Progettazione Impianto Idraulico: Guida Dettagliata per un Sistema Efficiente

La progettazione di un impianto idraulico efficiente è fondamentale per garantire il corretto funzionamento delle abitazioni moderne. Un sistema ben realizzato assicura la distribuzione ottimale dell’acqua potabile e lo smaltimento efficace delle acque reflue, contribuendo al comfort abitativo e alla sostenibilità ambientale.

Componenti Principali dell’Impianto Idraulico

Un impianto idraulico domestico si compone di due sezioni principali:

Adduzione e distribuzione dell’acqua: Questo sistema trasporta l’acqua potabile dalle fonti di approvvigionamento (acquedotto o serbatoio) ai vari punti di utilizzo all’interno dell’edificio.
Scarico delle acque reflue: Le acque utilizzate vengono convogliate verso la rete fognaria o sistemi di trattamento attraverso tubazioni di scarico, che devono essere dimensionate correttamente per evitare intasamenti e garantire un flusso adeguato.

Distribuzione dell’Acqua: Sistemi e Materiali

La distribuzione dell’acqua all’interno dell’edificio può avvenire tramite diversi sistemi:

Distribuzione a collettore: Ogni punto di erogazione è servito da una tubazione dedicata che parte da un collettore centrale.
Distribuzione a derivazione: Le tubazioni principali si diramano per servire i vari punti di utilizzo. È un sistema più economico ma meno flessibile in caso di interventi.

I materiali utilizzati per le tubazioni devono garantire resistenza alla pressione, alla corrosione e alle temperature. Il rame è apprezzato per la sua durabilità, mentre il PEX offre flessibilità e facilità di installazione.

Sistema di Scarico: Progettazione e Componenti

Il sistema di scarico deve essere progettato per garantire il deflusso efficiente delle acque reflue. Questa metodologia migliora l’efficienza progettuale e riduce il rischio di errori in fase di realizzazione.

Una progettazione accurata dell’impianto idraulico, che consideri la scelta dei materiali, la disposizione delle tubazioni e l’integrazione con le altre componenti edilizie, è fondamentale per garantire il comfort abitativo e la sostenibilità ambientale. L’adozione di tecnologie avanzate come il BIM rappresenta un passo significativo verso la realizzazione di edifici più efficienti e funzionali.

Fasi della Progettazione di un Impianto Idraulico

La progettazione di un impianto idraulico è una fase fondamentale in ogni processo di costruzione o ristrutturazione. Che si tratti di un'abitazione privata o di un piccolo ufficio, la buona riuscita del lavoro dipende da una progettazione accurata e da una chiara comprensione delle normative vigenti.

Per progettare un impianto idraulico, è necessario prendere in considerazione una serie di fattori tecnici, tra cui la portata d'acqua, la pressione, la tipologia di tubature e il corretto dimensionamento delle condutture.

Analisi delle Esigenze: Il primo passo è l'analisi delle esigenze specifiche del progetto, poiché ogni edificio ha caratteristiche e necessità proprie.
Progettazione Tecnica: Durante questa fase si stabilisce la posizione delle tubazioni, dei rubinetti, delle valvole e di tutti gli altri componenti dell’impianto idraulico, tenendo conto della tipologia di materiali da utilizzare (PVC, rame, acciaio, multilayer).
Calcolo di Portata e Pressione: La portata si riferisce alla quantità di acqua che l’impianto è in grado di fornire, mentre la pressione riguarda la forza con cui l’acqua viene distribuita attraverso le tubazioni.
Layout dell’Impianto: Questo disegno rappresenta la disposizione delle tubazioni e dei componenti idraulici all’interno dell’edificio.
Scelta dei Materiali: Ogni impianto idraulico necessita di tubi, raccordi, valvole e dispositivi di sicurezza, e ognuno di questi elementi deve essere selezionato con cura.

