Condotte Aerauliche

GUIDA TECNICA n. 1

Per la scelta, l'ordinazione e la costruzione delle condotte in lamiera

Negli ultimi tempi si sono verificati mutamenti dello scenario politico internazionale talmente veloci e incredibili, da spingere l’Europa ad uno sforzo di progettazione e responsabilità che va assai al di la degli impegni assunti per il 1993. In questo quadro, il processo di integrazione tra i Paesi del MEC deve essere necessariamente accelerato, e ciò significa anche che vanno fissate con urgenza le regole comportamentali tra le varie Nazioni, cioè le procedure e le normative. Lo sforzo compiuto in tal senso in Italia dall’UNI e meritevole e produttivo, ma si svolge tra mille difficoltà e, spesso, con scarsa collaborazione dei comparti industriali interessati. Cosi, sembra particolarmente meritevole l’operato dell’AS.A.P.I.A., che ha voluto, con la supervisione dell’ottimo prof. Raffellini, raccogliere l’esperienza internazionale e le capacita professionali dei propri associati in una guida per la scelta, l’ordinazione e la costruzione delle condotte in lamiera. Non un codice definitivo, ma un tentativo – peraltro ben riuscito – di proporre un linguaggio tecnico comune in un comparto importante dell’industria termotecnica. E questo un modo serio per affrontare i grandi temi dell’integrazione europea e della «qualità», senza roboanti dichiarazioni di in- tenti, ma con il lavoro collegiale, minuto di chi sa che per costruire una casa occorre partire dal mattone. Non resta che augurarsi che questa guida si possa presto tradurre in un documento ufficiale dell’UNI, attraverso I’accettazione da parte del Comitato Termotecnico Italiano, per fornire cosi a tutti gli operatori del settore un sicuro ausilio professionale.

prof. Gino Moncada Lo Giudice

INDICE

PREMESSA

1. LE CONDOTTE IN LAMIERA

1.1 Definizioni

1.2 Progettazione

1.3 Classificazione

1.4 Velocità

1.5 Pressione

1.6 Disponibilità di spazi ed aspetto estetico

1.7 Ottimizzazione del progetto di una rete aeraulica

2. SCELTA E DIMENSIONAMENTO DELLE CONDOTTE

2.1 Definizioni

2.2 Rapporto di forma e categorie di appartenenza

2.3 Classi di tenuta

2.4 Dimensionamento delle condotte

2.5 Elementi di una rete di condotte

2.6 Condotte rettangolari: dimensioni unificate

2.7 Condotte circolari: dimensioni unificate .

3. COSTRUZIONE DELLE CONDOTTE IN LAMIERA

3.1 Materiali

3.2 Spessori

3.3 Rinforzi

3.4 Giunzioni longitudinali

3.5 Giunzioni trasversali

3.6 Staffaggi .

CONCLUSIONI E SCHEDA TECNICA

PREMESSA

L’AS.A.P.I.A. (Associazione Nazionale Aziende Produttrici di Condotte e Componenti per Impianti Aeraulici) si e costituita nel 1990 con lo scopo di riunire i produttori di condotte in lamiera presenti sul mercato nazionale.

Infatti, nonostante l’ormai lunga tradizione (in Italia questo tipo di prodotto si e affermato in modo decisivo intorno alla fine degli anni ’50), questo comparto produttivo e sempre stata caratterizzato da scarsi scambi e relazioni tra singoli produttori e, come conseguenza, dalla costituzione di un certo numero di ”isole” produttive, sparse sul territorio nazionale, all’interno delle quali venivano realizzate condotte in lamiera dissimili tra loro. Inoltre, tale situazione ha potuto autoalimentarsi grazie anche alla totale assenza nel nostro Paese di normative di riferimento ed al proliferare di ”capitolati speciali”, diversi l’uno dall’altro, predisposti dalle Aziende installatrici di maggiore importanza.

Pertanto, la situazione attuale ha reso importante e urgente la ricerca di un confronto tra i produttori di condotte in lamiera. In questo senso la costituzione dell’Associazione ha consentito l’avvio del dialogo, ma e necessario fornire anche uno strumento con il quale dare vita al mezzo di comunicazione più importante: un linguaggio tecnico comune.

Molti sono i fattori che favoriscano la nascita di una lingua nazionale relativa alle condotte in lamiera: e sufficiente citare, tra i più importanti, l’introduzione dell’elettronica nei processi produttivi che ha reso evidente e in qualche modo ha obbligato i produttori ad intraprendere questa nuova strada.

L’AS.A.P.I.A tuttavia non si e fermata alla semplice presa di coscienza di una nuova situazione: mentre si attuavano esperienze positive di vario genere e via via maturata la convinzione che un linguaggio comune poteva essere la chiave di volta per dare avvio a quel processo di qualificazione che e l’obiettivo principale perseguito dall’Associazione.

Perché una Guida Tecnica? Questa domanda merita almeno due considerazioni:

- perché una Guida Tecnica non e una normativa e non potrebbe esserlo, in quanto l’AS.A.P.I.A. non e investita dell’autorità necessaria per emettere una norma, sebbene sia ufficialmente rappresentata nel C.E.N. (Comitato Europeo di Normazione), che sta redigendo norme europee sulle condotte in lamiera. A tale proposito, e bene sottolineare che nella Guida Tecnica e stato possibile riportare soltanto gli ”indirizzi” di massima raccolti in sede CEN poiché, a tutt’oggi, non sono stati prodotti documenti ufficiali;

– perché una Guida Tecnica non e un manuale per costruttori, ma nasce dall’esperienza e non vuole nemmeno essere un volantino pubblicitario per le Aziende che hanno contribuito alla sua realizzazione.

