1 - Premessa La presente relazione concerne il progetto definitivo-esecutivo degli impianti di scarico relativi ai lavori di Riqualificazione area centrale retrostante il municipio con area di sosta attrezzata per i veicoli elettrici in dotazione all'amministrazione comunale e ristrutturazione dell'edificio "ex-liceo" in comune di Maniago, per conto della stessa Amministrazione Comunale. L edificio di progetto prevede la realizzazione di uffici ed aule didattiche, è dimensionato per una capacità ricettiva totale inferiore alle 100 persone (indicativamente 98); all interno di esso, si trovano 5 servizi igienici, rispettivamente uno al piano terra, due al piano primo e due al piano secondo, tutti disposti lungo la parete nord del fabbricato di progetto. Ciascun servizio igienico è dotato esclusivamente di lavabi e wc; all interno dell edificio non sono presenti cucine e/o docce. L edificio esistente, oggetto dell intervento di demolizione e ricostruzione, risulta già dotato di una rete di scarico, piuttosto fatiscente, che recapita presso la fognatura comunale di Piazza Italia; di essa si prevede il completo rifacimento. Gli scarichi sono costituiti esclusivamente da acque reflue assimilabili alle domestiche. Il progetto in esame è finalizzato all ottenimento dell autorizzazione allo scarico in fognatura, da parte dell Ente Gestore del servizio, Sistema Ambiente s.r.l. e pertanto si rifà agli schemi previsti dal relativo regolamento. 2 - Le opere di progetto Le opere di progetto possono essere così suddivise: Scarichi domestici, comprensivi delle tubazioni di scarico dei bagni e relative colonne di scarico e sfiato, distinte in acque grigie saponate, provenienti dai lavabi, ed acque reflue domestiche (nere), provenienti dai wc; Scarichi acque grigie nelle aree esterne; Scarichi acque reflue domestiche nelle aree esterne; Scarichi acque meteoriche, relativi alle aree esterne ed alla copertura dell edificio. Seguendo gli schemi previsti dal regolamento fognario di Sistema Ambiente srl, a partire quindi da una separazione delle colonne di scarico all interno dell edificio tra acque nere ed acque grigie, nelle aree esterne si prevede la realizzazione di due distinte reti di smaltimento: le acque nere provenienti dai wc vengono direttamente - 1 -
indirizzate alla condotta fognaria acque miste principale di Piazza Italia (recapitante al depuratore di Peschiere), passando attraverso il passaggio pedonale che dal piazzale esterno del lotto in questione conduce alla stessa contigua piazza costeggiando l edificio del municipio; le acque grigie vengono invece trattate preliminarmente in una vasca condensa grassi (al fine di limitare incrostazioni nelle tubazioni di scarico), per poi venire immesse, congiuntamente alle acque nere, verso il terminale principale di scarico, diretto al collettore fognario principale. Prima dell immissione nella rete mista, all inizio del suddetto percorso pedonale che conduce a Piazza Italia, come indicato nell allegata tavola PE DSM 0009, si prevede la realizzazione di un pozzetto dotato di sifone di tipo Firenze con due tappi, e, immediatamente all esterno dello stesso vialetto, quella di un pozzetto di allacciamento in cls vibrato e armato tipo Universal di dimensioni pari a 40 x 40 cm con coperchio di classe adeguata ai carichi stradali previsti, dotato all interno di un tappo di ispezione. Per quanto concerne le acque meteoriche, l intera superficie viene distinta in 2 bacini diversi (A e B): il primo comprende una porzione del piazzale lato ovest e nord-ovest più metà della copertura a falde del fabbricato, mentre il secondo interessa la porzione del piazzale lato est e nord-est, e l altra metà della copertura a falde dell edificio. Inizialmente si prevede una provvisoria copertura delle aree esterne realizzata con stesa di asfalto all interno dei bacini A e B, in attesa di una successiva sistemazione definitiva degli esterni. Le acque meteoriche raccolte attraverso un sistema di canalette prefabbricate in c.a., dotate di griglie in ghisa o acciaio zincato, della larghezza di 20 cm (classi C250 e D400 carrabili e A15 pedonali), distribuite nelle aree esterne, vengono