Come Funziona l’Impianto Idraulico

In linea generale, l’impianto idraulico ad uso civile si suddivide in due principali tipologie:

Adduzione e distribuzione dell’acqua (fredda e calda), proveniente da acquedotto o serbatoio.
Scarico delle acque nere, nella rete fognaria comunale, o, in assenza, in fossa settica. Le acque condotte nello scarico possono essere suddivise in acque bianche (quelle provenienti da lavatrici, lavabi, docce, ecc.) ed acque nere (provenienti dagli scarichi nel wc).

La parte dell’impianto che si occupa di condurre l’acqua ai diversi accessori, è appunto detto impianto di distribuzione.

Impianto di Adduzione e Distribuzione

L’impiego efficace dell’acqua all’interno di un edificio richiede un impianto di adduzione e distribuzione ben progettato e funzionale. Questo sistema è responsabile del trasporto dell’acqua potabile dalle fonti di approvvigionamento (serbatoi o reti pubbliche) verso i punti di utilizzo all’interno della struttura.

In genere, l’impianto inizia con un contatore, un dispositivo di chiusura (saracinesca, rubinetto di arresto) e un filtro per garantire la qualità dell’acqua in ingresso, seguito da una pompa o da un sistema di pressurizzazione che assicura il flusso costante e adeguato. Il percorso dell’acqua comprende tubazioni principali e diramazioni che portano ai vari punti di prelievo, come rubinetti, docce e apparecchi sanitari.

È essenziale che queste tubazioni siano dimensionate correttamente per evitare perdite di pressione e garantire un flusso sufficiente in ogni punto della rete.

Per servire i vari punti di erogazione dell’acqua in un edificio, occorrono colonne verticali di maggiore sezione e reti di distribuzioni orizzontali ai vari piani. Le tubazioni di distribuzione possono essere in rame, rivestito in materiale plastico, o in PVC. Le colonne montanti devono, invece, avere una sezione via via decrescente verso l’alto e possono essere in acciaio zincato, polietilene ad alta densità (PEAD), in rame o in PVC.

Per l’impianto di distribuzione dell’acqua è preferibile la cosiddetta distribuzione a collettore, in cui ogni punto di erogazione è servito singolarmente da un unico tubo, senza giunzioni, che parte da un collettore centrale di distribuzione ed arriva alle singole utenze. In questo modo la chiusura di una singola utenza non pregiudica il funzionamento delle altre e si evitano giunture che sono spesso causa di perdite.

I collettori devono essere posizionati in una cassetta incassata dedicata, posta in un punto facilmente accessibile per eventuali operazioni di manutenzione. La stessa cassetta ospita un collettore per l’acqua calda ed uno per l’acqua fredda.

Per dimensionare l’impianto di distribuzione e di carico occorre tener in conto le unità di carico (UC) dei singoli dispositivi che compongono l’impianto. Per avere tutte le informazioni sul dimensionamento dell’impianto di adduzione, distribuzione e scarico, leggi “Come progettare l’impianto idrico sanitario“.

Impianto di Scarico

Questo sistema è progettato per convogliare le acque reflue provenienti da lavandini, docce, wc e altri apparecchi sanitari verso la rete fognaria o il sistema di trattamento delle acque reflue. Le tubazioni di scarico devono essere dimensionate correttamente per evitare intasamenti e garantire un flusso adeguato.

Spesso, le tubazioni di scarico sono realizzate in PVC o polipropilene, materiali che offrono resistenza alla corrosione e alla formazione di incrostazioni. È essenziale che l’angolazione delle tubazioni sia accuratamente calcolata per consentire il corretto deflusso delle acque reflue gravitazionalmente.

Inoltre, l’installazione di dispositivi come sifoni e ventose previene l’ingresso di odori sgradevoli negli ambienti interni e contribuisce a mantenere il sistema igienico e funzionale nel tempo.

Tipologie di Impianti di Scarico

Gli impianti di scarico possono essere di due tipi:

A doppio tubo: Realizzati con due tubi distinti per lo scarico, per smaltire separate le acque nere e quelle bianche.
A tubo singolo: Nel quale confluiscono indistintamente le acque nere e quelle bianche.

