1 Introduzione Scopo della presente trattazione è la descrizione funzionale e delle caratteristiche principali degli impianti di scarico delle acque reflue nell intervento di futura realizzazione denominato: programma di riqualificazione urbana per alloggi a canone sostenibile "Mazzo - Terrazzano" in Rho. Esso prevede un piano interrato funzionalmente destinato a box e cantine, su cui verranno edificati i fabbricati dove sono situati i locali abitabili. La rete di scarico sarà comune a tutto il complesso in modo da avere un unico recapito nel collettore fognario. EDIFICIO A EDIFICI LEGENDA EDIFICIO B EDIFICIO C Fig. 1 Ambito di intervento. 1.1 Riferimenti normativi Per la progettazione dell impianto di scarico si è fatto riferimento alla normativa UNI EN 12056-2 del 2001. La presente norma europea si applica ai sistemi per lo smaltimento delle acque reflue funzionanti a gravità, ed è applicabile ai sistemi fognari all interno di edifici ad uso residenziale, commerciale, istituzionale e di edifici industriali.
2 Descrizione funzionale Funzionalmente l impianto di scarico è composto da: o colonna di scarico; o collettore di scarico; o condotto di ventilazione; o apparecchi sanitari domestici; o diramazione di scarico. Dagli apparecchi igienico-sanitari, posti all interno degli alloggi, avranno origine le tubazioni di scarico che confluendo in un unico condotto recapiteranno le acque reflue nella colonna di scarico. Queste sono state collocate in punti strategici dell edificio tenendo conto sia della funzionalità della rete di scarico che degli aspetti strutturali del fabbricato. Le colonne di scarico saranno a loro volta connesse al collettore di scarico principale che trasporterà le acque reflue, provenienti dai vari alloggi, ad una derivazione della fognatura di utilizzo pubblico. Per quanto riguarda le tipologie di posa delle tubazioni, ne sono previste principalmente due: o posa sottotraccia: per i tronchi di tubazione della rete giacenti al di sopra del primo orizzontamento; o posa aerea a soffitto: per i tronchi di tubazione della rete giacenti sotto il primo orizzontamento. 3 Criteri per la progettazione e realizzazione Per la progettazione dell impianto di scarico, approfondita nei paragrafi che seguono, si sono adottate le seguenti regole stabilite dalla normativa richiamata al paragrafo (1.1): o protezione contro gli allagamenti: ciascun punto di alimentazione d acqua all interno dell edificio è stato provvisto di un sistema di scarico; o diametro nominale: il diametro nominale (DN) dei condotti di scarico non viene ridotto nel senso del flusso; o ventilazione: le tubazioni per lo scarico delle acque reflue vengono spesso utilizzate per la ventilazione della rete di scarico o di scarico esterna. Per questa ragione, si è prevista l installazione di sfiati all aria aperta, secondo le necessità. Durante la realizzazione dell impianto di scarico, oltre alle indicazioni progettuali fornite sia nel corso della presente trattazione e sia negli elaborati grafici dedicati, si dovrà fare riferimento alle seguenti regole stabilite dalla normativa richiamata al paragrafo (1.1): o conformità: gli apparecchi sanitari, le tubazioni e gli elementi complementari dovranno essere conformi alle relative norme europee, ove applicabili; o cattivi odori: gli apparecchi sanitari raccordati ad un sistema di scarico dovranno essere provvisti di un sifone atto ad impedire la penetrazione di aria maleodorante nell edificio; o sifoni: la profondità della tenuta idraulica (H) non dovrà essere minore di 50 mm.