Questa Guida Tecnica intende proporsi come fotografia dell’attuale stato dell’arte in questo comparto produttivo, che scaturisce dal confronto tra le conoscenze tecniche e le esperienze dei produttori associati e si pone come riferimento per tutti gli operatori interessati alle condotte in lamiera: progettisti, installatori, imprese, committenti, ecc. Uno strumento, insomma, e come tale senza nessuna pretesa di sostituirsi a quanto gia esistente, ma che ha lo scopo, più modesto, di essere di ausilio a chi opera nel settore.

Con questa pubblicazione L’AS.A.P.I.A. intende anche allinearsi a quanto gia fatto in altri Paesi europei: per questo motivo, e disponibile a ricevere tutti i consigli e i suggerimenti che serviranno per le successive versioni della Guida e proseguire cosi il cammino iniziato.

Il Consiglio Direttivo AS.A.P.I.A.

LE CONDOTTE IN LAMIERA1.1. DEFINIZIONI

La funzione di una rete di condotte e quella di convogliare l’aria (oppure altri gas, con l’esclusione di quelli nocivi e/o pericolosi) dall’unita nella quale viene prodotta ai vari locali da ”trattare” e/o di estrarla dagli stessi per espellerla definitivamente o per ritrattarla in parte.

Questa definizione e valida sia per gli impianti aeraulici di tipo semplice, come ad esempio la ventilazione forzata di un’autorimessa, sia per quelli molto più complessi (es. a servizio di un ospedale), nei quali l’obiettivo di raggiungere un certo livello di benessere in spazi determinati impone l’obbligo del controllo di tutti i parametri più importanti, quali: igienicità, temperatura, umidità relativa, purezza, velocità e sicurezza antincendio.

Generalmente un impianto aeraulico e costituito dalle seguenti parti principali:

- unita di trattamento dell’aria, con filtri, scambiatori di calore (riscaldamento, raffrescamento, condensazione), umidificatore, separatore di gocce;

- ventilatori per la circolazione dell’aria;

- rete di condotte, o canali, per l’aria;

- apparecchi per la diffusione o per la ripresa dell’aria;

- controlli automatici di tutti i parametri.

Per agevolare l’interpretazione della trattazione successiva, si danno di seguito alcune semplici definizioni di uso più frequente relative agli impianti aeraulici:

Distribuzione dell’aria

e il trasporto di aria da un luogo ad un altro, attuato per mezzo di una rete di condotte.

Diffusione dell’aria

e la distribuzione in uno spazio da climatizzare; generalmente tale definizione viene utilizzata quando il flusso d’aria viene ”immesso” nello spazio da climatizzare e, per questo motivo, può essere definita anche come ”immissione” o ”mandata”.

Estrazione dell’aria(*)

aria aspirata da uno spazio climatizzato ed effluente all’esterno dello stesso.

Espulsione(*) aria non ricircolata che viene espulsa in atmosfera e sostituita da aria fresca.

Rinnovo quando all’aria è consentito di defluire da uno spazio climatizzato attraverso sovrappressione.

Ricircolo aria prelevata da uno spazio climatizzato e riportata nello stesso, dopo essere passata attraverso un sistema di condizionamento.

Transito aria effluente da uno spazio condizionato ad un altro pure condizionato.

1.2. PROGETTAZIONE

La realizzazione di un impianto aeraulico si presenta, dunque, come la sommatoria di un insieme d’elementi che sono più o meno numerosi in funzione del tipo d’impianto considerato.

Uno di questi elementi, che riveste un ruolo di primaria importanza ai fini della funzionalità e dell’affidabilità dell’impianto in esercizio, e la rete di condotte con le quali I’aria viene ”trasportata” secondo le dimensioni ed i percorsi stabiliti nel progetto.

La progettazione di una rete di condotte pone, a sua volta, tutta una serie di problematiche tra le quali le più importanti possono essere cosi individuate: lo spazio disponibile, le perdite di carico, la velocità dell’aria, il livello di rumorosit5, lo scambio termico, le perdite dovute alla non perfetta tenuta e, non meno importante in talune circostanze, l’aspetto estetico.

Tali problematiche, tuttavia, sono di competenza del progettista esclusivamente sul piano teorico, poiché l’impianto aeraulico sarà effettivamente rispondente agli obiettivi posti nel progetto soltanto effettuando ”a monte” le scelte giuste; ciascuna problematica, in realtà, e strettamente legata sul piano pratico alla tecnologia costruttiva delle condotte, che assume in questo modo una grande rilevanza ai fini del risultato finale da ottenere all’avviamento dell’impianto.

Di seguito saranno analizzati gli elementi connessi alla scelta, all’ordinazione ed alla costruzione delle condotte in lamiera cercando di offrire una visione quanto più ampia possibile di una materia in verità molto vasta; sebbene siano molti gli argomenti che in una trattazione di questo tipo si potranno soltanto accennare, si tenterà comunque di non tralasciare quegli aspetti che, seppure in

modo indiretto, si traducono in e1ementi di costo (prezzo di acquisto delle condotte e costi di esercizio dell’impianto) anch’essi molto importanti per effettuare le scelte giuste in fase di progettazione

1.3. CLASSIFICAZIONE

E’ stato appena visto come una rete di distribuzione dell’aria realizzata con condotte in lamiera sia una delle componenti fondamentali di un impianto aeraulico; e bene ora scendere più in dettaglio e analizzare come possono essere classificate le condotte in lamiera.

