Post on 04-Jan-2016
description
1
Convegno – Corso di formazione
RETI DI SCARICOE IMPIANTI FOGNARI
ANCONA – Sede Multiservizi Spa
4 ottobre 2007
Ing. Davide Vitali – via Valle Miano 49 Ancona
Tel. 0712804273 – ing.vitali@ingegneri.an.it
2
RETI DI SCARICOE IMPIANTI FOGNARI
SISTEMI PER L'ALLONTANAMENTO DELLE ACQUE REFLUE
SISTEMI PER L'ALLONTANAMENTO DELLE ACQUE METEORICHE
3
SISTEMI PER L'ALLONTANAMENTO
DELLE ACQUE REFLUE
Conoscere i principi di funzionamento
Conoscere le problematiche degli scarichi all'interno delle abitazioni civili
Conoscere i parametri utili alla progettazione
Calcolare la rete di scarico
4
Normativa utile
Normativa generale
Legge 36/1994 (Legge Galli)
Legge 319/1976 (Legge Merli)
D.M. 12/12/1985
D.P.C.M. 5/12/1987
UNI EN 476/99
UNI EN 1610/99
5
Normativa utile
Normativa UNI EN per gli impianti di scarico all'interno degli edifici
UNI EN 12056-1/2001
UNI EN 12056-2/2001
UNI EN 12056-3/2001
UNI EN 12056-4/2001
UNI EN 12056-5/2001
(Sistemi di scarico funzionanti a gravitàall'interno degli edifici - ...)
6
DefinizioniAcque reflue: sono le acque contaminate dall'uso e tutte le acque che confluiscono nel sistema di scarico:
Acque di scarico domestiche
Acque industriali
Acque di condensa
Acque meteoriche
Si dividono in:
Acque nere o fecali
Acque grigie saponose o grasse (non contaminate da materie fecali o urine)
Acque bianche o meteoriche
7
Note generali
Le due reti (acque reflue e acque bianche) devono essere separate fino al recapito nei rispettivi corpi ricettori (può essere anche il medesimo).
I discendenti delle acque meteoriche non dovranno essere utilizzati come condotti di esalazione delle reti di scarico dei reflui.
Le rete di scarico in nessun modo deve essere fissata alla struttura portante dell'edificio.
8
Requisiti
La rete interna di scarico dovrà possedere i seguenti requisiti:
Rapido smaltimento delle acque
Perfetta tenuta per acqua e gas
Resistenza alla corrosione
Essere autopulente (autopulibilitàgarantita se la velocità supera almeno una volta al giorno 0,7 m/s)
9
Requisiti
Dispositivi per dilatazioni termiche
Elasticità per gli assestamenti del fabbricato
Dispositivi per consentire ispezione e pulizia
Dispositivi antiriflusso
10
Principi
Negli impianti il deflusso delle acque usate deve avvenire per:
gravità
occupando solo parzialmente la sezione delle tubazioni
Con il minimo rumore possibile
Favorendo la circolazione dell'aria nelle tubazioni
11
Parametri
Pendenze minime consigliate:
Diramazioni di allacciamento degli apparecchi sanitari >=2%
Diramazioni di raccolta di allacciamenti di sanitari >=2%
Collettori di scarico di acque usate interni all'edificio >=1,5%
Fognature interrate (fino al recapito esterno)>=2%
12
Parametri
Gradi di riempimento consigliati:
Diramazioni di scarico e di raccolta50%
Collettori entro il perimetro dell'edificio70%
Collettori interrati esterni all'edificio80%
13
Parametri
Per scarichi con presenza di liquidi grassi deve essere previsto un separatore, prima dell'immissione nella rete comunale
Il collettore in prossimità del recapito dovrà essere dotato, nel verso del flusso di scarico, d'ispezione e sifone
14
Materiali
15
IMPIANTO
16
Principi di funzionamento
Il sifone
17
Principi di funzionamentoIl sifone
Assicura la tenuta idraulica verso i gas presenti nell'impianto di scarico (tappo idraulico)
Posto alla fine della rete interna, prima dell'immissione nella rete comunale
Ogni apparecchio sanitario ha un proprio sifone attraverso il quale è allacciato alla diramazione di scarico
Tappo idraulico di ordinari sifoni ha un'altezza pari a 5-8 cm, con pressione di 500-800 Pa al fondo (3,5 cm inadeguato)
18
Principi di funzionamentoIl sifone
Caratteristiche:
– Autopulibilità