4 Criteri di calcolo Per il calcolo delle diramazioni, delle colonne e dei collettori di scarico è stato utilizzato il SISTEMA Ι, della normativa UNI 12056-2 del 2001; tale modello risulta applicabile in quanto si prevede che gli apparecchi sanitari siano connessi a diramazioni di scarico riempite parzialmente e a loro volta connesse ad un unica colonna di scarico. In particolare le tubature della rete sono dimensionate per un grado di riempimento uguale al 50%. 4.1 Determinazione della portata d acqua La portata di ogni tubazione di scarico viene determinata, imponendo un coefficiente di frequenza k pari a 0,50, mediante la seguente formula: Q ww = k Du dove: o ΣDu è la somma delle unità di scarico, espressa in l/s, relativa alle utenze idriche afferenti alla sezione di tubo considerata; o k è il coefficiente di frequenza di utilizzo degli apparecchi. 4.2 Dimensionamento delle diramazioni di scarico con calcolo delle unità di scarico Per dimensionare correttamente le diramazioni di scarico è necessario determinare la portata di acqua convogliata, ovvero le unità di scarico degli apparecchi recapitanti nel tratto di tubo considerato. Nella tabella che segue vengono indicate, per le tipologie di apparecchi sanitari in progetto, le unità di scarico Du assegnate. UNITA' DI SCARICO Apparecchio sanitario Du (l/s) Lavabo 0,50 Bidè 0,50 Doccia 0,60 Vasca da bagno 0,80 Lavatrice, carico max. 6 kg 0,80 Lavello da cucina 0,80 WC, capacità cassetta 9,00 l 2,50 Lavastoviglie 0,80 Tab. 1 - Unità di scarico degli apparecchi sanitari.
Ricorrendo, nel progetto in esame, sempre le stesse casistiche in riferimento alla connessione degli apparecchi idrico-sanitari, e per una maggiore chiarezza dal punto di vista illustrativo, le utenze di scarico sono state suddivise in cinque tipologie. Per determinare la portata di ogni singola tipologia di utenze di scarico occorre sommare la portata degli apparecchi. I risultati ottenuti sono stati riportati nella seguente tabella. PORTATE DI PROGETTO l/s APPARECCHIO Lavabo Bidè Doccia Vasca da bagno Lavatrice Lavello da cucina WC Lavastoviglie Portata l/s Portata apparecchio TIPOLOGIA UTENZE DI SCARICO 0,50 0,50 0,60 0,80 0,80 0,80 2,50 0,80 A 1 1 1 0 0 0 1 0 B 1 1 0 1 1 0 1 0 C 0 0 0 0 0 1 0 1 D 1 1 1 0 0 1 1 1 E 1 0 1 0 1 0 1 0 4,10 5,10 1,60 5,70 4,40 Le cinque tipologie sono: o tipologia A: Tab. 2 - Calcolo delle portate di progetto, espresse in l/s, delle tipologie di utenze di scarico. o tipologia B: Fig. 2 - Nella figura si riporta la tipologia A. Fig. 3 - Nella figura si riporta la tipologia B.
o tipologia C: Fig. 4 - Nella figura si riporta la tipologia C. o tipologia D: Fig. 5 - Nella figura si riporta la tipologia D. o tipologia E: Fig. 6 - Nella figura si riporta la tipologia E.
4.2.1 Determinazione della portata delle colonne di scarico La determinazione della portata delle singole colonne di scarico è stata effettuata sommando, per brevità, le unità di scarico delle tipologie di utenze che recapitano in esse e ottenute dalla tabella precedente. Quindi la portata delle colonne di scarico viene calcolata, imponendo un coefficiente di frequenza k pari a 0,50, mediante la seguente formula: Q ww = k Du dove: o ΣDu è la somma delle unità di scarico espressa in l/s, relativa alle utenze idriche afferenti alla sezione di tubo considerata; o k è il coefficiente di frequenza di utilizzo degli apparecchi. I risultati ottenuti sono stati riportati nelle tabelle seguenti; contestualmente a ciascuna colonna viene assegnata una codifica, tale denominazione consente di verificarne la corrispondenza negli elaborati grafici di progetto. EDIFICIO A COLONNA DI SCARICO TIPOLOGIA UTENZE Du l/s k TS01 TS02 TS03 TS04 TS05 TS06 TS07 TS08 TS09 A B C D E ΣDu l/s Qww 4,10 0,50 5 0 0 0 0 0 0 0 5 5,10 0,50 0 5 0 5 0 5 0 5 0 1,60 0,50 0 0 5 0 10 0 5 0 0 5,70 0,50 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4,40 0,50 0 0 0 0 0 0 0 0 0 20,50 25,50 8,00 25,50 16,00 25,50 8,00 25,50 20,50 2,26 2,52 1,41 2,52 2,00 2,52 1,41 2,52 2,26 Tab. 3 - Calcolo delle portate di progetto, espresse in l/s, delle colonne di scarico dell edificio A. EDIFICIO B COLONNA DI SCARICO TIPOLOGIA UTENZE Du l/s k TS10 TS11 TS12 TS13 TS14 TS15 TS16 TS17 A B C D E ΣDu l/s Qww 4,10 0,50 5 0 0 0 0 0 0 0 5,10 0,50 0 5 0 5 5 0 0 5 1,60 0,50 0 0 10 0 0 5 0 0 5,70 0,50 0 0 0 0 0 0 5 0 4,40 0,50 0 0 0 0 0 0 0 0 20,50 25,50 16,00 25,50 25,50 8,00 28,50 25,50 2,26 2,52 2,00 2,52 2,52 1,41 2,67 2,52 Tab. 4 - Calcolo delle portate di progetto, espresse in l/s, delle colonne di scarico dell edificio B.