Una prima classificazione possibile riguarda la natura del loro utilizzo: una parte delle condotte viene impiegata per ”immettere” aria negli ambienti (condotte di immissione o di mandata), e una parte per ”estrarre” aria dagli ambienti (condotte di estrazione o di ripresa). E’ comunque corretto parlare di estrazione dell’aria dagli ambienti poiché tale rimane, a prescindere dal fatto che la destinazione successiva dell’aria sia l’espulsione all’esterno o il ricircolo nell’unita di trattamento, per il miglior funzionamento del sistema nel complesso. In generale, pero, il concetto di estrazione viene riferito anche ai casi in cui la direzione del flusso d’aria e verso un ventilatore (aspirazione) oppure ha origine dal ventilatore ed e verso l’atmosfera (espulsione). Tali definizioni consentono di effettuare la seguente classificazione:

- condotte di mandata;

- condotte di ripresa;

- condotte di aspirazione;

- condotte di espulsione.

Questa classificazione e sostanzialmente ininfluente sulla tecnologia costruttiva delle condotte, poiché la tecnica della loro realizzazione non varia, nella maggior parte dei casi, con la variazione di direzione del flusso d’aria. La distinzione può diventare invece importante nel momento in cui intervengono fattori o vincoli che determinano un diverso dimensionamento delle condotte, oppure esigenze che obbligano al conseguimento di una determinata tenuta alle fughe d’aria, oppure ancora le problematiche connesse alla coibentazione termica. Quest’ultimo concetto apre pero un capitolo importante che necessita di essere trattato in una fase successiva, quando saranno meglio definiti gli orientamenti (riguardanti i requisiti e le caratteristiche dei materiali da impiegarsi in materia di igienicità, tossicità, prevenzione incendi, ecc.) delle autorità competenti ai diversi livelli: UU.SS.LL., Ministero della Sanita(*), CEN.

(*) Cfr. Circolare 25 novembre 1991, n’ 23, ”Usi delle fibre di vetro isolanti - Problematiche igienico-sanitarie Istruzioni per il corretto impiego”, Supplemento ordinario alla ”Gazzetta Ufficiale” n. 298 del 20 dicembre 1991.

1.4. VELOCITA’

Una seconda classificazione possibile riguarda la velocità dell’aria che attraversa le condotte. Sotto questo profilo, tutti gli impianti aeraulici vengono generalmente suddivisi in due grandi gruppi: impianti ad alta e a bassa velocità. La linea di demarcazione tra i due gruppi non e ben definita, ma e legata alla tipologia di impianto di volta in volta considerata: e evidente che un impianto aeraulico a servizio di un edificio industriale deve necessariamente avere requisiti diversi da un impianto a servizio di un edificio residenziale. In generale, e facendo appello all’esperienza maturata, si può proporre il seguente schema relativo alle condotte di mandata:

impianti commerciali e residenziali

a) bassa velocità

fino a 10 m/s;normalmente compresa tra 5 e 8

b) alta velocità

oltre 12 m/s

impianti industriali

a) bassa velocità

fino a 12 m/s;normalmente compresa tra 7 e 12

b) alta velocità

da 12 a 25 m/s

Le condotte di ripresa, di aspirazione e di espulsione, siano esse appartenenti ad impianti ad alta o a bassa velocità, vengono normalmente dimensionate ad una minore velocità rispetto alle condotte di mandata, e lo schema potrebbe essere il seguente:

- impianti commerciali e residenziali

a) bassa velocità

- fino a 9 m/s;normalmente compresa tra 4.5 e 7

- impianti industriali a) bassa velocità

- fino a 10 m/s;normalmente compresa tra 5 e 9

Qualsiasi impianto può essere indifferentemente progettato nei due modi in funzione delle scelte effettuate dal progettista; bisogna tuttavia tenere presente che, per il rapporto inverso che corre tra area di una condotta e velocità dell’aria che la attraversa, gli impianti a bassa velocità richiedono condotte di dimensioni assai maggiori di quelli ad alta velocità e, inoltre, questi ultimi pretendono maggiore affidabilità dal punto di vista della tenuta e del controllo del livello di rumorosità. In questa seconda classificazione e molto più importante la tecnologia costruttiva adottata, poiché e evidente che, all’aumentare della velocità dell’aria, le condotte debbono assicurare maggiori garanzie di tenuta. Si vedranno in seguito quali sono le tecniche utilizzate a questo scopo.

1.5. PRESSIONE

Una terza classificazione possibile riguarda, infine, la pressione cui e sottoposto l’impianto e, di conseguenza, la pressione alla quale e sottoposta la rete di condotte.

In generale e noto che, per soddisfare le condizioni poste nel progetto di un impianto aeraulico, e necessario che quest’ultimo sia in grado di superare tutte le perdite di carico subite dall’aria nel suo percorso. Per ottenere questo risultato, in fase di progettazione si sceglie un ventilatore in grado di erogare una determinata pressione totale, calcolata di volta in volta in funzione del tipo di impianto aeraulico in esame.

La pressione totale e la somma della pressione dinamica, che e equivalente all’energia cinetica necessaria all’aria per il suo movimento e varia al variare della velocità con la quale l’aria stessa percorre la condotta, e della pressione statica, che e quella destinata a superare le resistenze d’attrito e occasionali incontrate dall’aria all’interno della condotta.