Qualora fosse possibile, è sempre consigliabile avere un impianto di scarico a doppio tubo perché offre il vantaggio di una maggiore igienicità. Optando per questa soluzione, infatti, si evita che il riflusso e il cattivo odore delle acque nere, risalgano attraverso gli scarichi di lavandini, docce, vasche, ecc.

Ad ogni modo, per evitare il fenomeno del riflusso, esistono dei componenti di collegamento tra le singole apparecchiature igieniche e le condutture di scarico, costituite da un tubo ricurvo (in metallo, plastica o PVC) detto sifone.

Il sifone può avere una forma ricurva a “pera”, a“ U”, oppure a “S”, che ospita sempre una piccola quantità d’acqua in grado di impedire il ritorno e l’uscita degli odori sgradevoli. Proprio a causa della sua forma ricurva, il sifone tuttavia rallenta il deflusso delle acque di scarico, favorendo talvolta il deposito delle sostanze in sospensione con conseguente ostruzione della condotta.

Per questo, i sifoni devono essere sempre ispezionabili e pulibili, in modo da poter asportare le sostanze che causano l’intasamento.

Componenti dell’Impianto di Scarico

L’impianto di scarico è costituito da:

Tubazioni orizzontali con leggera pendenza (superiore all’ 1%) che collegano i singoli apparecchi di servizio ad una cassetta di ispezione.
Tubazione orizzontale, con pendenza superiore all’1%, che collega la cassetta di ispezione alla braga situata sotto al WC.
Colonna di scarico (o fecale) che si sviluppa verticalmente, destinata a ricevere le acque nere e a convogliarle nell’impianto fognario pubblico, previa il passaggio in un pozzetto d’ispezione.
Sfiato di ventilazione, collocato generalmente sulla copertura del fabbricato.

Apparecchiature Igieniche dell’Impianto Idraulico

Le apparecchiature che compongono l’impianto idraulico solitamente includono:

Lavello cucina: Montato su staffe di acciaio o inserito in un mobile predisposto, deve essere posizionato in modo che il bordo superiore si trovi tra gli 80 e gli 85 cm dal pavimento.
Lavatrice e lavastoviglie: Per la presa d’acqua destinata alla lavatrice o alla lavastoviglie, è necessario solitamente predisporre una presa d’acqua fredda.
Lavabo bagno: Può essere montato su staffe di acciaio, appoggiato su una colonna in porcellana, appoggiato o incassato ad un mobile bagno. In tutti i casi, è importante posizionarlo ad un’altezza di circa 80 cm dal pavimento.
Vasca e doccia: La vasca, solitamente in ghisa o in acciaio smaltato, può essere scelta, nei prodotti di più recente fattura, in acrilico (o metacrilato), resina, vetroresina o corian. Analogamente, per la doccia è necessario prevedere un piatto per la raccolta dell’acqua, un braccio a snodo con rubinetto e uno scarico con le stesse specifiche di pendenza e dimensioni del tubo.
Bidet: Può essere appoggiato direttamente sul pavimento, filo muro oppure sospeso su staffe. È provvisto di miscelatore monocomando per l’erogazione dell’acqua calda e fredda.
Vaso: Può essere con scarico a pavimento o attacco a parete, sospeso o filo muro. È già fornito coni sifone integrato.

Schema Impianto Idraulico

Analizzate tutte le componenti di un comune impianto idraulico, è possibile realizzare lo schema dell’impianto, necessario sia in fase di cantierizzazione dell’opera per comunicare all’impresa esecutrice tutti i dettagli necessari alla sua realizzazione, che in fase di approvazione del progetto.

Per progettare un impianto idraulico può essere molto d’aiuto utilizzare un software BIM impianti MEP con cui puoi modellare l’impianto in 3D.

