Camini e canne fumarie: caratteristiche, dimensionamento e normative Il camino, o canna fumaria, è il componente dell impianto termico che serve principalmente a smaltire i prodotti della combustione del generatore di calore nell atmosfera. Per tracciare una panoramica esaustiva sulle caratteristiche delle varie tipologie di canne fumarie partiamo dal primo concetto: il principio di funzionamento. In ogni caldaia, l aria esterna viene aspirata per essere bruciata con il combustibile nella camera di combustione, creando una miscelata di ossigeno e prodotti della combustione che deve essere espulsa dal camino. Affinché questa miscela di gas possa procedere nei condotti che compongono il camino, è necessario che si inneschi una differenza di pressione tra l ingresso e l uscita della canna fumaria. Questa differenza di pressione viene definita tiraggio della canna fumaria. Analizzando la miscela di gas all'interno della camera di combustione si nota che la densità della miscela è inferiore a quella dell'aria esterna; tale rapporto è proporzionale alla temperatura (maggiore la temperatura rispetto all'aria comburente, minore sarà la densità). Quindi, una maggiore differenza tra le temperature, ed una altezza superiore del camino determineranno una maggiore depressione nella parte bassa del camino. Questo fenomeno naturale però non risulta essere cosi semplice e automatico in tutte le situazioni: i prodotti della combustione, nel loro percorso lungo la canna fumaria, incontrano resistenze per attrito lungo le pareti interne dei condotti, perdite di carico
generate dal terminale della canna fumaria e, in determinate condizioni metereologiche, si possono presentare particolari correnti d aria esterna che ostacolano la fuoriuscita dei fumi. Dimensionamento di una canna fumaria Il dimensionamento di una canna fumaria viene regolato quindi da una serie di valori che devono essere ben bilanciati per ottenere il corretto funzionamento, in tutte le condizioni operative e climatiche. I principali parametri da prendere in considerazione sono: Temperatura dei fumi: prima dell arrivo sul mercato dei generatori a condensazione si cercava di avere una temperatura molto alta, ora invece per ottenere un ottima resa del generatore si lavora con temperature molto basse. Altezza della canna fumaria: semplificando, tanto maggiore è l altezza tanto maggiore sarà l effetto di tiraggio del camino. Isolamento termico del camino: risulta indispensabile dotare il camino di un buon isolamento in modo tale da ridurre l abbassamento della temperatura dei fumi durante la loro ascesa verso la parte superiore della canna fumaria. E necessario evitare che la temperatura scenda sotto il punto di rugiada, in modo da impedire la formazione di condensa interna nel camino. Nel caso di caldaie a condensazione, come vedremo, è necessario l utilizzo di particolari condotti omologati per ricevere la condensa dei fumi. Resistenze localizzate: devono essere limitate al massimo le perdite di carico dovute a resistenze accidentali come curve, bruschi cambi di direzione, pareti interne non idonee o terminali non corretti.
Prima di proseguire con le caratteristiche costruttive, ci soffermeremo sui condotti a servizio di generatori a condensazione, in quanto la temperatura dei fumi si attesta attorno ai 60-80 C, non permettendo quindi l innesco di un adeguato tiraggio naturale. In questo caso i prodotti della combustione dovranno essere aiutati con la pressione generata dal ventilatore o dal bruciatore della caldaia, trasformando così il camino in un condotto a pressione superiore rispetto all'ambiente. In questa situazione, quando il camino transita all interno dell edificio è obbligatorio prevedere una controparete di contenimento, adeguatamente areata alla base e alla sommità, in modo tale da evacuare verso l esterno possibili fuoriuscite dei prodotti di combustione. Per garantire il corretto funzionamento nel tempo, sia in termini di prestazioni sia di sicurezza, sono state emesse alcune delle specifiche normative tecniche, che obbligano i costruttori a dichiarare in tutti i loro prodotti le caratteristiche tecniche e la loro corretta applicabilità. Per determinare i requisiti generali costruttivi e definire le prestazioni dei camini, i relativi raccordi e i canali da fumo, è stata emanata una norma europea, la UNI EN 1443-2005 Camini - Requisiti generali, che risulta essere il punto di riferimento per tutte le norme elaborate per i componenti specifici necessari per la costruzione di canne fumarie.