EDIFICIO C COLONNA DI SCARICO TIPOLOGIA UTENZE Du l/s k TS18 TS19 TS20 TS21 TS22 TS23 TS24 TS25 A B C D E ΣDu l/s Qww 4,10 0,50 0 0 0 0 0 0 0 5 5,10 0,50 4 0 0 4 4 0 4 0 1,60 0,50 0 0 5 0 0 10 0 0 5,70 0,50 0 5 0 0 0 0 0 0 4,40 0,50 1 0 0 1 1 0 1 0 24,80 28,50 8,00 24,80 24,80 16,00 24,80 20,50 2,49 2,67 1,41 2,49 2,49 2,00 2,49 2,26 Tab. 5 - Calcolo delle portate di progetto, espresse in l/s, delle colonne di scarico dell edificio C. Il diametro delle tubazioni viene assegnato tramite la tabella che segue, ovvero considerando la capacità di deflusso massima delle colonne di scarico in funzione della loro sezione trasversale. Dalle valutazioni effettuate, utilizzando braghe di allacciamento ad angolo per il recapito delle acque reflue nella colonna, si ritiene opportuno l utilizzo di colonne di scarico aventi diametro DN 100 (Ø110). Per facilitare le operazioni di posa tale scelta viene estesa a tutte le colonne presenti nel fabbricato, comprese quelle a cui non afferiscono i WC. Colonna di scarico e sfiato Sistema I Qmax (l/s) DN Braga a squadra Braga ad angolo 60 0,5 0,7 70 1,5 2,0 80 2,0 2,6 90 2,7 3,5 100* 4,0 5,2 125 5,8 7,6 150 9,5 12,4 200 16,0 21,0 * Dimensione minima con raccordati i WC Tab. 6 Portata massima e limiti di applicazione per il dimensionamento delle colonne di scarico. 5 Ventilazione La ventilazione dell impianto avviene attraverso il sistema di ventilazione primaria, costituito da una colonna di scarico in cui il diametro (Ø110) viene mantenuto costante dalla base della colonna sino all esterno del tetto e dove il controllo della pressione della colonna è garantito dal flusso d aria e dallo sfiato della colonna di scarico stessa.
