Schema Impianto Idraulico di Riscaldamento: Funzionamento e Componenti
L’impianto idraulico è l’insieme delle reti preposte alla distribuzione di acque, gas o fluidi vettori di un edificio. Possiamo vedere fin da subito quindi che all’interno della definizione di impianto idraulico è compreso un insieme molto ampio di elementi.
In questa guida approfondita, esploreremo le varie sfaccettature di progettazione, offrendo una panoramica completa sugli aspetti chiave degli impianti idrico sanitari. In particolare, analizzeremo il funzionamento e i componenti di un impianto idraulico di riscaldamento.
Cos'è un Impianto Idraulico?
L'impianto idraulico di acqua sanitaria comprende le reti di distribuzione di acqua potabile e non potabile per uso domestico, in particolare quello civile per lavarsi o per accumulo. Di base, l’acqua fredda in entrata alimenta direttamente i vari erogatori (i rubinetti) e sanitari. Inoltre viene riscaldata da una caldaia, così da poter essere distribuita anche calda in base all’attivazione del miscelatore. Questo significa che ogni sanitario è collegato a un tubo per l’acqua calda e uno per l’acqua fredda. Il fine ultimo di un impianto idraulico è quello di garantire una corretta e sufficiente erogazione delle acque e un loro successivo smaltimento.
Che cos'è l'Impianto Termico?
L'impianto è considerato termico sopra i 5kW di potenza e se la sua destinazione d'uso è di climatizzazione degli ambienti durante tutte le stagioni. Sono gestiti da un apparecchio che produce calore tramite la combustione di materiale fossile come ad esempio le caldaie che funzionano a gas, pompe di calore a gas o apparecchi che bruciano il carbone o ad olio, etc.
Componenti Chiave di un Impianto Idraulico Sanitario
Andiamo ad analizzare brevemente le componenti di un impianto idraulico sanitario standard. Un impianto idraulico vede il proprio punto di partenza coincidere con il punto di riconsegna del contatore. L’impianto idraulico sanitario viene intercettato all’ingresso dell’abitazione da una chiave d’arresto principale (detta anche saracinesca). Le chiavi d’arresto secondarie dell’impianto sono i rubinetti. Il collettore è la componente dedicata alla distribuzione dell’acqua in pressione nel circuito idrico in modo ordinato a tutte le utenze. Lungo il percorso tra questi due sono presenti delle “sotto-uscite”, chiamate derivazioni.
Gli impianti idrico-sanitari si compongono di diversi elementi chiave, ognuno dei quali svolge un ruolo fondamentale nel garantire un funzionamento efficiente e affidabile. In questo contesto, esamineremo in dettaglio alcune componenti cruciali, focalizzandoci su pompe, circolatori, serbatoi, autoclavi, contatori, misuratori, tubazioni e collettori.
Pompe e Circolatori
Le pompe e i circolatori rappresentano il cuore pulsante degli impianti idrico-sanitari. La loro funzione primaria è garantire la corretta circolazione dell’acqua all’interno del sistema. Le pompe forniscono la pressione necessaria per distribuire l’acqua in modo uniforme, mentre i circolatori assicurano un flusso continuo, particolarmente importante nei sistemi di riscaldamento. Una corretta selezione e manutenzione di queste componenti sono essenziali per il corretto funzionamento dell’impianto.
Serbatoi ed Autoclavi
I serbatoi e le autoclavi sono componenti che contribuiscono alla regolazione della pressione dell’acqua all’interno dell’impianto. I serbatoi accumulano acqua, garantendo una fornitura costante anche in caso di picchi di consumo. Le autoclavi, invece, utilizzano la pressione dell’aria per mantenere una pressione costante nel sistema, ottimizzando l’efficienza e riducendo gli sprechi.
Contatori e Misuratori
La misurazione accurata del consumo d’acqua è fondamentale per la gestione e il monitoraggio dell’impianto. I contatori e i misuratori forniscono dati cruciali sul volume d’acqua utilizzato, consentendo una valutazione precisa del consumo e facilitando la rilevazione di eventuali perdite. L’installazione corretta di questi dispositivi contribuisce alla sostenibilità e alla gestione efficiente delle risorse idriche.