– Superficie interna esente da scabrosità
– Facile accessibilità e smontabilità
Depressioni massime consentite:250 Pa
Dopo uno scarico l'acqua scende a 10 m/s
Il liquame spinge l'aria verso il basso e risucchia aria dall'alto
19
Principi di funzionamentoIl sifone
Aspirazione aria 25 l ogni litro di scarico (sistema I)
Dispositivo di ventilazione idoneo, altrimenti gorgoglii
Se il deflusso a valle è ostacolato, si creano delle pressioni che possono immettere cattivo odore
20
Principi di funzionamento - Il sifoneSifonaggio per depressione
21
Principi di funzionamentoIl sifone
SIFONAGGIO PER ASPIRAZIONE (DEPRESSIONE)
L'acqua in fondo al sifone, messa in movimento dalla depressione, è risucchiata verso il canotto
L'aria è aspirata dall'ambiente, nella rete
Parte dell'acqua è immessa nello scarico e il sifone diminuisce o perde completamente efficienza
Lo stesso può avvenire anche per compressione
22
Principi di funzionamento - Il sifoneSifonaggio per aspirazione e compressione
23
Principi di funzionamento
Il sifone –Sifonaggio per aspirazione e compressione
24
Sistemi di scarico
Tipi di sistema
Configurazioni di sistema
– Con ventilazione primaria
– Con ventilazione secondariaParallela diretta
Parallela indiretta
Diramazioni di scarico ventilate
– Miste
25
Sistemi di scarico
Tipi di sistema
(in funzione del grado di riempimento – da 50 a 100% - e della separazione dei condotti di raccolta tra le acque grigie e nere)
In generale, sono consigliati:
- diramazioni di scarico riempite al 50%
- ventilazione primaria
- colonne di scarico separate per le acque grigie e nere
26
Sistemi di scarico
Configurazioni del sistema
Diramazione di scarico o di raccolta
– Con ventilazione
– Senza ventilazione
Colonne
– Ventilazione primaria
– Ventilazione secondaria
Parallela diretta
Parallela indiretta
Diramazioni di scarico ventilate
27
Sistemi di scarico
Configurazione di sistema con ventilazione primaria
Circolazione aria e controllo pressione nella colonna avvengono nella colonna stessa
Il diametro della colonna consente lo scarico dei reflui e la libera circolazione dell'aria
L'immissione dell'aria nella colonna, risucchiata dagli scarichi, avviene attraverso l'apertura in cima alla colonna della ventilazione
28
Sistemi di scarico
29
Sistemi di scarico
30
Sistemi di scarico
Configurazione di sistema con ventilazione secondaria parallela
La ventilazione della colonna di scarico avviene attraverso una tubazione parallela, direttamente collegata alla colonna di scarico
Il pistone idraulico non crea problemi
31
Sistemi di scarico
32
Sistemi di
scarico
33
Sistemi di scarico
Configurazione di sistema con ventilazione secondaria parallela indiretta
La colonna di scarico ha una tubazione parallela di ventilazione alla quale èindirettamente collegata
La movimentazione dell'aria avverrà nella colonna parallela, passando sempre attraverso i collettori
34
Sistemi di
scarico
35
Sistemi di
scarico
36
Sistemi di scarico
Configurazioni
miste
37
Sistemi di scarico
Configurazioni
miste
38
Sistemi di scarico
Configurazioni
miste
39
Il funzionamentoLo scarico deve avvenire per gravità, occupando solo parzialmente la sezione delle condotte
Minimo rumore
Favorire la circolazione dell'aria
Miscela di reflui in caduta libera entro la sezione ed in parte lungo le pareti
– Davanti sovrapressione, tanto più quanto maggiori
sono le resistenze alla circolazione aria
– Dietro depressione, tanto più grande quanto
maggiori sono le resistenze all'entrata dell'aria
40
Il funzionamento
Quando il fluido si arresta bruscamente (piede colonna) avrò una compressione e poi una depressione (a causa del pistone idraulico) – mai allacciare apparecchi vicino ai tratti molto perturbati!