In relazione alle condotte e senz’altro la pressione statica quella più importante, in quanto consente di controllare la pressione esercitata dall’aria perpendicolarmente alle pareti della condotta.

bassa pressione fino a 900 Pa(*) (ventilatore classe I) B.P.

media pressione da 900 a1700 Pa

(ventilatore classe II) M.P.

alta pressione da 1700 a 3000 Pa

(ventilatore classe III) A.P.

La classificazione può essere effettuata dividendo le condotte in tre categorie e ricalcando la suddivisione in classi dei ventilatori:

E’ importante sottolineare che tale suddivisione va intesa in modo corretto, poiché la pressione presa a riferimento e quella totale e non soltanto quella statica; in altri termini, il ventilatore appartenente a ciascuna classe deve equilibrare le perdite di carico complessive che l’aria incontra nel suo percorso (unita di trattamento, condotte, diffusori, bocchette, serrande). In questa terza classificazione e ancor più evidente il ruolo fondamentale affidato alla tecnica di costruzione delle condotte, che deve essere in grado di fronteggiare tutte le esigenze di tenuta e di perdita di carico poste da ciascuna specifica circostanza.

(*) Dove 1 mm di colonna d’acqua = 9,80665 Pascal (Pa)

1.6. DISPONIBILITA’ DI SPAZI ED ASPETTO ESTETICO

Nell’esposizione dei criteri di classificazione delle condotte sin qui effettuata, sono stati soltanto accennati alcuni dei fattori evidenziati all’inizio: velocità dell’aria, tenuta, perdite di carico. Non meno importanti risultano essere altri fattori che, a volte, assumono un ruolo determinante, tale da condizionare ”a monte” le scelte del progettista sul tipo di impianto da realizzare: la disponibilità di spazi e l’aspetto estetico delle condotte.

Per quanto riguarda la disponibilità di spazi, e da sottolineare come negli impianti di tipo industriale sia abbastanza comune incontrare strutture architettoniche in grado di ospitare condotte di dimensioni adeguate ai volumi d’aria che questo tipo di impianto deve trattare e che, spesso, sono ingenti. Di contro in altri tipi di impianti, in genere definiti di tipo ”civile” come ad esempio residenze, alberghi, o in generale edifici adibiti ad uffici,lo spazio diventa uno degli elementi determinanti nella progettazione di una rete di distribuzione dell’aria se non, addirittura, l’unico sul quale basare la scelta di un tipo di impianto piuttosto che un altro.

Per quanto concerne invece l’aspetto estetico di una rete di condotte, questo elemento ha visto crescere la sua importanza di pari passo con la presa di coscienza che gli impianti aeraulici sono, in talune circostanze, indispensabili. Cosi, laddove l’architettura di un ambiente lo consente, come ad esempio in grandi magazzini o in grossi centri commerciali, una rete di condotte si trova a dover soddisfare sia le esigenze di affidabilità e funzionalità tipiche dell’impianto, sia quelle di compatibilità con l’arredo circostante e di gradevolezza dell’impatto visivo.

Anche con riferimento alla disponibilità di spazi e all’aspetto estetico, la ricerca di soluzioni costruttive adeguate riveste un ruolo molto importante e, in talune circostanze, può risolvere molti problemi, come si vedrà nei paragrafi successivi.

1.7. OTTIMIZZAZIONE DEL PROGETTO D’UNA RETE AERAULICA

Le note sin qui riportate consentono di evidenziare quanto sia complessa per il progettista la soluzione di un’equazione a più variabili quale e la progettazione di un impianto aeraulico e come la fase determinante di quest’ultimo si esplichi sostanzialmente nella rete di distribuzione delle condotte. In pratica non esiste un impianto aeraulico uguale a un altro e, di conseguenza, non esiste una rete di condotte uguale a un’altra. II processo che va dalla progettazione all’esecuzione vera e propria di un impianto deve essere affrontato per stadi successivi, ognuno dei quali richiede un impiego di tempo e di denaro che vanno ottimizzati in funzione dell’obiettivo da raggiungere.

In tal senso, il progettista non solo deve affrontare le problematiche cui si e gia accennato, ma deve fornire anche altri elementi necessari all’avvio del processo di realizzazione dell’impianto; due di questi, di fondamentale importanza, riguardano la stima dei costi di realizzazione e di quelli di gestione (o di esercizio) della rete aeraulica, dove per costi di realizzazione si intendono sia i costi veri e propri (cioè quelli di acquisto delle condotte) sia i costi che scaturiscono dal tempo occorrente per la fabbricazione e l’installazione in opera delle condotte.

In generale, la riduzione dei costi di realizzazione e conseguenza dei seguenti fattori:

- riduzione al minimo indispensabile del numero di pezzi speciali (curve, cambiamenti e raccordi di sezione, derivazioni, ecc.);

- utilizzazione di plenum al fine di contenere il numero di riduzioni dovute al decremento di volume d’aria (all’uscita dei ventilatori, in prossimità dei terminali, sulle riprese, ecc.).

Allo stesso modo, la riduzione dei costi di gestione (o di esercizio) e ottenibile con il conseguimento dei seguenti risultati:

- realizzazione di condotte con elevata tenuta meccanica al fine di contenere le fughe d’aria;

- conseguimento, per le condotte rettangolari, di un rapporto di forma K (rapporto tra il lato maggiore ”a” e il lato minore ”b” della condotta) minore di 2, e comunque mai superiore a 4, al fine di minimizzare le resistenze al moto per attrito.