indirizzate verso tre pozzi perdenti ubicati ai confini nord-ovest (P.P.1 per bacino A) e nord-est (P.P.2 e P.P.3, funzionanti in parallelo per il bacino B) del lotto di intervento. Da qui le portate vengono infiltrate a suolo, prevedendo un adeguato spessore di materiale drenante (ghiaione) intorno ai pozzi. Le acque raccolte dai pluviali della copertura dell edificio vengono convogliate per metà verso il pozzo P.P.1 e per metà verso i pozzi P.P.2 e P.P.3, prevedendo quindi anche per esse la dispersione a suolo. Tutti i manufatti relativi ai sistemi di smaltimento delle acque meteoriche prevedono poi delle tubazioni di troppo pieno: il troppo pieno del pozzo perdente P.P.2 del bacino est (B), troppo lontano dalla condotta fognaria principale, viene immesso in - 2 -
un secondo pozzo perdente di sfioro P.P.3, di eguali dimensioni, ubicato in prossimità del pozzo principale P.P.2; il troppo pieno del pozzo P.P.1 a servizio del bacino ovest (A), più vicino alla fognatura comunale principale, viene invece indirizzato verso la stessa condotta principale di scarico ed immessa nella rete mista di piazza Italia. La rappresentazione dei bacini viene riportata alla successiva figura 2. Per gli scarichi ipotizzati nelle aree esterne al fabbricato si prevede l impiego di tubazioni in PVC, del diametro esterno variabile tra 125 e 200 mm, aventi rigidità nominale pari a SN 8 kn/mq e SDR 34, conformi alla norma UNI EN 1401-1UD, con guarnizioni elastomeriche a labbro tipo UNI EN 681-1 o equivalente; la quota di posa prevista, ove tecnicamente possibile, non dovrà essere mai inferiore a 50 cm dal piano stradale. Gli scarichi interni al fabbricato, e le relative calate, sono invece realizzati in PEAD, del tipo Geberit o equivalente, conformi alla norma UNI EN 1519 BD. Le reti di scarico qui descritte sono completate infine con pozzetti di ispezione prefabbricati in cls vibrato ed armato, di varie dimensioni, distribuiti nelle aree esterne del fabbricato oggetto di intervento. Per tutte le reti di scarico si dovrà avere un funzionamento idraulico del tipo a canaletta, ossia a gravità. 3 Scarichi domestici: dimensionamento Per gli scarichi domestici, costituiti dalle condotte a servizio dei singoli lavabi e dei wc presenti nei bagni di progetto, si prevede l impiego di tubazioni in PEAD, del diametro nominale di 50 mm per le acque grigie dei lavabi, e del 110 per le acque nere dei wc. Tali tubazioni, da realizzare internamente alle pareti ed al pavimento dei bagni con pendenze non inferiori al 2%, per ridurre il deposito di liquidi che possono determinare l intasamento delle tubazioni, si connettono poi alle colonne di scarico, separatamente per le due tipologie di liquidi da trattare: le acque grigie in colonne di scarico in PEAD del DN 75, mentre per le acque nere verrà mantenuto il DN 110. Tali colonne vengono prolungate fin oltre la copertura dell edificio per garantire l adeguata ventilazione e assolvere la funzione di sfiato. La posizione degli scarichi, nonché delle colonne viene indicata, piano per piano, nelle allegate tavole PE DSM 0006, 0007 e 0007. Gli scarichi interni all edificio vengono poi completati mediante la realizzazione di tre pilette di scarico sifonate a pavimento, complete di griglia in acciaio inox, da - 3 -
collocare al piano terra, rispettivamente all interno del locale del vano archivio per eventuale raccolta e smaltimento delle acque derivanti dall accensione dell impianto antincendio, ed all interno del locale sprinkler e del contiguo vano tecnico, come indicato nella tavola PE DSM 0006. 