41
Il funzionamento
42
Il funzionamento
(Codificato dall'UNI e suggerito dalla UE)
43
Il funzionamento
Unità di scarico e tempi di svuotamento
44
LA VENTILAZIONE
VENTILAZIONE DI TIPO PRIMARIO
– Limiti della configurazione del Sistema I con ventilazione primaria e diramazioni non ventilate
– Limiti per le diramazioni di scarico non ventilate
– Limiti per le diramazioni di scarico ventilate
– Limiti per le diramazioni di raccolta
– Limiti per la colonna e per il collettore
45
LA VENTILAZIONE
VENTILAZIONE DI TIPO SECONDARIO
– Ventilazione di tipo parallelo diretto
– Ventilazione di tipo parallelo indiretto
46
LA VENTILAZIONE
I tratti di ventilazione delle colonne non possono essere adibiti ad altra funzione se non a quella d'aerazione della colonna
La colonna per la sua completa lunghezza (tronco di ventilazione compreso) deve necessariamente lo stesso diametro
Il tronco di ventilazione deve fuoriuscire dal tetto, deve restare libero e non deve avere alcuna copertura o altri dispositivi che possono limitare l'ingresso dell'aria.
47
VENTILA-ZIONE
48
VENTILAZIONE TIPO PRIMARIO
Il metodo più semplice ed economico, consigliato
49
VENTILAZIONE TIPO PRIMARIO
LIMITI DELLA CONFIGURAZIONE DEL SISTEMA I CON VENTILAZIONE PRIMARIA
E DIRAMAZIONI NON VENTILATE
Limite principale: la portata – carico inferiore del 40% rispetto agli altri sistemi di ventilazione
Aumento della pressione al piede della colonna (compensata solo dopo una certa distanza dal piede) --> evitare allacciamenti al piede delle colonne
50
VENTILAZIONE TIPO PRIMARIO
Diametro minimo DN50
Se limiti non rispettati allora ventilare la diramazione
51
VENTILAZIONE TIPO PRIMARIO
52
VENTILA-ZIONE TIPO
PRIMARIO
53
VENTILAZIONE TIPO PRIMARIO
Diametri come quelli delle diramazioni non ventilate con ventilazione di un diametro inferiore – in realtà potrebbero essere tutte un po’ ridotte)
54
VENTILAZIONE TIPO PRIMARIO
55
VENTILAZIONE TIPO PRIMARIO
LIMITI PER LE DIRAMAZIONI DI RACCOLTA
Per gli ordinari bagni di appartamento (lavabo, bidet, vasca da bagno) è sufficiente il DN 60 dello scarico della vasca --> si usa il DN della US più elevata (limiti della figura 5)
Per le diramazioni di raccolta di servizi collettivi siesegue il calcolo tenendo conto della contemporaneità(aggiungendo eventualmente le portate continue):
)/()/( slQKslQ totww •=
Per i servizi collettivi il diametro interno deve essere >=83mm.
56
VENTILAZIONE TIPO PRIMARIO
Limiti per diramazioni di raccolta con DN70 o inferiore
57
VENTILAZIONE TIPO PRIMARIO
58
VENTILAZIONE TIPO PRIMARIO
LIMITI PER LA COLONNA ED IL COLLETTORE
Piede della colonna e cambi di direzione del collettore: repentine ed eccessive variazioni di pressione
Tratti della colonna soggetti a pressioni: nessun allacciamento
Scarico ai piani superiori: per ogni litro di reflui sono aspirati 25 l di aria
Se l'altezza del tratto di scarico supera i 10m allora maggiore è il tratto soggetto a pressioni dannose
59
VENTILAZIONE TIPO
PRIMARIO
60
VENTILAZIONE TIPO PRIMARIO
61
VENTILAZIONE TIPO
PRIMARIO
62
VENTILAZIONE TIPO
PRIMARIO
63
VENTILAZIONE TIPO SECONDARIO
Consente portate di scarico superiori del 40% rispetto alla primaria
Il diametro della colonna di ventilazione deve essere pari ad almeno i 2/3 della colonna di scarico e le diramazioni di ventilazione hanno lo stesso diametrodelle diramazioni di scarico
64
VENTILAZIONETIPO
SECONDARIO
65
VENTILAZIONETIPO
SECONDARIO
66
ISPEZIONI
Alla base di ogni colonna
Ad ogni confluenza di due o piùprovenienze
Ogni 15m di percorso lineare, se dia<100, o 30m se dia>100
Ad ogni cambio di direzione con angolo >45°
Al termine della rete interna di scarico, insieme al sifone e ad una derivazione
67
IL PROGETTO
REQUISITI DI PRESTAZIONE
CALCOLO
– Le unità di scarico (DU)
– Calcolo della portata delle acque reflue (Qww)
– Calcolo della portata totale (Qtot)
– Sifoni e diramazioni di scarico
– Calcolo dei sifoni e delle diramazioni di scarico
– Calcolo delle diramazioni di raccolta
– Colonne
– Collettori di scarico
68
IL PROGETTORequisiti di prestazione
a) non si devono provocare danni alla struttura
– Devono essere previsti nel progetto strutturale il passaggio delle colonne, dei collettori, dei vani per braghe
