direzione (curva, pezzo a T o raccordo a croce), deve essere presa in conto la lunghezza equivalente relativa alla sezione di uscita. 8