4) Scarichi acque grigie nelle aree esterne: dimensionamento Per il pretrattamento delle acque grigie provenienti dagli scarichi dei lavabi, si prevede una linea di scarico dedicata, confluente in una vasca di condensa grassi, al fine di separare le sostanze oleose e grasse, in questo caso contenute tipicamente nel sapone, al fine di evitare problemi di intasamenti delle fognature, data la loro peculiare tendenza ad indurirsi. Nel dimensionamento degli scarichi principali delle acque grigie provenienti dai lavabi, si considera una portata complessiva di scarico data da: Q = k ww DU i i dove: DU i =0,5 l/s (unità di scarico = dotazione idrica unitaria, per ciascuno dei 12 lavabi presenti nell edificio); K=0,5 (coefficiente di utilizzo dell edificio: per utilizzo intermittente, es. uffici); da cui si ricava Q ww = 1,22 l / s Dalle tabelle fornite dai vari costruttori si può individuare, in funzione di questo dato di portata, la dimensione più corretta per la vasca condensa grassi, corrispondente, nel caso in questione, ad un manufatto a sezione circolare, del diametro interno di 125 cm ed altezza esterna di 165 cm, avente una capacità di circa 1450 litri, valore corrispondente a circa 30 abitanti serviti, riferibili a civile abitazione, aventi ciascuno una dotazione di 50 l/ab. Considerando la destinazione d uso dell edificio (prevalentemente archivi, uffici ed aule didattiche) e l utilizzo intermittente dei bagni, nonché l assenza di cucine e di docce, il dimensionamento qui effettuato consente di ottenere sufficienti coefficienti di sicurezza anche per la capacità insediativa massima di progetto, di 98 abitanti. - 4 -
Figura 1: Dimensionamento della vasca condensa grassi. Per la verifica idraulica del collettore principale di smaltimento dello scarico delle acque grigie, avente diametro esterno di 110 mm in PVC (SN8, diam. int. di 103,6 mm), si può calcolare sia l altezza di moto uniforme, che la velocità attraverso la formula del moto uniforme di Chezy: 2 3 V = k s R i dove, nel caso in esame, fissando una scabrezza k s di Strickler pari a 120 m/sec 1/3, una pendenza minima i dell 1%, ed una portata Q = V A di 1,22 l/s, si ottiene una velocità pari a 0,73 m/s, un altezza del tirante idrico all interno della condotta di 3 cm, un raggio idraulico R di circa 15 mm, un area bagnata A pressocchè nulla, ed un grado di riempimento del 25,17%. Il tratto terminale della tubazione di scarico, presentando infatti un grado di riempimento inferiore all 85%, risulta pertanto correttamente dimensionato, soddisfacendo in tal modo anche i requisiti di velocità (V>0,50 m/s) minima, per evitare accumuli ed incrostazioni all interno della tubazione. La scelta della vasca condensa grassi, seppur non prevista all interno degli schemi forniti dall ente gestore della fognatura, consente come detto una maggiore garanzia dell operatività della rete di scarico delle acque grigie, limitando in - 5 -
particolare gli accumuli localizzati di materiale oleoso all interno delle condotte e riducendone pertanto gli interventi di manutenzione. 5 Scarichi acque nere nelle aree esterne: dimensionamento Nel dimensionamento della condotta di scarico principale delle acque nere provenienti dai wc, da immettere direttamente nella fognatura acque miste di Piazza Italia senza alcun pretrattamento, si considera ancora la formula della portata complessiva di scarico data da: Q = k ww DU i i dove in questo caso: DU i =2,5 l/s (unità di scarico = dotazione idrica unitaria, per ciascuno dei 9 wc presenti nell edificio); K=0,5 (coefficiente di utilizzo dell edificio: per utilizzo intermittente, es. uffici); da cui si ricava Q ww = 2,37 l / s Per la verifica idraulica del collettore principale di smaltimento dello scarico delle acque nere, avente diametro esterno di 200 mm in PVC (SN8, diam. int. di 188,2 mm), si può ancora utilizzare la formula del moto uniforme di Chezy: 2 3 V = k s R i dove, nel caso in esame, fissando sempre una scabrezza k s di Strickler pari a 120 m/sec 1/3, una pendenza minima i dell 1%, ed una portata Q = V A di 2,37 l/s, si ottiene una velocità pari a 0,83 m/s, un altezza del tirante idrico all interno della condotta di 3 cm, un raggio idraulico R di circa 18 mm, un area bagnata A pressocchè nulla, ed un grado di riempimento del 15,88%. Il tratto terminale della tubazione di scarico, presentando infatti un grado di riempimento inferiore all 85%, risulta anche in questo correttamente dimensionato, soddisfacendo in tal modo anche i requisiti di velocità (V>0,50 m/s) minima, per evitare accumuli ed incrostazioni all interno della tubazione. La portata massima, corrispondente ad un grado di riempimento dell 85%, risulta pari a circa 44 l/s. 6 Scarichi acque meteoriche nelle aree esterne: dimensionamento Come anticipato al paragrafo 2, per il dimensionamento delle reti di smaltimento delle acque meteoriche, le aree in questione, di complessivi circa 1235 m 2 relativi al solo lotto di intervento, vengono suddivise in 2 bacini, evidenziati nella seguente - 6 -