b) l'impianto non deve arrecare disturbo– In normali condizioni non deve trasmettere rumori
molesti, a qualunque ora. Nessuno scarico deve provocare gorgoglii nei sifoni degli altri servizi allacciati alla colonna
c) le tubazioni devono essere autopulenti– Bisogna verificare che, nei collettori, la velocità di
scorrimento possa raggiungere almeno la velocità di 0,7 m/s, anche se non di continuo (UNI EN 752-4)
69
IL PROGETTORequisiti di prestazione
d) igiene– Assumere precauzioni per evitare che in
conseguenza di perdite o riflusso non vi sia contaminazione di acque potabili e problemi per sicurezza e salute delle persone
– Se il collettore attraversa una sala idrica deve essere posto in controtubo
– Se attraversa proprietà private (ripostigli o garage) deve essere posto in controtubo o rivestito da mezzi protettivi
e) impermeabilità ai cattivi odori– Tenuta ai gas e acqua
f) resistenza meccanica e stabilità
70
IL PROGETTORequisiti di prestazione
g) protezione dal gelo (fragilità dei materiali)
h) protezione dal riflusso (nei casi possibili)
i) ventilazione– L'estremità deve trovarsi all'esterno dell'edificio,
lontano da aperture.
– Destinazione d'uso esclusiva per la ventilazione
j) protezione dalla condensa– Può accadere per perdite continue da WC.
Prevedere isolamento delle braghe e colonne
k) accessibilità alla rete (ispezioni – spazio idoneo)
l) sicurezza alla corrosione
71
IL PROGETTOIl calcolo
1) Unità di scarico: computo.
72
IL PROGETTOIl calcolo
2) Calcolo della portata delle acque reflue (Qww)
Si tiene conto della contemporaneità (intermittenza o continuità) con il coefficiente K
)/()/( slQKslQ totww •=
Qww: portata delle acque reflue (l/s)
K: coefficiente di contemporaneità
Qtot: somma unità di scarico
73
IL PROGETTOIl calcolo
74
IL PROGETTOIl calcolo
75
IL PROGETTO
Il calcolo
76
IL PROGETTOIl calcolo
3) Calcolo della portata totale delle acque reflue o portata di progetto (Q
tot)
Qtot
=Qww
+(portata apparecchi a flusso continuo+portata eventuali pompe)
4) Calcolo della rete - Sifoni e diramazioni di scarico – partendo dal sifone del singolo apparecchio si scende a valle
� Regola da seguire: aumentare di un diametroad ogni passaggio (vedi figura)
77
IL PROGETTOIl calcolo
78
ILPROGETTO
Il calcolo
Diametriminimi visti nelle tabelle
79
IL PROGETTOIl calcolo
� Numeri da considerare per diramazioni di scarico non ventilate:
� Pendenza non inferiore al 2%
� DN minimo 40 (solo per bacinella dentista)
� Per scarichi lavabo, bidet, doccia DN 50
� Per scarichi lavastoviglie, lavatrice, vasca, lavello DN 60
� Per scarichi WC DN 110
� Per altri vedere tabelle o analisi di dimensionamento
80
IL PROGETTO - Il calcolo
5) Calcolo delle diramazioni di raccolta
Si dimensiona per la portata dell'apparecchio con l'unità di scarico più grande
6) Colonne - Calcolo tabellare
E' funzione del tipo di braga (squadra o ad angolo)
La braga ad angolo migliora la portata del 30-40%
Le colonne con ventilazione parallela hanno una portata di circa il 40% superiore
La stessa colonna con braga ad angolo e ventilazione parallela ha una portata maggiore del 70%
81
IL PROGETTOIl calcolo
82
IL PROGETTOIl calcolo
83
IL PROGETTOIl calcolo
6) Collettori di scarico
La capacità deve essere calcolata (UNI EN 6.6.1)
Equazione di Colebrook-White o Prandtl-Colebrook
+⋅⋅−=
E
EgDJD
v
D
kgDJV
2
51,2
71,3log22 10
con la quale si calcola la velocità del liquido
84
IL PROGETTOIl calcolo
V: velocità media del flusso, in m/s
g: accelerazione di gravità, 9,81 m/s2
D: diametro della tubazione, in metri; nel nostro caso D=4Ri (raggio idraulico)
JE: gradiente idraulico (pendenza – numero puro)
K: scabrezza idraulica in metri (suggerito dalle UNI 0,001m)
v: viscosità cinematica del fluido m/s2 (suggerito dalle UNI 1,31*10-6)
85
IL PROGETTOIl calcolo
La portata si calcola moltiplicando la sezione bagnataper la velocità del liquido:
25872,0 DVQ ⋅⋅=
Q: portata del flusso, in l/s
D: diametro della tubazione, in metri; nel nostro caso D=4Ri (raggio idraulico)
0.5872: coefficiente legato al grado di riempimento (0,7 e raggio idraulico)
Dopo alcuni tentativi si ottiene il voluto diametro adeguato alla portata calcolata, con velocità sufficiente.