Tubazioni e Collettori
Le tubazioni costituiscono la “rete vascolare” degli impianti idrico-sanitari. La scelta di materiali di alta qualità, come acciaio inox, polipropilene o multistrato, è essenziale per garantire durata, resistenza alla corrosione e prestazioni ottimali. Le tubazioni devono essere dimensionate correttamente per evitare problemi di pressione e flusso. Le tubazioni devono garantire un flusso libero e prevenire intasamenti, mentre i collettori raccolgono e convogliano le acque reflue in modo sicuro verso i sistemi di depurazione. Una progettazione attenta di queste componenti è essenziale per evitare problemi igienico-sanitari e garantire il rispetto delle normative.
Tipologie di Impianto Idraulico
Esistono diverse tipologie di impianto idraulico, tra cui:
- In derivazione: Questo è il sistema più utilizzato nelle ristrutturazioni.
- A collettore: Questa tipologia d’impianto viene detta anche “sistema a ragno“. Un impianto di questo tipo prevede una tubazione che, partendo da un collettore arriva ai singoli apparecchi di servizio o sanitario. Perciò ogni punto acqua di erogazione dell’appartamento è servito soltanto da un tubo.
Per la distribuzione di piano è preferibile la cosiddetta distribuzione a collettore. Ogni punto di erogazione è servito singolarmente da un proprio tubo, posato in soluzione unica senza giunzioni, che parte da un collettore centrale di distribuzione ed arriva alle singole utenze. I collettori devono essere posizionati in una cassetta dedicata, in un punto facilmente accessibile per facilitare le eventuali operazioni di manutenzione.
Materiali Utilizzati per le Tubature
I materiali più comunemente impiegati per la realizzazione delle tubature includono:
- acciaio zincato: saldabile e filettabile
- acciaio nero: saldabile e filettabile, richiede verniciatura o catramatura esterna per la protezione dalla corrosione; utilizzato principalmente per condotte di grosso diametro con giunzioni flangiate
- acciaio inox: disponibile in diverse tipologie, come tubi leggeri saldabili, tubi di serie media o pesante saldabili e filettabili, tubi a parete sottile per sistemi a pressare
- rame: disponibile in rotoli o verghe a seconda del diametro, utilizzabile con raccordi a saldare, a pressare o a stringere
- polipropilene tubo flessibile: con raccordi da stringere
- multistrato: composto da un tubo in polietilene reticolato ricoperto da uno strato di alluminio e un altro strato in plastica; i raccordi possono essere da pressare o da stringere.
Per garantire prestazioni ottimali, le tubature vengono rivestite con materiali isolanti, come il neoprene, con uno spessore compreso tra i 5 e i 12 mm. Questo rivestimento offre diversi vantaggi, tra cui la protezione dalle corrosioni, la prevenzione della condensazione esterna per le condutture dell’acqua fredda, la riduzione della dissipazione del calore per quelle dell’acqua calda e l’assorbimento di rumori e vibrazioni causati dal flusso d’acqua a pressioni elevate.
Appena superata "l'era del rame" nell'installazione dei circuiti idraulici di riscaldamento, ecco spuntare il cosiddetto "multistrato" che non ha un elevato indice di conducibilità, ma che in compenso ha dei costi e tempi di installazione davvero senza precedenti e dunque bassissimi. Tanto da non dover considerare la differenza dispersione di conducibilità che si compensa con la nuova e correlata classe energetica delle nuove caldaie in commercio.
Impianto di Scarico delle Acque Reflue
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.
Gli impianti di scarico possono essere di due tipi:
- a doppio tubo, cioè realizzati con due tubi distinti per lo scarico, per smaltire separate le acque nere e quelle bianche;
- 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.
Nelle case singole e nelle villette che non possiedono un impianto di fognatura collegato alla rete di scarico pubblica, l'eliminazione delle acque nere avviene attraverso consutture che scaricano in uno speciale serbatoio, chiamato "fossa settica" oppure "pozzo nero".