Partendo dal modello del progetto architettonico, è possibile modellare le tubature (adduzione scarico, distribuzione, acqua calda, fredda, ecc.) ed inserire le apparecchiature direttamente da una ricca libreria di oggetti BIM. In questo modo la progettazione è realistica e dettagliata e si evitano problemi e imprevisti in fase di realizzazione dell’impianto.

Dimensionamento Impianto Idrico Sanitario: Esempio Pratico

Di seguito un esempio di dimensionamento di un impianto idrico sanitario, partendo dai dati di progetto fino al dimensionamento delle tubature.

Dati di Progetto

Utenza: Abitazione privata
Locali interessati: Cucina, Bagno A, Bagno B + Antibagno
2 diramazioni:
- Diramazione 1: Cucina, Bagno A
- Diramazione 2: Bagno B + Antibagno

Calcolo delle Unità di Carico (UC)

Per ogni tratto di tubazione, è essenziale calcolare le Unità di Carico (UC) da gestire.

Di seguito le UC per ogni elemento:

Ambiente	UC
Bagno A	4
Bagno B	4
Cucina	10

Portata Massima Contemporanea

In relazione alle UC, definiamo la portata massima (l/s) per ogni tratto. Per determinare il valore di progetto della portata totale ci vengono in aiuto le curve o le tabelle di contemporaneità.

Sommando le unità di carico totali per ogni ambiente e ricercando questo valore nella tabella, otteniamo:

Unità di carico totali = 4 (Bagno A) + 4 (Bagno B) + 10 (Cucina) = 18 UC.

Dalla tabella della portata massima contemporanea, 18 U.C. corrispondono ad una portata di 0,36 l/s.

Definizione Diametro Tubature

Seguendo le tabelle date dalla Norma UNI 9182, possiamo individuare la dimensione delle tubature (espressa in pollici) ricordando che la velocita massima deve essere inferiore a 2 m/s.

Quindi utilizzando una vmax di 1,5 m/s alla colonna è attribuito un tubo di diametro 1″. Questo ragionamento verrà effettuato anche per le diverse diramazioni presenti nell’edificio.

Dimensionamento Impianto di Scarico delle Acque Reflue

Nella seguente tabella sono presenti tutti i valori US (Unità di Scarico) per ogni elemento.

Ambiente	US (Unità di Scarico)
Bagno A	5
Bagno B	12
Cucina	4

Il totale dei valori dell’Unità di Scarico corrisponde a: 5 US + 12 US + 4 US = 21 US. A questo valore, dalla normativa di riferimento, corrisponde un tubo da un diametro di 80 mm. Questo però è un minimo, quindi è possibile utilizzare dei diametri più grandi, infatti si tende ad utilizzare sempre tubi con un diametro minimo di 100 mm.

Materiali e Tecniche per la Realizzazione dell'Impianto Idraulico

Quando si parla di impianto idraulico si fa riferimento a un insieme molto ampio di elementi che è indispensabile conoscere per orientarsi al meglio in una corretta progettazione. Gli impianti idraulici di casa sono estremamente diversi uno dall’altro.

Impianto di Adduzione e Materiali

L’impianto di adduzione dell’impianto idraulico è composto da una tubazione di arrivo, inizialmente interrata. All’interno dell’abitazione si dipartono le tubazioni di distribuzione che terminano alle varie utenze e alla centrale di produzione di acqua calda sanitaria, nonché del circuito di riscaldamento.

I tubi in polipropilene sono molto pratici per la realizzazione di tubazioni di alimentazione idrica per l’impianto idraulico. Per le giunzioni serve il polifusore, strumento per saldare le parti a caldo. Con la cesoia a scatto è possibile tagliare i tubi con molta precisione e senza la formazione di sbavature.

Dopo aver scaldato le estremità con il polifusore, i pezzi vanno inseriti uno nell’altro rispettando l’orientamento corretto ed esercitando una certa pressione. La fusione trasforma i due pezzi in un corpo unico garantendo la tenuta idraulica e la resistenza meccanica.

