Non sempre la gravità è una buona idea

Non sempre la gravità è una buona idea di Ralf Schomäcker, Product Manager Spostare enormi quantità di terreno. Posizionare i tubi di scarico e spostare i condotti fognari. Spaccare pavimenti di cemento per aprire dei passaggi. Il tradizionale drenaggio a gravità delle acque reflue può risultare molto costoso, soggetto al ristagno delle acque e di difficile realizzazione soprattutto in caso di ristrutturazione degli edifici. Una stazione di sollevamento come Multilift di Grundfos è una soluzione estremamente flessibile per i problemi derivanti dalla gestione delle acque reflue sia in edifici nuovi sia in edifici ristrutturati o destinati a nuovi utilizzi. Di facile installazione e manutenzione, la stazione di sollevamento vi regalerà anni e anni di funzionamento libero da problemi - oltre a fornire protezione dal ristagno dell acqua. Nuova soluzione: Una stazione di sollevamento Multilift viene installata all interno dell edificio per la raccolta e lo scarico delle acque reflue generate a livello sotterraneo e come protezione contro il ristagno delle acque. La tubazione a pressione dovrebbe curvare al di sopra del livello massimo di ristagno, che corrisponde di solito al livello del suolo. Con questa soluzione, sicura al 100%, l edificio non dovrà più essere evacuato in caso di allagamenti, poiché la Multilift continuerà a pompare le acque reflue nella rete fognaria allagata. Le acque reflue generate sopra il livello del suolo (livello massimo di ristagno) sono condotte per gravità direttamente alla rete fognaria, come mostrato nell illustrazione sotto. Questa volta, in Articoli tecnici, ci occuperemo dei vantaggi delle stazioni di sollevamento, mostrando come impianti fognari di tipo pressurizzato possono essere combinati con impianti a gravità degli edifici commerciali e fornendo suggerimenti sul dimensionamento corretto. La sfida: Scaricare le acque reflue da uno o più piani interrati di un edificio in una rete fognaria gravitazionale. Soluzione tradizionale: Installazione di un pozzetto profondo all esterno dell edificio o di tubazioni a gravità non accessibili sotto il pavimento in cemento del piano interrato. Sono quindi necessari importanti lavori di scavo in connessione alla posa di tubazioni al di sotto e attorno all edificio. Tradizionale soluzione con impianto a gravità con condotti fognari prodondi. Soluzione in cui una stazione di sollevamento scarica le acque reflue nella tubazione fognaria gravitazionale dell impianto sanitario al di sopra del livello del suolo. La stazione di sollevamento può essere installata sia al più basso livello interrato sia al di sotto di esso. Le stazioni di sollevamento come la Multilift di Grundfos offrono vantaggi significativi per diversi tipi di edifici sia che si tratti di nuove costruzioni che di ristrutturazioni permettendo di tagliare i costi grazie alla loro semplicità di installazione. Prendiamo, ad esempio, in considerazione un negozio che viene convertito in un ristorante con servizi sanitari nel seminterrato. Qui, una stazione di sollevamento raccoglierà le acque reflue provenienti da tutti i nuovi sanitari sotto il livello del suolo e le scaricherà nella tubatura a gravità già esistente sotto il soffitto del seminterrato. Questa soluzione evita i costi di un intervento di rottura del soffitto in cemento del seminterrato o dello scavo di un pozzo all esterno

dell edificio per l installazione di nuovi tubi di scarico. Stazioni di sollevamento Le dimensioni del serbatoio e le prestazioni della pompa delle stazioni di sollevamento come la Multilift di Grundfos possono essere adattate ad ogni tipo di edificio possibile. Progettate per essere utilizzate all interno degli edifici, vengono consegnate completamente preassemblate con un quadro elettrico collegato che facilita significativamente l installazione. Posizionate l unità, collegate i tubi di ingresso e di uscita, montate quadro elettrico alla parete l installazione è completa. Tabella 2: Unità di scarico (DU) Unità sanitaria IMPIANTO I Impianto II Impianto III Impianto IV DU DU DU DU I/s I/s I/s I/s Lavabo, bidet 0,5 0,3 0,3 0,3 Doccia senza tappo 0,6 0,4 0,4 0,4 Doccia con tappo 0,8 0,5 1,3 0,5 Orinatoio singolo con cassetta 0,8 0,5 0,4 0,5 Orinatoio con valvola di cacciata 0,5 0,3-0,3 Orinatoio largo a parete 0,2* 0,2* 0,2* 0,2* Vasca da bagno 0,8 0,6 1,3 0,5 Lavello da cucina 0,8 0,6 1,3 0,5 Lavastoviglie (domestica) 0,8 0,6 0,2 0,5 Lavatrice, carico max. 6 kg 0,8 0,6 0,6 0,5 Lavatrice, carico max. 12 kg 1,5 1,2 1,2 1,0 WC, capacità cassetta 4,0 L ** 1,8 ** ** WC, capacità cassetta 6,0 L 2,0 1,8 1,2 a 1,7*** 2,0 WC, capacità cassetta 7,5 L 2,0 1,8 1,4 a 1,8*** 2,5 WC, capacità cassetta 9,0 L 2,5 2,0 1,6 a 2,0*** 2,5 Scolo a pavimento DN 50 0,8 0,9-0,6 Scolo a pavimento DN 70 1,5 0,9-1,0 Scolo a pavimento DN 100 2,0 1,2-1,3 * Per persona ** Non ammesso *** A seconda del tipo (valido unicamente per WC con cassetta di lavaggio con sifone) - Non utilizzato o dati mancanti Nota: I valori indicati in tabella sono forniti solo a scopo di calcolo e non sono legati ai tassi di scarico degli apparecchi sanitari citati negli standard dei prodotti.