86
CONCLUSIONI
GENERALITA'
Sistema da privilegiare Sistema I (sistema di scarico con colonna di scarico unica e diramazioni di scarico riempite parzialmente): ventilazione primaria, riempimento 50%
Diramazioni di scarico ventilate se non possibile rispettare minimi diametri
Continuità idraulica mai interrotta fino al ricettore
Tutte le ispezioni a tenuta stagna
DIRAMAZIONI DI SCARICO
Pendenza >2%
Diametro minimo Di/De>50mm
Lunghezza massima sifone-colonna: 4m
87
CONCLUSIONINumero massimo di curve 90°: 3
Dislivello massimo in una diramazione (tra sifone dell'apparecchio sanitario e scarico in colonna) di un metro
DIRAMAZIONI DI RACCOLTA
Per bagni normali non serve il calcolo
Serve il calcolo per batterie
COLONNE DI SCARICO
Riferimento: PE 110 raccoglie 2 bagni per 6 piani massimo – carico massimo 4 l/s
Se ho ventilazione parallela ho il 40% in più
Accorgimenti contro il rumore
88
CONCLUSIONI
COLLETTORI
Pendenza minima dei collettori sotto l'edificio: 1,5%
Pendenza minima dei collettori fuori del contorno dell'edificio: >2%
A parità di diametro con una colonna, il collettore ha una portata maggiore (nel rispetto delle pendenze minime)
89
SISTEMI PER L'ALLONTANAMENTO DELLE
ACQUE METEORICHE
Componenti
Calcolo
Tabelle
90
IL PROGETTOIl calcolo
Ipotesi:
sistemi non sifonici (non in pressione)
riempimento del 27%(20%-30%)
1) determinazione dell'intensità di precipitazione (0,04 l/sm2=2,5l/minm2==intensità pluviometrica 150mm/h –oppure dati statistici ultimi 10 anni)
2) calcolo del carico delle acque pluviali da drenare (l/s) in funzione della superficie del tetto
Q=S*r*k
S: proiezione in pianta della superficie della copertura
r: intensità pluviometrica
k: coefficiente di scorrimento (1 per tetti inclinati)
91
IL PROGETTOIl calcolo
2) calcolo della grondaia
Riempimentomassimo del 80%
92
IL PROGETTOIl calcolo
93
IL PROGETTOIl calcolo
3) progettazione della bocca di efflusso
94
IL PROGETTO
Il calcolo
95
IL PROGETTO - Il calcolo
4) progettazione del pluviale (formula Wyly-Eaton)
96
NOTE FINALI
Per il corretto drenaggio delle acque meteoriche è bene porre in opera un pluviale per ogni 60-80 mq di tetto
La distanza massima tra due pluviali non deve superare 12 metri
Nelle rientranze o nelle deviazioni, la voluta non deve avere una pendenza inferiore al 15%
Grado massimo di riempimento dei pluviali pari a 27%
Pendenza del canale 2-4%, ma costante e stabile nel tempo
La lunghezza del canale di gronda deve tenere conto delle dilatazioni
97
RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Davide Romei “Progetti e calcoli di IMPIANTI CON EXCEL”, Ed. DEI Tipografia del GenioCivile, 2004
Norme UNI EN 12056-1/2/3/4/5
Altre norme UNI
Testi vari
98
Ing. Davide Vitali – ing.vitali@ingegneri.an.it - 0712804273
GRAZIE PER L’ATTENZIONE