La Progettazione dell'Impianto Idraulico Sanitario
La progettazione degli impianti idrico-sanitari costituisce una fase cruciale nella realizzazione di edifici funzionali ed efficienti. Approfondiamo questo processo, concentrandoci sulle sfide e le soluzioni che caratterizzano la progettazione degli impianti idrico-sanitari.
Analisi delle Esigenze e Sfide Iniziali
La prima fase della progettazione comporta un’analisi approfondita delle esigenze dell’edificio e delle sfide specifiche. La varietà di utilizzi dell’acqua all’interno di una struttura, inclusi bagni, cucine e sistemi di riscaldamento, richiede un’approccio personalizzato. Le sfide possono includere la distribuzione uniforme dell’acqua, la gestione delle temperature e la conformità alle normative locali e nazionali.
Dimensionamento Adeguato degli Impianti
Una progettazione accurata tiene conto del numero di utenti, del consumo d’acqua previsto e della pressione richiesta. Sottostimare o sovrastimare queste variabili può portare a inefficienze, perdite d’acqua o malfunzionamenti complessivi del sistema.
Scelta dei Materiali e Tecnologie Avanzate
La selezione dei materiali è fondamentale per garantire la durata e l’efficienza dell’impianto. Le moderne tecnologie offrono una gamma diversificata di materiali, tra cui acciaio inox, polipropilene e multistrato. Le soluzioni avanzate, come i sistemi a pressare o a stringere, possono semplificare l’installazione e migliorare l’affidabilità del sistema.
Sostenibilità ed Efficienza Energetica
Gli impianti idrico-sanitari devono essere progettati considerando l’efficienza energetica e l’utilizzo di tecnologie a basso impatto ambientale. La raccolta delle acque piovane, ad esempio, rappresenta una pratica sostenibile sempre più integrata nei progetti.
Adozione degli Strumenti Digitali
L’integrazione con software per la progettazione di impianti idraulici rivoluziona la progettazione degli impianti idrico-sanitari. Questa metodologia consente una progettazione dettagliata, facilitando la visualizzazione e l’analisi del sistema in tutte le fasi del progetto. Ciò contribuisce a ridurre errori, ottimizzare i costi e migliorare la collaborazione tra i vari attori coinvolti nella realizzazione dell’edificio.
Dimensionamento di un 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
Schema Idraulico
Per ogni tratto di tubazione, è essenziale calcolare le Unità di Carico (UC) da gestire.
Unità di Carico (UC) per Tratto di Tubazione
Di seguito le UC da gestire per ogni tratto di tubazione:
| Ambiente | UC |
|---|---|
| Bagno A | [Valore UC] |
| Bagno B | [Valore UC] |
| Cucina | [Valore UC] |
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. Sommiamo le unità di carico totali per ogni ambiente e andiamo a ricercare questo valore nella tabella.
Definizione Diametro Tubature
Seguendo sempre le tabelle date dalla Norma UNI 9182, possiamo individuare la dimensione delle tubature (espressa in pollici) ricordando che la velocità 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
Dimensionamento Diramazioni di Scarico
Nella seguente tabella sono presenti tutti i valori US (Unita di Scarico) per ogni elemento.
| Ambiente | US (Unità di Scarico) |
|---|---|
| Bagno A | [Valore US] |
| Bagno B | [Valore US] |
| Cucina | [Valore US] |
Il totale dei valori dell’Unità di Scarico corrisponde a: [Totale 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 in si tende ad utilizzare sempre tubi con un diametro minimo di 100 mm.
Normative di Riferimento
Gli impianti domestici devono essere progettati a regola d’arte, nel rispetto del DM 37/08 ed in conformità alle norme tecniche armonizzate europee.
- UNI 9182 (2014): Specifica i criteri tecnici ed i parametri da considerare per il dimensionamento delle reti di distribuzione dell’acqua destinata al consumo umano.
- UNI EN 12056 (2001): Divisa in 5 parti, indica requisiti e prestazioni e fornisce indicazioni per la corretta progettazione e calcolo di impianti per acque reflue e sistemi per l’evacuazione delle acque meteoriche.
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