In realtà, gli aspetti sopra citati sono tutti strettamente correlati; basti pensare che, all’aumentare del rapporto di forma K, non soltanto aumentano le resistenze al moto per attrito, ma aumenta anche la lamiera impiegata nella costruzione della condotta, quindi il suo peso e di conseguenza il suo prezzo di acquisto, almeno fino a quando il costo complessivo della rete di condotte sarà valutato a peso. In questo senso, e senz’altro positiva la tendenza che sta portando verso l’unificazione delle dimensioni delle condotte e delle forme tipiche dei pezzi speciali, confermata dall’attività di normazione svolta dal CEN (Comitato Europeo di Normazione). Tuttavia, bisogna mettere in evidenza che per quanto riguarda le condotte circolari l’obiettivo e stato quasi completamente raggiunto, mentre il processo relativo alle condotte a sezione rettangolare sembra più complesso e articolato; per queste ultime, infatti, e necessario dapprima giungere alla definizione di standard dimensionali per le grandezze dei lati ”a” e ”b” della condotta prima di definire quali forme tipiche dei pezzi speciali adottare.

Per quanto riguarda le possibilità di scelta esistenti tra l’utilizzo di condotte a sezione rettangolare o, in alternativa, a sezione circolare, l’esperienza maturata in questi ultimi anni suggerisce che l’utilizzo di queste ultime (caratterizzate da una sola dimensione) può presentare, per alcune soluzioni impiantistiche, dei vantaggi dovuti ai seguenti motivi:

- per la loro stessa natura (con l’unificazione dei diametri e delle forme tipiche dei pezzi speciali) possono essere prefabbricate, riducendo i tempi di costruzione;

- la posa in opera e più veloce, perché realizzata con pezzi speciali standardizzati e pezzi rettilinei più lunghi che richiedono meno giunzioni rispetto a quelli delle condotte rettangolari;

- quando gli spazi sono limitati, e più semplice gestire più condotte circolari di piccolo diametro che una condotta rettangolare ”appiattita”, spesso al di fuori di un rapporto tra i lati accettabile;

- a parità di sezione trasversale e di portata, provocano minori perdite di carico.

Molti, dunque, sono i fattori che intervengono nel momento in cui il progettista si accinge a realizzare un impianto aeraulico e tutti sono determinanti ai fini della sua ottimizzazione; in questa sede non 6 importante stabilire se circolare e meglio di rettangolare, si tratta invece di offrire stimoli e predisporre strumenti idonei, per fare in modo che ci sia corrispondenza tra le scelte effettuate in fase di progettazione e le tecnologie adottate dai costruttori per ridurre i costi di realizzazione e soddisfare al tempo stesso le prescrizioni progettuali.

SCELTA E DIMENSIONAMENTO DELLE CONDOTTE

2.1. DEFINIZIONI

Per misura nominale si intende la dimensione lineare cui si fa riferimento nei calcoli e nei disegni di progetto, nella costruzione e nell’installazione in opera delle condotte. La misura nominale e abitualmente espressa in mm.

Per condotte con sezione trasversale circolare, la misura nominale e la dimensione del diametro interno della condotta, definita ”d”.

Per condotte con sezione trasversale rettangolare la misura nominale e la dimensione interna della condotta definita dalle due dimensioni seguenti:

a lato maggiore

lato minore

Il perimetro di una condotta e cosi espresso:

B= 2* (a+b)

B= p*d

per sezioni trasversali rettangolari per sezioni trasversali circolari

La lunghezza complessiva di una rete di condotte, siano esse a sezione rettangolare o circolare, e determinata dalla somma delle lunghezze di ciascun tronco rettilineo e di ciascun pezzo speciale; la rete, inoltre, e caratterizzata da un collettore principale e da una serie di diramazioni che partono da quest’ultimo. In generale, soprattutto per le reti di condotte a sezione circolare, viene definito quanto segue:

d equivalente al diametro nominale, identifica i terminali femmina (nella rete di condotte eseguita

con tubi spiroidali tale valore indica i terminali dei tronchi rettilinei);

d1 = d2

identificano i terminali maschi dei pezzi di trasformazione

d3 = d4

identificano i terminali maschi dei pezzi di derivazione

l1, l2, l3, l3

lunghezze di ciascun pezzo, rettilineo o speciale, che nell’insieme contribuiscono alla lunghezza complessiva della rete di condotte

li lunghezza del tratto di terminale necessario all’inserzione

lp lunghezza della sovrapposizione del tratto terminale

rm raggio medio di curvaturar raggio (solitamente quello interno)s lunghezza del conoa angolo, in gradi sessagesimali.

