Acquedotti distribuzione

Riccardo Rigon

Reti di distribuzione idrica

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Sunday, May 13, 12


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Sommario

Riccardo Rigon

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Sommario

• Nella lezione presente impareremo che come si dimensionano le reti di distribuzione idrica, assegnate le caratteristiche urbanistiche di un luogo.

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• Si definirà, allo scopo, il concetto di dotazione idrica

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• Si definiranno, i requisiti di funzionamento richiesti ad una rete.

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Sommario




• Si descriveranno i dispositivi idraulici presenti in una rete

Riccardo Rigon

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Sommario




• Si descriveranno i dispositivi idraulici presenti in una rete

• Si introduranno e discuterrano gli elmenti per il calcolo delle reti.

Riccardo Rigon

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Per determinare la portata di progetto di un acquedotto civile

bisogna:

• Stabilire la durata tecnica dell’acquedotto (in genere 30-40 anni);

• Stimare la popolazione da servire lungo tutta la durata

dell’opera;

• Stabilire la dotazione idrica pro capite o comunque associare ad

una certa area un consumo idrico giornaliero in funzione delle

tipologie abitative

Reti di distribuzioneRequisiti iniziali

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•abitazioni private (uso potabile, cucina, pulizia personale,

pulizia biancheria e casa, etc.);

•edifici pubblici (scuole, ospedali, ospizi, caserme, edifici

religiosi, uffici, etc.);

•servizi pubblici (lavaggio ed innaffiamento strade, pulizia

fogne, giardini, servizio antincendio, etc.);

•servizi commerciali e turistici (alberghi, pensioni, negozi, bar,

camping, etc.);

•attività artigianali ed industriali (officine, piccole industrie,

laboratori, lavanderie, etc.).

Tipologie di utenze in un centro abitato

Riccardo Rigon

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1 m3/anno/persona per bere

•1~100 m3/anno/persona per uso domestico

•~100 m3/anno/persona per uso industriale

•500~2000 m3/anno/persona per l’irrigazione e l’agricoltura

Di quanta acqua abbiamo bisogno ?

Riccardo Rigon

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Abitazioni privateConsumi in l/g

Roberto Greco

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Edifici pubbliciConsumi in l/g

Roberto Greco

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Servizi pubbliciConsumi in l/g

Roberto Greco

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Attività Artigianali e piccole industrieConsumi in l/g

Roberto Greco

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Attività TuristicheConsumi in l/g

Roberto Greco

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DotazioneIl Piano Regolatore Generale degli Acquedotti (DM del 1967) stabilisce le seguenti dotazioni pro capite secondo le dimensioni del centro abitato:

Roberto Greco

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Portata di progetto di un acquedotto

Q =qr Nr + qF1NF1 + qF2NF2

86400l s�1

•Q è la portata media giornaliera assunta a base della progettazione

dell’acquedotto;

•qR rappresenta la dotazione destinata alla popolazione residente Nr;

La portata di progetto di un acquedotto è, generalmente, una portata media

giornaliera, calcolata nel modo seguente:

Roberto Greco

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Q =qr Nr + qF1NF1 + qF2NF2

86400l s�1

•qF1è la dotazione per gli NF1 abitanti fluttuanti che trascorrono mezza

giornata nel comune;

•qF2 èla dotazione per gli NF1 abitanti fluttuanti che trascorrono nel

comune l’intera giornata.

La portata di progetto di un acquedotto è, generalmente, una portata media

giornaliera, calcolata nel modo seguente:

qF1 = 40� 80 l s�1

qF2 = 60� 150 l s�1

Roberto Greco

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Ma, naturalmente, una buona pratica progettuale dovrebbe confrontare i numeri

risultanti con un calcolo indipendente delle strutture e infrastrutture presenti

nell’area di progetto.

Roberto Greco

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È preferibile realizzare, per quanto possibile, reti di distribuzione a

maglie chiuse, nelle quali si individuano di solito:

•Una condotta di adduzione, che collega il serbatoio alla rete (spesso si

realizzano due condotte in parallelo);

•Uno o più anelli principali, le cui condotte possono raggiungere diametri

ragguardevoli (fino a 1000÷1200mm);

•Uno o più ordini di anelli secondari (diametri dai 100 ai 300 mm);

•Condotte minori per l’allacciamento alle utenze.

Reti di distribuzione

Riccardo Rigon

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Reti di distribuzione

Roberto Greco

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La filosofia di progettazione delle reti di distribuzione idrica deve al

giorno d’oggi tenere conto del Decreto del Ministero dei Lavori Pubblici

n. 99 del 1997, il quale ha introdotto l’obbligo della distrettualizzazione

delle reti.

Per agevolare la gestione della rete, soprattutto con riferimento al

problema della localizzazione delle perdite, il DM 99/97 impone infatti

che la rete sia divisa in distretti di dimensioni limitate, connessi al resto

della rete in pochi nodi, nei quali sia possibile effettuare il controllo della

pressione e della portata.

In tal modo è possibile controllare più accuratamente il bilancio tra le

portate entranti nel distretto e quelle fatturate alle utenze, individuando

tempestivamente i punti di eventuale malfunzionamento.

Distrettualizzazione delle reti di distribuzione

Roberto Greco

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La distribuzione dell’acqua alle utenze viene realizzata con

diramazioni private, la cui parte verticale è detta comunemente

montante, che collegano le tubazioni principali e secondarie della rete

ai contatori volumetrici installati presso tutte le utenze servite.

Tali diramazioni possono essere condominiali oppure servire singole

utenze. Soprattutto nei centri urbani esse sono talmente numerose

che spesso, per il calcolo idraulico dei lati della rete, si ricorre allo

schema di condotta con erogazione uniformemente distribuita lungo

il percorso.