Caratteristiche tecniche e costruttive Le caratteristiche tecniche e costruttive richieste per una canna fumaria o per un singolo camino sono le seguenti: tenuta dei fumi in ogni sua parte, comprese giunzioni e guarnizioni; impermeabilità alla formazione di condensa; resistenza alla corrosione acida della condensa; resistenza alle temperature elevate; resistenza agli shock termici; resistenza alle tensioni e alle dilatazioni; resistenza al fuoco diretto; ridotta dispersione termica verso l esterno; certificazione CE da parte del costruttore, con test effettuati da laboratori riconosciuti; dimensionamento e progettazione eseguiti in base alle normative di riferimento. Per quanto riguarda i camini metallici è stata emanata una specifica normativa a livello europeo che definisce i requisiti necessari per l ottenimento della marcatura CE del prodotto realizzato. Per consentire la commercializzazione a livello europeo, e soprattutto per facilitare la scelta del giusto componente agli operatori, è stata introdotta la normativa UNI EN 1856:2009 parte 1 Camini - Requisiti per camini metallici - Parte 1: Prodotti per sistemi camino e parte 2 Camini - Requisiti per camini metallici - Parte 2: Condotti interni e canali da fumo metallici.
Simbologia obbligatoria per canne fumarie in metallo Vediamo quindi la simbologia che deve essere presente nei componenti delle canne fumarie costruite in materiale metallico: EN 1856-1: Norma di riferimento T400: Temperatura massima di funzionamento in C P1: Grado di tenuta alla pressione dei fumi, sono possibili le seguenti varianti: N1= Funzionamento in depressione o tiraggio naturale; P2= Funzionamento in pressione positiva (max 200 Pa) H1= Funzionamento ad alta pressione positiva (max 5.000 Pa) W/D: Classe di resistenza alla condensa W = Funzionamento ad umido/condensazione e a secco D = Solo funzionamento a secco non resistente alla condensa V1/V2/V3: Classe di resistenza alla condensa in funzione del tipo di combustibile 1 = Gas Naturale/Gas liquido e Cherosene 2 = 1 + Gasolio e legna in focolai aperti 3 = 1 + 2 + Legna in stufe chiuse, stufe a pellets, carbone e torba L00000: Definisce il materiale della parete interna. Le prime due cifre indicano la tipologia del materiale in base alle seguenti nomenclature: L20 = Acciaio inox AISI304 L30 = Acciaio inox AISI304L L40 = Acciaio inox AISI316 L50 = Acciaio inox AISI316L o Acciaio inox AISI316Ti G: Resistenza al fuoco di fuliggine G = resistente all incendio di fuliggine nel camino
O = non resistente all incendio di fuliggine nel camino 50 = Distanza del materiale combustibile dalla superficie esterna del camino indicata in mm. In un sistema camino (es: EN 1856-1; EN 13063-1/2 ecc...) la distanza è sotto responsabilità del produttore, mentre in un camino composito, costituito da più prodotti sovrapposti, la distanza deve essere calcolata secondo EN15287-1/2 ed è sotto la piena responsabilità dell installatore del camino/canna fumaria. Camini in materiale refrattario Nel caso in cui il camino sia fatto in materiale refrattario la normativa da seguire è la seguente: UNI EN 13063-1:2007 Camini - Sistemi camino con condotti interni di terracotta/ceramica - Parte 1: Requisiti e metodi di prova per la resistenza al fuoco da fuliggine UNI EN 13063-3:2007 Camini - Sistemi camino con condotti interni di terracotta/ceramica - Parte 3: Requisiti e metodi di prova per sistemi camino a flusso bilanciato UNI EN 13063-2:2007 Camini - Sistemi camino con condotti interni di terracotta/ceramica - Parte 2: Requisiti e metodi di prova in condizioni umide La designazione del sistema camino è UNI EN 13063/1 T600 N1 D 3 G50 molto simile ai prodotti realizzati in acciaio.
Infine negli ultimi anni sono comparsi nel mercato anche componenti per realizzare canne fumarie in materiale plastico: il polipropilene (PPs). Tale prodotto è destinato unicamente alla costruzione di condotti fumari di generatori a condensazione, nei quali le temperature dei fumi sono di molto inferiori ai 120 C. In questo ambito la normativa di riferimento è la UNI EN 14471:2005 Camini - Sistemi di camini con condotti interni di plastica - Requisiti e metodi di prova Simbologia obbligatoria per canne fumarie in materiale plastico Vediamo quindi la simbologia che deve essere presente nei componenti delle canne fumarie costruite in materiale plastico: EN 14471: Norma di riferimento T120: Temperatura massima di funzionamento in C P1: Grado di tenuta alla pressione dei fumi, sono possibili le seguenti varianti: N1= Funzionamento in depressione o tiraggio naturale P2= Funzionamento in pressione positiva (max 200 Pa) H1= Funzionamento ad alta pressione positiva (max 5.000 Pa) O: Resistenza all incendio da fuliggine W/D: Classe di resistenza alla condensa W = Funzionamento ad umido/condensazione e a secco D = Solo funzionamento a secco non resistente alla condensa 1: Classe di resistenza alla corrosione R22: Resistenza termica C50: Distanza minima dal materiale combustibile I/E: Installazione
I = Installazione interna E = Installazione esterna A1: Reazione al fuoco L0/L1: Definisce la tipologia di controcanna L0 = Controcanna non combustibile L1 = Controcanna combustibile.