1 TIPO A TIPO B TIPO A TIPO B TIPO A TIPO B LEGENDA SIMBOLI GRAFICI: 1 - SFIATO DELLA COLONNA DI SCARICO 2 - COLLETTORE DI SCARICO 3 - COLONNA DI SCARICO 4 - DIRAMAZIONE DI SCARICO TIPO A TIPO B TIPO A TIPO B 4 3 2 Fig. 7 - Sistema di ventilazione primaria. 6 Dimensionamento dei collettori di scarico Per dimensionare i collettori di scarico occorre prima calcolare la portata, ridotta del coefficiente di frequenza di utilizzo degli apparecchi k, tramite la formula già utilizzata precedentemente: Q ww = k Du
dove: o ΣDu è la somma delle unità di scarico espressa in l/s, relativa alle utenze idriche afferenti alla sezione di tubo considerata; o k è il coefficiente di frequenza di utilizzo degli apparecchi. I risultati ottenuti sono stati riportati nelle tabelle seguenti in relazione alla sezione di calcolo di riferimento; tale denominazione consente di verificarne la corrispondenza negli elaborati grafici di progetto. SEZIONI DI CALCOLO S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 TS01.A 20,50-20,50 - - - 20,50-20,50-20,50 - - - TS02.A 25,50-25,50 - - - 25,50-25,50-25,50 - - - TS03.A - 8,00 8,00 - - - 8,00-8,00-8,00 - - - TS04.A - 25,50 25,50 - - - 25,50-25,50-25,50 - - - TS05.A - - - - 16,00 16,00 16,00-16,00-16,00 - - - TS06.A - - - 25,50 25,50 25,50 25,50-25,50-25,50 - - - TS07.A - - - - - 8,00 8,00-8,00-8,00 - - - TS08.A - - - - - - - 25,50 25,50-25,50 - - - TS09.A - - - - - - - 20,50 20,50-20,50 - - - TS10.B - - - - - - - - - 20,50 20,50 - - - TS11.B - - - - - - - - - 25,50 25,50 - - - TS12.B - - - - - - - - - - - 16,00-16,00 TS13.B - - - - - - - - - - - - 25,50 25,50 TS14.B - - - - - - - - - - - - 25,50 25,50 TS15.B - - - - - - - - - - - - - - TS16.B - - - - - - - - - - - - - - TS17.B - - - - - - - - - - - - - - TS18.C - - - - - - - - - - - - - - TS19.C - - - - - - - - - - - - - - TS20.C - - - - - - - - - - - - - - TS21.C - - - - - - - - - - - - - - TS22.C - - - - - - - - - - - - - - TS23.C - - - - - - - - - - - - - - TS24.C - - - - - - - - - - - - - - TS25.C - - - - - - - - - - - - - - Σ Du 46,00 33,50 79,50 25,50 41,50 49,50 129,00 46,00 175,00 46,00 221,00 16,00 51,00 67,00 k 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 Qww 3,39 2,89 4,46 2,52 3,22 3,52 5,68 3,39 6,61 3,39 7,43 2,00 3,57 4,09 Tab. 7.a - Calcolo delle portate delle sezioni per il dimensionamento dei collettori.
SEZIONI DI CALCOLO S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21 S22 S23 S24 S25 S26 S27 S28 S29 TS01.A - - 20,50 - - - - 20,50 - - - - 20,50-20,50 TS02.A - - 25,50 - - - - 25,50 - - - - 25,50-25,50 TS03.A - - 8,00 - - - - 8,00 - - - - 8,00-8,00 TS04.A - - 25,50 - - - - 25,50 - - - - 25,50-25,50 TS05.A - - 16,00 - - - - 16,00 - - - - 16,00-16,00 TS06.A - - 25,50 - - - - 25,50 - - - - 25,50-25,50 TS07.A - - 8,00 - - - - 8,00 - - - - 8,00-8,00 TS08.A - - 25,50 - - - - 25,50 - - - - 25,50-25,50 TS09.A - - 20,50 - - - - 20,50 - - - - 20,50-20,50 TS10.B - - 20,50 - - - - 20,50 - - - - 20,50-20,50 TS11.B - - 25,50 - - - - 25,50 - - - - 25,50-25,50 TS12.B - 16,00 16,00 - - - - 16,00 - - - - 16,00-16,00 TS13.B - 25,50 25,50 - - - - 25,50 - - - - 25,50-25,50 TS14.B - 25,50 25,50 - - - - 25,50 - - - - 25,50-25,50 TS15.B 8,00 8,00 8,00 - - - - 8,00 - - - - 8,00-8,00 TS16.B - - - 28,50 28,50-28,50 28,50 - - - - 28,50-28,50 TS17.B - - - - 25,50-25,50 25,50 - - - - 25,50-25,50 TS18.C - - - - 24,80-24,80 24,80 - - - - 24,80-24,80 TS19.C - - - - - 28,50 28,50 28,50 - - - - 28,50-28,50 TS20.C - - - - - - - - 8,00 8,00-8,00 8,00-8,00 TS21.C - - - - - - - - - 24,80-24,80 24,80-24,80 TS22.C - - - - - - - - - 24,80-24,80 24,80-24,80 TS23.C - - - - - - - - - - 16,00 16,00 16,00-16,00 TS24.C - - - - - - - - - - - - - 24,80 24,80 TS25.C - - - - - - - - - - - - - 20,50 20,50 Σ Du 8,00 75,00 296,00 28,50 78,80 28,50 107,30 403,30 8,00 57,60 16,00 73,60 476,90 45,30 522,20 k 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 Qww 1,41 4,33 8,60 2,67 4,44 2,67 5,18 10,04 1,41 3,79 2,00 4,29 10,92 3,37 11,43 Tab. 7.b - Calcolo delle portate delle sezioni per il dimensionamento dei collettori. La capacità idraulica dei collettori di scarico viene calcolata, utilizzando una pendenza costante pari a 0,70 %, mediante l utilizzo della formula del moto uniforme per correnti a pelo libero, riportata qui di seguito: Q = v A 10 3 dove: o Q è la portata espressa in l/s; o v è la velocità media del fluido espressa in m/s; o A è l area bagnata della sezione del condotto espressa in m 2. La velocità media del fluido è data dalla seguente formula: v = λ R j dove: o λ è il coefficiente di scabrezza di Chézy pari a 86 m 0,5 /s; o j è la cadente piezometrica coincidente con l inclinazione del condotto rispetto al piano orizzontale; o R è il raggio idraulico espresso in m. Il raggio idraulico viene determinato con la seguente formula: R = A P
dove: o A è l area bagnata della sezione del condotto espressa in m 2 ; o P è il perimetro bagnato, ovvero il perimetro che delimita l area bagnata dalla sezione del condotto espresso in m. A P Fig. 8 Rappresentazione di area bagnata e perimetro idraulico di una condotta avente sezione circolare. La tabella che segue riporta i risultati ottenuti. DIMENSIONAMENTO DEI COLLETTORI SEZIONI Qww [l/s] D [mm] A/A* [%] h [mm] i [%] λ v [m/s] S1 3,39 113 50,48 56,93 0,70 86 0,338 S2 2,89 113 44,82 56,90 0,70 86 0,288 S3 4,46 146 37,31 58,35 0,70 86 0,266 S4 2,52 113 40,51 48,05 0,70 86 0,251 S5 3,22 113 48,58 55,24 0,70 86 0,321 S6 3,52 146 31,82 51,37 0,70 86 0,210 S7 5,68 146 44,57 66,77 0,70 86 0,339 S8 3,39 146 30,57 50,36 0,70 86 0,202 S9 6,61 146 49,90 72,88 0,70 86 0,395 S10 3,39 113 50,48 56,93 0,70 86 0,338 S11 7,43 184 34,53 69,41 0,70 86 0,279 S12 2,00 113 34,23 42,35 0,70 86 0,199 S13 3,57 146 31,74 51,76 0,70 86 0,213 S14 4,09 146 35,03 55,67 0,70 86 0,244 S15 1,41 113 26,59 35,21 0,70 86 0,141 S16 4,33 146 36,51 57,42 0,70 86 0,259 S17 8,60 184 38,41 75,16 0,70 86 0,323 S18 2,67 113 42,27 49,63 0,70 86 0,266 S19 4,44 146 37,19 63,39 0,70 86 0,265 S20 2,67 113 42,27 49,63 0,70 86 0,266 S21 5,18 146 41,64 63,39 0,70 86 0,309 S22 10,04 184 43,04 81,92 0,70 86 0,378 S23 1,41 113 26,59 35,21 0,70 86 0,141 S24 3,79 146 33,14 53,43 0,70 86 0,226 S25 2,00 113 34,22 42,35 0,70 86 0,199 S26 4,29 146 36,27 57,13 0,70 86 0,256 S27 10,92 184 45,80 85,93 0,70 86 0,411 S28 3,37 146 30,44 50,20 0,70 86 0,201 S29 11,43 184 47,38 88,22 0,70 86 0,430 Tab. 8 - Dimensionamento dei collettori di scarico degli edifici.
7 Conclusioni Riassumendo, per l intervento in previsione, la rete di scarico, dimensionata secondo i criteri esposti nel presente documento, ad integrazione degli elaborati grafici progettuali, è in grado di assicurare il convogliamento delle acque reflue delle utenze previste e recapitarle nei collettori fognari con un livello prestazionale adeguato ai requisiti normativi. Il tecnico Arch. Buschini Maurizio