figura 2. In particolare, sulla base delle pendenze di progetto da conferire alle aree esterne, si individuano un bacino occidentale (bacino A, circa 910 m 2, in verde) ed uno orientale (bacino B, circa 325 m 2, in rosso); ciascuno di essi, sulla base dello schema di smaltimento dei pluviali del tetto dell edificio, ingloba metà della copertura a falde del fabbricato di progetto (di circa 350 m 2 complessivi). Non viene preso in considerazione il bacino costituito dal lotto dell edificio degli uffici del giudice di pace, che non costituisce oggetto di questo intervento. Figura 2: Bacini scolanti relativi alle aree esterne del lotto di intervento ed alla copertura del fabbricato. I due bacini presentano reti di raccolta e smaltimento delle acque meteoriche distinte e separate: entrambe le reti fanno confluire le portate di pioggia verso due distinti pozzi perdenti, P.P.1 e P.P.2, ubicati rispettivamente in corrispondenza degli angoli nord-ovest e nord-est del lotto. E utile sottolineare come per le aree esterne del fabbricato di progetto vengano in questa fase considerate superfici interamente asfaltate, in attesa di una nuova futura definizione dell assetto delle aree esterne. Tale condizione rappresenta comunque un soluzione cautelativa dal punto di vista del dimensionamento idraulico delle reti di raccolta delle acque meteoriche. Per il dimensionamento delle reti, il principale dato di partenza è la curva di possibilità pluviometrica relativa ad un tempo di ritorno di 5 anni, ricavata sulla base - 7 -
dei dati storici di precipitazione massima annua delle durate di 15, 30 e 60 minuti (scrosci); dal progetto generale della fognatura del comune di Maniago, si ricava n che tale curva, del tipo h = a t, risulta dall espressione analitica: h = 46,58 t La valutazione delle portate viene effettuata con metodo dell invaso sviluppato da Puppini. Con questo metodo, il coefficiente udometrico u, espresso il l/s/ha, assume la seguente espressione: u = 2168 n 0,452 ( ϕ a) Nella quale v rappresenta il volume d invaso specifico in m 3 /m 2, a ed n sono i coefficienti che compaiono nella curva di possibilità pluviometrica (con a espresso in m/h n ), e f è il coefficiente di afflusso, assunto, per superfici impermeabili quali tetti o piazzali asfaltati, pari a 0,8. Per la stima del volume di invaso viene per prima cosa considerato il volume d acqua contenuto nelle varie condotte contribuenti alla sezione di chiusura delle reti (in corrispondenza dell immissione nei pozzi perdenti o nella vasca di accumulo); ad esso viene sommato il volume dei piccoli invasi superficiali e del velo idrico, valutati complessivamente in 40 m 3 /ha. Per tenere conto inoltre dell influenza dell altezza di pioggia h su f, ad n viene sostituito il valore n 0 = 4/3n=0,603. Il dimensionamento delle condotte per le portate di massima piena ricavate come precedentemente descritto, viene poi effettuato con la solita formula del moto uniforme di Chezy. Di seguito si riportano i risultati dei calcoli delle portate dei singoli bacini, con le verifiche relative al dimensionamento del tratto terminale delle reti di scarico in PVC SN8, secondo i diametri e le pendenze minime di progetto indicate nella tavola PE DSM 0009. v 1 1 n 1/ n - 8 -
Bacino occidentale A (verde) Lunghezza rete [m] diametro esterno diametro interno A collettori collettore [m] collettore [m] [mq] 100.0000 0.2000 0.1882 0.0278 volume di invaso rete [mc] 2.7804 superficie bacino [mq-ha] 910.0000 0.0910 volume invasi superficiali [mc] 3.6400 volume invaso totale [mc] 6.4204 volume invaso specifico [mc/mq] 0.0071 n0 0.6030 a [m/h^n] 0.0466 f 0.8000 u[l/s/ha] 145.7197 Q [l/s] 13.2605 0.0133 mc/s Collettore principale PVC 200 mm ks 120.0000 ì [m/m] 0.0100 Velocità [m/s] 1.3700 grado riempimento 37.94% >0,50 m/s ok < 85% ok Bacino orientale B (rosso) Lunghezza rete [m] diametro esterno diametro interno