AREA DELLA SEZIONE TRASVERSALE Ac

L’area della sezione trasversale Ac si misura in m² ed e:

per condotte rettangolari: Ac= A x B x 10-6 [m²]

per condotte circolari: Ac= [(p x d2) / 4] x 10-6 [m²]

AREA DI SUPERFICIE LATERALE ”A l ”

L’area di superficie laterale Al si misura in m ed e il prodotto tra il perimetro della condotta e la sua

lunghezza ”l” (mm):

per condotte rettangolari: Al = 2 x (A + B) x l x 10-6 [m²]

per condotte circolari: Al = (p + d) x l x 10-6 [m²]

Nota: 10-6 deriva dall’aver espresso le misure dei lati in mm (10-3 m = 0,001 m) e le superfici in m² =(10-3)2

=10

DIAMETRO IDRAULICO ”dh”

Il diametro idraulico di una condotta e il diametro di una condotta circolare che causerebbe la stessa perdita di carico a parità di velocità dell’aria, e a parità di coefficiente di resistenza al moto dell’aria; la relazione con la quale si determina è la seguente:

dh= 4 x (Ac/M) [mm]

per le condotte a sezione rettangolare il diametro idraulico è:

dh= (2 x A x B) / (A + B) [mm]

mentre per le condotte a sezione circolare, il diametro idraulico coincide con la misura nominale:

dh= d

DIAMETRO EQUIVALENTE ”de”

Il diametro equivalente ”de” di una condotta e il diametro di una condotta circolare che causerebbe la stessa perdita di pressione con una pari portata d’aria e un uguale coefficiente di attrito.

Per condotte a sezione rettangolare con rapporto di forma a/b < 4, il diametro equivalente ”de” è:

de= (A x B)0,625 / (A + B)0,25 (*)

(*) Estratto da: Antonio Briganti (ed.), MANUALE DEI LA CLIMATIZZAZIONE, Tecniche Nuove, 1989 (2

voll.).

TOLLERANZE

La tolleranza, per una data dimensione nominale, e la differenza fra i limiti di misura superiore e inferiore.

GIOCO MINIMO

Il gioco minimo per la connessione degli elementi e definito come la differenza dimensionale fra il limite inferiore di misura della prima condotta e il limite superiore di misura della seconda condotta.

A: misura nominale B: gioco minimoC: gioco massimoD1: tolleranza sul diametro del pezzo maschioD2: tolleranza sul diametro del pezzo femminaE: diametro minimo maschioF: diametro massimo maschioG: diametro minimo femminaH: diametro massimo femmina

2.2. RAPPORTO DI FORMA E CATEGORIE DI APPARTENENZA

Viene definito come rapporto di forma K il rapporto tra i lati ”a” e ”b” della condotta rettangolare:

K = a/b con K>1

Il concetto di rapporto di forma e molto importante ed e stato finora poco considerato nella letteratura relativa alle condotte in lamiera.

In primo luogo e fintanto che il costo di acquisto di una rete aeraulica sarà determinato in funzione del peso complessivo della stessa e possibile stabilire uno stretto legame tra rapporto di

forma e prezzo di acquisto di una condotta: le condotte rettangolari, infatti, vengono dimensionate in fase di progettazione utilizzando il diametro equivalente, al quale corrispondono molte possibili combinazioni tra i lati ”a” e ”b”; tra tutte, la migliore e senz’altro quella che individua una sezione quadrata, poiché, passando da questa a una rettangolare, si ottiene un aumento della lamiera impiegata, quindi un maggior peso e, di conseguenza, un maggior prezzo di acquisto.

In secondo luogo, e possibile stabilire un altro stretto legame tra rapporto di forma e costo di esercizio di un impianto. E’ noto, infatti, che, come si vedrà meglio più avanti, all’aumentare del rapporto tra i lati di una condotta aumentano anche le perdite di carico provocate dalla stessa, ferma restando la portata dell’aria che la attraversa; aumentare le perdite di carico significa aumentare la potenza del ventilatore impiegato e, quindi, utilizzare un maggior quantitativo di energia per ottenere lo stesso obiettivo. Da tali considerazioni, si può indicare nel rapporto di forma K = 1 la scelta più favorevole per il dimensionamento di una condotta in funzione del costo di produzione e si indica in K = 4 il rapporto limite da consigliare nel dimensionamento di una condotta anche in relazione alla perdita di carico.

Le considerazioni sin qui svolte sono ben riassunte dalla tabella 1, dove sono riportate alcune sezioni rettangolari corrispondenti a diametri equivalenti sostanzialmente vicini fra loro.

DimensioneDiametro equivalente (mm)

Perdita di carico lineari (Pa/m)

Rapporto di forma

Perimetro condotta rettangolare

600x500 598 0,98 1,2 2,2

750x400 591 0,92 1,9 2,3

1200x250 558 1,15 4,8 2,9

2000x150 506 2,05 13,3 4,3

Tab. 1

Quanto esposto porta facilmente a concludere che il più basso costo di acquisto e di esercizio di un impianto si può ottenere con l’impiego di condotte di forma circolare o quadrata. Tuttavia, l’esperienza insegna che, nella maggior parte dei casi, ciò non e possibile in quanto le strutture architettoniche molto spesso non consentono tali possibilità di scelta e ogni progettista sa bene quali e quanti compromessi bisogna raggiungere per risolvere il problema degli spazi a disposizione per il passaggio degli impianti. La definizione di rapporto di forma, pero, consente di introdurre un altro concetto ad esso strettamente correlato che si riferisce alla possibilità di classificare in categorie di costo le condotte rettangolari in funzione della grandezza del lato maggiore ”a”.

presupposti sui quali si basa la divisione in categorie di costo sono essenzialmente tre:

- in primo luogo, l’esperienza dei costruttori che ben conoscono il valore del loro prodotto in termini di metri quadrati di materia prima trasformata, a prescindere dal peso che questa sviluppa alla fine della lavorazione;

- in secondo luogo, si basa sulle norme ISO R 1006, che risultano essere quelle che, di fatto, i costruttori hanno trovato più rispondenti alle esigenze di normalizzazione delle dimensioni ”a” e ”b”

delle condotte rettangolari;

- infine, si basa sugli indirizzi proposti dal documento di lavoro CEN n’ 36 del 9/90, che presenta delle ipotesi ancora più restrittive rispetto a quanto indicato in precedenza dalle norme ISO, come traccia da seguire nelle future normative europee.