Nella realizzazione di impianti complessi conviene usare il polifusore, ben saldo al banco, ed eseguire le giunzioni tra barre diritte e relativi raccordi. I giunti in materiale plastico possono ricevere rubinetti in metallo collegati per avvitatura.

Impianto Idraulico con Tubi di Rame

Il tubo di rame per l’impianto idraulico è venduto in diametri da 10 a 54 mm, in barre o in rotoli. A seconda del diametro, si trova in rotoli da 25 a 100 metri e quindi la necessità di unire più spezzoni è ridotta al minimo. Essendo il rame un ottimo conduttore di calore, per evitare cali di rendimento si usa quasi sempre del tubo rivestito all’esterno da una guaina di plastica o poliuretano, più o meno spessa.

I tubi in rame sono molto flessibili ed è possibile curvarli inserendoli in una particolare molla d’acciaio armonico che serve per evitare che il tubo si schiacci riducendo il passaggio dell’acqua. Se si curva il rame con altri mezzi, per evitare lo schiacciamento, si può riempire il tubo di sabbia prima di curvarlo.

Giunzioni e Saldature

Per preparare un giunto ad imbocco svasato si taglia e si sbava il tubo. Non bisogna dimenticare di inserire la ghiera prima di iniziare il lavoro. Si inserisce il tubo nel morsetto corrispondente al suo diametro lasciando la parte terminale a filo della matrice e si stringe. Si posiziona il morsetto sulla matrice e si stringe la vite. Il maschio allarga i bordi del tubo. Una volta smontati matrice e morsetto si procede appoggiando la parte conica del giunto sull’imbocco svasato.

Si procede al montaggio infilando sul tubo la ghiera filettata e l’anello biconico. Si inserisce poi il tubo nel raccordo o nel rubinetto fino a raggiungere il fondo della sede. Grazie alla sua malleabilità il rame si calza sul cono del giunto realizzando una tenuta perfetta.

Le due parti che vanno a contatto devono essere pulite con tela o fibra abrasiva. Si cospargono le parti di pasta decapante, detta anche “pasta salda”, con un pennellino facendo attenzione a non toccarla con le mani perché è corrosiva e potrebbe causare ustioni. Il tubo va inserito nel raccordo e girato a destra e a sinistra alcune volte per favorire la distribuzione uniforme della pasta decapante asportando quella in eccesso con uno straccio.

Con il cannello (quello utilizzato nella saldatura a gas) si scaldano i pezzi dell’impianto idraulico. Dopo circa 30 secondi la pasta inizia a fumare abbondantemente, segno che i pezzi sono in temperatura. A questo punto si appoggia il filo di lega stagno-argento-piombo nel punto di congiunzione tra tubo e raccordo. La fusione è immediata e la lega si distribuisce con rapidità tra i due pezzi raggiungendo anche la parte opposta al punto di appoggio.

Fissaggio dei Tubi in Rame a Parete

I corretti posizionamento e fissaggio del tubo al muro si ottengono con fissatubi in acciaio che abbracciano saldamente il tubo grazie a due semicollari: uno è premuto dalla testa delle viti contro l’altro, dove le viti fanno presa nella loro sede filettata. Dalla stessa parte è fissata la vite di accoppiamento con il tassello ad espansione per un robusto aggancio al muro.

Si praticano i fori nel muro con un trapano dotato di limitatore di profondità e raccoglipolvere. Si rimuove il residuo di polvere soffiando con aria compressa e si inseriscono i tasselli nei fori portandoli a filo con la superficie del muro, in modo che non sporgano all’esterno. La conformazione del collarino a cerniera permette l’avvitamento a mano sino in fondo, senza utilizzare strumenti.

Tubi in Acciaio Zincato

Sono senz’altro i più difficili da lavorare per la realizzazione dell’impianto idraulico e richiedono anche la disponibilità di alcune attrezzature specializzate. I tubi in acciaio sono prodotti in diametri diversi che vanno dai 3/8 di pollice fino a diversi pollici.