Il funzionamento della stazione di sollevamento è del tutto automatico; si avvia non appena le acque reflue raggiungono, nel serbatoio, un livello predeterminato. In un unità a pompa doppia consigliata per tutte le applicazioni in edifici commerciali il quadro elettrico assicura un funzionamento alternato, in modo tale che le acque reflue vengano scaricate in modo affidabile anche se una delle due pompe ha bisogno di manutenzione. Le stazioni di sollevamento Multilift e tutti i collegamenti delle stazioni sono completamente stagni all acqua e alla pressione onde evitare perdite. I robusti serbatoi sono realizzati da un unico pezzo di polietilene resistente alle acque reflue; un tubo di sfiato si inserisce nell impianto di drenaggio dell edificio rendendo il sistema completamente inodore. Una volta installata, una stazione di sollevamento come la Multilift garantisce anni e anni di funzionamento libero da problemi. Con il lancio programmato a fine 2011, la prossima generazione di stazioni di sollevamento Multilift vi offrirà una serie di nuove funzioni che ne aumenteranno ulteriormente l affidabilità e renderanno l installazione, il service e la manutenzione ancora più semplice. E con dimensioni del serbatoio da 44 l a 1350 l e una gamma di potenza da 1,5 kw a 2x10 kw, la serie Multilift potrà drenare qualsiasi tipo di edificio, dalla casa monofamiliare al grande edificio commerciale. Dimensionamento della Multilift Quando si dimensiona una stazione di sollevamento, è necessario determinare la portata delle acque reflue, le dimensioni del condotto a pressione ed il punto di lavoro. Di seguito, vi spiegheremo passo dopo passo come calcolarli. Il primo passo è la determinazione del volume delle acque reflue che dovrà essere drenato dalla stazione di sollevamento. La norma internazionale EN12056-2 mette a disposizione una tabella ed una formula che aiuta a calcolare il volume della acque reflue generate in un edificio dai sanitari collegati. Lo scarico delle acque reflue non è costante ma varia nel corso della giornata. Ricordate che l impianto di smaltimento delle acque reflue deve essere progettatto per poter affrontare i flussi di picco. I valori nella tabella EN 12056-2 prendono in esame anche i flussi di picco. Aggiungete i volumi di tutte le unità di scarico (DU, discharge unit) nella tabella 2. Il risultato finale va nella Portata acque reflue 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 % Q 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Ora formula qui sotto: Il fattore di contemporaneità K può essere determinato consultando la tabella qui sotto: Qww = K DU Qww = Portata delle acque reflue (I/S) K = Fattori di contemporaneità ΣDU = Somma delle Unità di scarico (DU) Il fattore di contemporaneità ed il volume calcolato delle acque reflue vengono utilizzati per determinare la portata Qww che arriva nella stazione di sollevamento e che deve essere scaricata. Tabella 3: Fattori di frequenza (K) tipici Utilizzo degli apparecchi/unità Uso intermittente, ad es. in abitazioni, pensioni, uffici 0,5 Uso frequente, ad es. in ospedali, scuole, ristoranti, alberghi 0,7 Uso molto frequente, ad es. in bagni e/o docce aperti al pubblico 1, 0 Uso speciale, ad es. laboratori 1,2 Il passo 2 consiste nel dimensionare la prevalenza necessaria. Ciò richiede la conoscenza di lunghezza, altezza e dimensioni delle tubazioni. L immagine mostra la correlazione: È necessario considerare solo le parti della tubazione di k t