In aggiunta alle erogazioni distribuite, sono di solito presenti

erogazioni concentrate in corrispondenza di nodi della rete (ad

esempio i nodi dai quali si dipartono i rami ad antenna).

Distribuzione alle reti private

Roberto Greco

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*Erogazione uniformemente distribuita

Va ricordato che in questo schema, le equazioni che regolano il moto

dell’acqua della rete, a meno di semplificazioni paradossali ed inutili che

portano a condizioni equivalenti a quelle dell’emungimento concentrato ai

nodi, non sono quelle che si hanno assumendo un emungimento concentrato

ai nodi. In particolare:

•la portata varia nei tratti (non è costante)

•la perdita di carico in un tratto non è una funzione quadratica della portata

ma cubica.

Roberto Greco

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La distribuzione dell’acqua alle utenze può avvenire

•a gravità (alimentazione diretta)

•oppure necessitare di un pompaggio

a causa dell’eccessiva altezza dell’edificio da servire. In tal caso, per motivi

igienici, è preferibile l’adozione di un serbatoio in pressione al piede

dell’edifico (autoclave) piuttosto che di uno in sommità.

Distribuzione alle reti private

Roberto Greco

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Variabilità dei consumi idriciLa rete idrica viene dimensionata per portate permanenti fittizie che tengono

conto della variabilità dei consumi orari, giornalieri e mensili.

Maurizio Leopardi

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Variabilità dei consumi idrici

Ecco un diagramma settimanale dei consumi orari

Maurizio Leopardi

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Variabilità dei consumi idrici

Per ovviare alla richiesta variabile, all’interno e ai margini della rete vengono

solitamente dimensionati dei serbatoi di compenso che erogano, svuotandosi,

la portata mancante durante le ore di massimo consumo e si riempiono durante

le ore di minimo consumo.

Maurizio Leopardi

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Costruzioni Idrauliche

Lezione I – Fabbisogno idropotabile

Variabilità mensile dei consumi idrici:

Mese G F M A M G L A S O N D

Marchetti 0.70 0.70 0.80 0.90 1.10 1.25 1.30 1.30 1.25 1.15 0.85 0.70

Arredi 0.85 0.85 0.90 0.90 1.00 1.15 1.25 1.25 1.10 1.00 0.90 0.85

Conti 0.85 0.83 0.94 0.97 1.08 1.18 1.10 1.14 1.06 1.04 0.92 0.88

Q

Q max g

g !"Coefficiente di

punta giornaliero

Variabilità giornaliera dei consumi idrici:

Variabilità oraria dei consumi idrici:

Q

Q max hh !"

Coefficiente di

punta orario

Variabilità dei consumi idriciNella progettazione la variabilità dei consumi è computata con l’ausilio di

coefficienti di punta.

Roberto Greco

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Coefficienti di punta

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Requisiti piezometriciLa variabilità dei consumi implica che durante l’esercizio giornaliero la rete sia sollecitata da carichi piezometrici variabili.

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Per il buon funzionamento della rete bisogna garantire:

•Nelle ore di punta e di minimo livello nel serbatoio, almeno 5 m di

carico al terzo piano degli edifici;

•Nelle ore di minimo consumo (ore notturne), un carico gravante

sulle tubazioni della rete ovunque inferiore a 70÷80 m;

•Il contenimento dell’oscillazione del carico durante l’esercizio

entro il limite di 20÷30 m;

Requisiti di una rete di distribuzione

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Inoltre:

•In caso di incendio, un carico sul piano stradale non inferiore a

15m e l’erogazione dell’80% della portata media giornaliera;

•In caso di interruzione di uno o più tronchi della rete,

l’erogazione della portata media giornaliera.


Riccardo Rigon

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In sintesi, la rete interna ha il compito di distribuire l’acqua alle

utenze ed è pertanto soggetta a erogazioni di portata variabili nel

tempo in funzione delle mutevoli richieste delle utenze.

Di solito nel progetto e nella verifica delle reti interne si tiene conto

della sola variabilità giornaliera rispetto alla portata media.

Riccardo Rigon

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Si definisce a tal fine il coefficiente di punta orario, che consente di

valutare le portate erogate durante l’ora di massimo consumo. E la

portata di progetto è

Q = kg Q̄g

Portata di progetto

Riccardo Rigon

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Q = kg Q̄g

C o e f f i c i e n t e d i punta orario

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Q = kg Q̄g

p o r t a t a m e d i a oraria del giorno di massimo consumo

Riccardo Rigon

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Se i l centro abitato è di

dimensioni r i levanti , può

accadere che l’andamento del

terreno non consenta il rispetto

di tutte le condizioni.

S i p u ò r i c o r r e r e a l

frazionamento della rete in più

reti del tutto indipendenti,

oppure provviste di valvole

riduttrici di pressione in

corrispondenza dei punti di

interconnessione.


after Maurizio Leopardi

Riccardo Rigon

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Requisiti di una rete di distribuzioneSchema della rete di acquedotto della

città dell’Aquila

Maurizio Leopardi

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Per valutare le erogazioni medie giornaliere si procede, in via

approssimata, individuando nel PRG del centro abitato zone

urbanisticamente omogenee e valutandone la densità abitativa.

Valutazione di dettaglio delle portate giornaliere

Roberto Greco

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Roberto Greco

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In base alla dotazione idrica sarà possibile calcolare le portate

erogate da ciascun lato della rete. Qualora esistano aree servite da

rami ad albero, l’erogazione complessiva andrà disposta nel nodo

della rete a maglie dal quale si diparte il tratto ad albero.

Le erogazioni nelle ore di punta si determinano moltiplicando le

erogazioni medie per il coefficiente di punta orario.


Roberto Greco

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Riccardo Rigon

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