Le normative ISO R 1006 e il documento CEN n’ 36 del 9/90 saranno analizzati in dettaglio più avanti.

Sintetizzando quanto esposto, si ritiene utile proporre la tabella 2 riportata alla pagina seguente:

In funzione della tabella 2 si può costruire la tabella 3 dove sono evidenziate le categorie e, all’incrocio di ogni riga con ciascuna colonna, le aree di sezione trasversale corrispondenti alle varie grandezze dei lati ”a” e ”b” della condotta.

CategoriaLato maggiore (mm)

Semiperimetro Perimetro

1 150 - 300 250 - 600 500 - 1200

2 400 - 700 800 - 1400 1600 - 2800

3 800 - 1000 1600 - 2000 3200 - 4000

4 1200 - 1400 2400 - 2800 4800 - 5600

5 1600 - 2000 3200 - 4000 6400 - 8000

Tab. 2 - Categorie di costo delle condotte rettangolari

Scorrendo i dati esposti in tabella si può facilmente notare come ad ogni variazione nella colonna relativa al lato ”a” corrisponda una variazione nel rapporto di forma, anche se si mantiene costante (o molto simile) l’area di sezione trasversale; in questo modo, passando da una categoria all’altra, si ottiene sempre un aumento delle grandezze sotto indicate:

- perimetro (o semiperimetro);

- peso della lamiera impiegata;

- spessore della lamiera.

Qualora subentrino problematiche di coibentazione termica si ottiene anche, automaticamente, un aumento del materiale isolante impiegato.

Per completare l’esposizione vengono riportate di seguito le tabelle 4 e 5 dove sono riepilogate le informazioni relative a tutte le dimensioni previste per i lati ”a” e ”b” della condotta rettangolare.

1 2 3 4A x B 100 150 200 250 300 400 500 600 700 800 900 1000 1250

1

150 0,0150 0,0220 0,0300 0,0375 0,0450 0,0600 0,0750 0,0900200 0,0200 0,0300 0,0400 0,0500 0,0600 0,0800 0,1000 0,1200 0,1400 0,1600250 0,0250 0,0375 0,0500 0,0625 0,0750 0,1000 0,1250 0,1500 0,1750 0,2000 0,2250 0,2500300 0,0400 0,0450 0,0600 0,0750 0,0900 0,1200 0,1500 0,1800 0,2100 0,2400 0,2700 0,3000 0,3600

2

400 0,0600 0,0800 0,1000 0,1200 0,1600 0,2000 0,2400 0,2800 0,3200 0,3600 0,4000 0,4800500 0,0750 0,1000 0,1250 0,1500 0,2000 0,2500 0,3000 0,3500 0,4000 0,4500 0,5000 0,6000600 0,0900 0,1200 0,1500 0,1800 0,2400 0,3000 0,3600 0,4200 0,4800 0,5400 0,6000 0,7200700 0,1400 0,1750 0,2100 0,2800 0,3500 0,4200 0,4900 0,5600 0,6300 0,7000 0,8400

3800 0,1600 0,2000 0,2400 0,3200 0,4000 0,4800 0,5600 0,6400 0,7200 0,8000 0,9600900 0,2250 0,2700 0,3600 0,4500 0,5400 0,6300 0,7200 0,8100 0,9000 1,08001000 0,2500 0,3000 0,4000 0,5000 0,6000 0,7000 0,8000 0,9000 1,0000 1,2000

41200 0,3600 0,4800 0,6000 0,7200 0,8400 0,9600 1,0800 1,2000 1,44001400 0,5600 0,7000 0,8400 0,9800 1,1200 1,2600 1,4000 1,6800

51600 0,6400 0,8000 0,9600 1,1200 1,2800 1,4400 1,6000 1,92001800 0,9000 1,0800 1,2600 1,4400 1,6200 1,8000 2,16002000 1,0000 1,2000 1,4000 1,600 1,8000 2,0000 2,4000

Tab. 3 - Aree di sezione trasversale e categorie di costo per condotte rettangolari. Nota: Le dimensioni dei lati ”a” e ”b” indicati in grassetto sono quelle suggerite dal documento di lavoro CEN (doc. 36 del 9/90). Le dimensioni addizionali sono l’integrazione con le norme ISO R 1006 attualmente applicate dai costruttori italiani.

2.3. CLASSI DI TENUTA

Gli impianti aeraulici sono soggetti a perdite o fughe d’aria che si verificano lungo il percorso realizzato attraverso la rete di condotte. Una valida definizione, anche se generica, per individuare le perdite d’aria potrebbe essere la seguente: il quantitativo d’aria determinato come differenza tra la portata complessiva dell’impianto, stabilita in fase di progettazione, e il quantitativo d’ aria effettivamente erogato (ovvero aspirato) dall’impianto attraverso i suoi terminali di diffusione (o di ripresa); tale quantitativo si deve aggiungere a quello effettivo per ottenere il soddisfacimento delle condizioni inizialmente poste nel progetto.