scarico in cui le acque reflue non scorrono per gravità. Osservate anche che le perdite di carico si riducono di 2/3 con ogni singolo incremento del diametro del 10,0 m H 2 3 1 H tot H H geo v H p Hgeo = 4,0 m la portata calcolata delle acque reflue Qww. Q Calcolo del volume del serbatoio Una stazione di sollevamento presenta un volume del serbatoio limitato e motori esterni al serbatoio progettati per un funzionamento intermittente, dal momento che non sono immersi in un refrigerante; si tratta di un elemento da tenere in considerazione. tubo, quindi è possibile risparmiare sul pompaggio scegliendone uno pù grande. Tuttavia meglio non esagerare per mantenere l effetto autopulente nella tubazione, le acque reflue devono scorrere ad una velocità minima di 0,7 m/s. Il passo 3 consiste nel determinare il punto di lavoro. La portata calcolata delle acque reflue Qww, le dimensioni, la lunghezza e l altezza geodetica della tubazione portano alla cosiddetta curva caratteristica dell impianto (curva 1 nel diagramma sottostante). Il programma online WebCAPS di Grundfos calcolaautomaticamente la curva caratteristica dell impianto sulla base dei parametri sopra citati e identificano le pompe migliori per il lavoro, indicato nel diagramma sottostante dalla curva 2. Il punto di lavoro è il punto in cui si intersecano la curva caratteristica della pompa (2) e la curva caratteristica dell impianto (1). Ricordate che la capacità di drenaggio a questo punto deve sempre corrispondere o superare Le dimensioni della pompa sono influenzate dal volume effettivo del serbatoio tra i livelli di avvio e di arresto (Veff) e dal tempo di funzionamento intermittente della pompa. Se il tempo di funzionamento intermittente di una pompa è S3 50% 1 min., significa che la pompa è progettata per 60 avviamenti/arresti all ora e 30 s di funzionamento seguiti da 30 s di pausa. Allo stesso modo, se la specifica S3 è S3 30% 1 min, ciò significherà 60 avviamenti/arresti all ora e 18 s di funzionamento seguiti da 42 s di pausa. Osservate che gli effettivi valori di funzionamento sono solitamente inferiori ai valori teorici della scheda tecnica. All interno del tempo di funzionamento orario accumulato, la pompa deve essere in grado di scaricare

il volume orario di acque reflue generate dall impianto. Onde evitare un sovradimensionamento e spegnimenti termici causati da avviamenti e arresti della pompa troppo frequenti, il volume del serbatoio deve essere calcolato in modo corretto. Il volume minimo richiesto del serbatorio Veff può essere calcolato con dove Qp è il volume della pompa al punto di lavoro (m3/h) e z (1/h) è il numero di avviamenti orari della pompa. Il volume della pompa dovrebbe corrispondere alla portata delle acque reflue e alla prestazione della pompa. Evitando serbatoi sovradimensionati, è possibile garantire che le acque reflue siano conservate all interno del serbatoio per il minor tempo possibile, limitando così il fouling dovuto dalle stesse acque reflue. Ricordate: Due pompe non significa doppia portata Una stazione con due pompe non fornisce una doppia capacità di drenaggio ciascuna delle due pompe deve essere in grado di scaricare tutte le acque reflue al flusso di picco in modo da essere una riserva efficiente al 100% in caso di guasti. Durante il dimensionamento, il funzionamento parallelo delle pompe dovrebbe H (m) Veff = Qww (Qp - Qww) Qp Z Nuovo sistema di pompaggio 2 pompe essere considerato solo in situazioni estreme, come ad esempio nei flussi di picco. Il funzionamento parallelo NON raddoppia la capacità di drenaggio poiché il maggiore flusso risultante aumenta significativamente la perdita di carico dell impianto. Dimensionamento facile Grundfos sta attualmente lavorando allo sviluppo di un facile strumento di calcolo e dimensionamento specifico per le stazioni di sollevamento Multilift. Nel frattempo, potete utilizzare queste semplici regole per dimensionare correttamente la stazione di sollevamento e assicurarvi un risparmio sulla gestione delle acque reflue, sia per progetti di ristrutturazione sia per nuove costruzioni. Prestazione compatta Le stazioni di sollevamento offrono una prestazione compatta che aiuta a tagliare i costi di investimento rispetto al tradizionale drenaggio a gravità. E anche le stazioni di sollevamento più piccole possono svolgere i lavori più grandi. La più piccola stazione di sollevamento Grundfos per applicazioni commerciali - la stazione doppia Multilift MD con un volume effettivo di 92 l e un ingombro di soli 0,6 m2 può drenare fino a 5.500 l di acque reflue all ora se solo una delle due pompe è dimensionata per l intero carico. Ciò garantisce la presenza di una riserva completa in caso di spegnimento di una pompa. Tuttavia questa piccola stazione di sollevamento può scaricare fino a 11.000 l/h nelle situazioni di flusso di picco l equivalente del drenaggio dell acqua contenuta in 72 vasche da bagno in un ora se le due pompe sono utilizzate nel funzionamento alternato. Ogni pompa in parallelo Una pompa Due pompe in parallelo 1 pompa 50% 60-80% 100% Q (l/s)