collettore [m] collettore [m] A collettori [mq] 45.0000 0.2000 0.1882 0.0278 4.0000 0.1250 0.1176 0.0109 volume di invaso rete [mc] 1.2946 superficie bacino [mq-ha] 325.0000 0.0325 volume invasi superficiali [mc] 1.3000 volume invaso totale [mc] 2.5946 volume invaso specifico [mc/mq] 0.0080 n0 0.6030 a [m/h^n] 0.0466 f 0.8000 u[l/s/ha] 134.3337 Q [l/s] 4.3658 0.0044 mc/s Collettore principale PVC 200 mm ks 120.0000 ì [m/m] 0.010 Velocità [m/s] 1.0000 grado riempimento 21.48% >0,50 m/s ok < 85% ok Per il dimensionamento dei pozzi perdenti in cui disperdere le acque meteoriche raccolte nelle aree esterne dei piazzali si fa riferimento al coefficiente udometrico calcolato in precedenza per ciascuno dei bacini A e B per un evento meteorico con - 9 -
tempo di ritorno di 5 anni, sulla base dei dati di pioggia massima annuale, relativa agli scrosci (durata inferiore ad 1 ora). Con tale dato, sulla base delle grandezze e delle caratteristiche di permeabilità delle superfici, delle caratteristiche granulometriche e la conducibilità idraulica del terreno di rinfianco, ed ipotizzando un diametro interno per i pozzi, attraverso l impiego di programmi di calcolo comuni, forniti dai costruttori dei manufatti, si riesce a determinare la profondità massima di dispersione a cui devono essere realizzati i pozzi rovesciando l equazione di Darcy per il moto di filtrazione. In particolare, nelle seguenti figure si individuano le profondità (e quindi il numero di anelli) previsti per i due pozzi di infiltrazione delle acque meteoriche dei bacini A e B, avendo assunto per il terreno di rinfianco del pozzo le caratteristiche di una sabbia grossolana (conducibilità idraulica o permeabilità pari a 1x10-4 ms/s). Dal calcolo si ottiene che il pozzo P.P.1 relativo al bacino A, avente diametro di 200 cm, deve avere una profondità utile di infiltrazione di almeno 367 cm, per cui vengono scelti min. 8 anelli da 50 cm, con ciascuno 16 fori drenanti da 10 cm di diametro, oltre ad un anello raggiungi quota da 50 cm. Figura 3: Dimensionamento del pozzo perdente a servizio del bacino A. - 10 -
Per il pozzo P.P.2 a servizio del bacino B, invece, ipotizzando un diametro interno di 150 cm, il calcolo determina una altezza utile di infiltrazione minima del pozzo di 208 cm, a parità di caratteristiche di superficie e del terreno di rinfianco. Cautelativamente, viene adottato quindi un pozzo costituito da min. 5 anelli drenanti da 50 cm, aventi ciascuno indicativamente 12 fori da 10 cm, oltre ad un anello raggiungi quota di ulteriori 50 cm. Per tale pozzo, ubicato a notevole distanza dal collettore principale acque nere, si prevede la realizzazione di un pozzo perdente di sfioro in parallelo P.P.3, di eguali dimensioni, nel quale vengono indirizzate le portate del troppopieno. Figura 4: Dimensionamento del pozzo perdente a servizio del bacino B. Per il pozzo a servizio del bacino A, invece, la tubazione di troppo pieno raggiunge il collettore principale di scarico delle acque nere e prosegue quindi verso la rete fognaria mista comunale di piazza Italia. In questo caso la verifica del collettore terminale acque nere considerando entrambi i contributi (per complessivi circa 15,50 l/s), visti i notevoli coefficienti di sicurezza, risulta pressocchè superflua. - 11 -
7 Interferenze con altre reti tecnologiche La presenza nelle aree esterne di altre reti tecnologiche, sia di progetto, che esistenti determina possibilità di creare interferenze. Per la rete fognaria di progetto si prevede di eliminare tali interferenze controtubando le altre reti di progetto mediante posa in opera di tubi corrugati, in materiale plastico, prevedendo, dove possibile, nel rispetto delle pendenze minime previste in progetto, di mantenere sempre la condotta di scarico acque nere ad una quota inferiore sia rispetto alle tubazioni di raccolta acque meteoriche, che ad eventuali impianti di approvvigionamento idrico dell edificio interferenti con la stessa. Nel caso di presenza di reti tecnologiche esistenti, di cui si prevede il mantenimento, si cercherà di applicare, ove possibile, i medesimi criteri progettuali di risoluzione delle interferenze. - 12 -