Per il collegamento di pezzi successivi è necessario procedere alla filettatura delle estremità in modo da potervi avvitare i giunti di collegamento. I giunti sono prodotti in varie fogge (diritti, a T, a gomito, a quattro vie, ecc). In pratica le condutture in tubi d’acciaio si eseguono tagliando e filettando pezzi di tubo che vengono avvitati uno dopo l’altro per mezzo dei giunti.

I tubi in acciaio possono correre nelle pareti, ma possono anche essere lasciati scoperti. Il fissaggio è realizzato con tasselli ad espansione dotati di testa a collare.

Filettatura dei Tubi in Acciaio

Per filettare l’estremità di un tubo è necessario utilizzare un apposito apparecchio, la “filiera”, che è costituita da un cilindro entro il quale si inserisce una matrice dentata che viene fatta agire sull’estremità del tubo. Sono disponibili in commercio set di filiere con matrici di vari diametri: per un uso non professionale può andare bene una dotazione da 3/8” a 1”.

Il cavalletto è un treppiede che sorregge una morsa la cui parte superiore è rovesciabile per meglio collocare il tubo che deve essere lavorato. L’estremità da filettare deve essere tagliata perfettamente a 90 gradi rispetto all’asse del tubo e non avere sbavature. È anche utile praticare sull’estremità un invito conico per mezzo di una lima.

Dopo aver bloccato il tubo da filettare ed aver applicato la filiera, la si ruota in senso orario in modo che i suoi denti scavino il filetto. Durante il lavoro si olia la filettatura che si sta formando. Quando la filettatura ha un’estensione di almeno 20 mm si può svitare la filiera e pulire il filetto con uno straccio per eliminare le bave.

Inserire una Derivazione

Per allacciare una tubazione derivata ad un tubo di acciaio zincato bisogna tagliare il tubo, inserire un raccordo a T e ripristinare la continuità del tubo. Si taglia il tubo asportandone un pezzo lungo quanto il giunto a T più 25-30 mm e si procede alla filettatura delle due estremità. Su una di queste va avvitato il giunto a T.

Per collegare il T con il rimanente tratto di tubo si utilizza la “vite doppia” composta di due parti: una va avvitata sul giunto a T, l’altra sul tubo e, quindi, per mezzo di una ghiera con guarnizione, i due pezzi del giunto vengono avvitati e stretti. Infine, a partire dalla bocca di svincolo del giunto a T, si avvita un altro tubo che prosegue verso il servizio da alimentare.

Accessori Idraulici per il Risparmio Idrico

Il consumo idrico giornaliero pro-capite si aggira intorno ai 130/140 litri giornalieri e a ben vedere si tratta di un quantitativo enorme. Risulta quindi fondamentale utilizzare una gamma di prodotti studiata per massimizzare il risparmio d’acqua fino al 50% facili da installare.

Sigillature e Guarnizioni

Dopo aver eseguito la filettatura si pulisce il filetto dall’olio e dai trucioli e lo si prepara coprendolo con il nastro di teflon che possiede ottime caratteristiche di inalterabilità. Per favorire la presa del raccordo bisogna lasciare quasi scoperto il primo filetto, ma coprire abbondantemente gli altri.

Per rendere stagna la giunzione filettata, si può utilizzare anche la canapa avvolgendola lungo la filettatura, procedendo in senso orario, fino a riempire quasi totalmente lo spazio fra i filetti. Si stende con il dito, sulla canapa avvolta, la pasta per guarnire e si avvita il giunto, prima a mano, serrando successivamente con i giratubi.

Migliorare la Tenuta dei Tubi

Per sigillare i raccordi filettati si possono impiegare anche le moderne guarnizioni liquide. Particolarmente indicate per sigillare filettature lasche di raccordi metallo/metallo, resistono alle dilatazioni termiche ed a temperature tra -55°C e +150°C. Si applica avvolgendolo su filettature pulite in quantità proporzionale al diametro.

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