E’ abbastanza frequente incontrare nei capitolati la richiesta di condotte ”a perfetta tenuta”, senza ulteriori chiarimenti circa le metodologie da seguire per fare in modo che tale condizione sia soddisfatta. In realtà non esistono condotte a perfetta tenuta a meno che queste non siano ”stagnate” o saldate lungo le giunzioni longitudinali e trasversali; tali tecniche non sono più in uso nelle normali lavorazioni, grazie anche alle innovazioni e ai miglioramenti introdotti nelle tecniche utilizzate per la realizzazione delle giunzioni.

L’attuale stato dell’arte offre varie risposte costruttive che si basano sul concetto del campo d’impiego; in altri termini la tenuta delle condotte e funzione del tipo di impianto di cui sono a servizio, cosi, ad esempio, un impianto di ventilazione in un’autorimessa avrà bisogno di condotte a tenuta minore rispetto a quella necessaria per condotte installate in un impianto di trattamento aria destinato ad un locale sterile (tipo ”camera bianca”).

Proprio questo indirizzo sembra essere stato recepito a livello europeo dal CEN (Comitato Europeo di Normazione), che, con il documento di lavoro n 38 del 9/90, definisce le classi di tenuta per le fughe d’aria in una distribuzione aeraulica.

II campo di applicazione di questo documento vale per la determinazione della perdita per fughe d’aria di condotte in quanto parte di un sistema aeraulico, e non prese singolarmente in esame.

Le modalità di scelta della classe di tenuta non sono trattate in questa Guida. Quest’argomento deve essere oggetto di accordo tra il progettista e il cliente, purché ciò non vada in deroga ai regolamenti emanati dalle autorità competenti.

In tab. 6 vengono definite le tre classi di tenuta e i limiti superiori del fattore di perdita fmax

per ogni classe. La definizione e basata sul presupposto che la perdita sia proporzionale alla superficie laterale della condotta*. Tale innovazione e particolarmente razionale in quanto una rete aeraulica con maggiore superficie laterale complessiva delle condotte può presentare una perdita d’aria più elevata rispetto a una distribuzione con condotte di dimensioni più ridotte. I limiti di perdita per fughe d’aria sino a oggi ammessi ed espressi in percentuale sulla portata complessiva della rete (in genere il 5%), erano assolutamente inadeguati per la definizione della qualità delle condotte, in quanto la percentuale di perdita sulla portata totale non teneva conto della maggiore o minore lunghezza delle giunzioni trasversali e longitudinali.

Classi di tenuta fmax

A 0,027 x 10-3 x Psm0.65

B 0,009 x 10-3 x Psm0.65

C 0,003 x 10-3 x Psm0.65

Tab. 6 - Classi di tenuta

dove:

- A, B e C individuano le classi di perdita di flusso d’aria;

- fmax e il massimo fattore di perdita consentito, misurato in m3 x m-2 x s-1 e definito dalla

formula: qv1 / A

(dove; qv1 = perdita di portata nella condotta da testare; A = superficie laterale della condotta da testare.)

- Psm, misurata in Pa, rappresenta il valore della media aritmetica dei valori massimi e minimi della pressione statica misurata nella condotta sottoposta a test.

(*) Estratto dal documento di lavoro CEN n°’ 38 del 9/90.

La tab. 7 mostra il valore massimo di perdita per le tre classi riferito a quattro tipiche pressioni di prova. II documento di lavoro CEN n 38 del 9/90 indica inoltre il metodo e gli apparati per le prove di tenuta alle fughe d’aria in un sistema aeraulico.

CLASSE

FATTORE DIPERDITA MAXm3 m-2 s-1

PRESSIONE STATICA DI PROVA

2000 Pa 1000 Pa 400 Pa 200 Pa

A fA 2,4x10-3 1,32x10-

3 0,84x10-3

B fB 00,8x10-

30,44x10-

3 0,28x10-3

C fC0,42x10-

30,28x10-

30,15x10-

3

Tab. 7 - Fattori di perdita consentiti per le differenti classi.

Per quanto riguarda le procedure di prova, e necessario che prima dell’inizio della stessa le sezioni da provare siano isolate ermeticamente dal resto del sistema. La superficie da provare dovrà essere almeno di 10 m . La sezione da provare dovrà dapprima essere sottoposta a una pressione non inferiore alla sua pressione operativa di progetto. La pressione manometrica statica (Ps) nella condotta dovrà essere mantenuta entro il 5% della pressione specificata nelle condizioni iniziali della prova. Questa pressione sarà tenuta costante per 5 minuti. Non verranno effettuate registrazioni della lettura finche i valori non si saranno stabilizzati.

Nota: 2,4 x 10-3 m3 /sm2 corrispondono a 2,4 litri al secondo per metro quadrato.

Dalle indicazioni che scaturiscono nella lettura del documento di lavoro CEN n’ 38 del 9/90 e possibile distinguere le condotte in funzione del campo d’impiego nel modo seguente:

CLASSE DI TENUTA ”A”

- Perdita per fughe d’aria ammessa 2,4 I/s x m2 (A una pressione di prova di 1000 Pa)

PER IMPIANTI DI VENTILAZIONE CON ESIGENZE STANDARD

Per la realizzazione di distribuzioni aerauliche con condotte aggraffate per impiego in: sale riunioni, aule, laboratori, uffici, applicazioni normali all’interno di ospedali. Le tecniche di costruzione da adottare per questa classe non richiedono accorgimenti particolari.

CLASSE DI TENUTA ”B”

- Perdita per fughe d’aria ammessa 0,8 I/s x m2 ( A una pressione di prova di 1000 Pa)

PER IMPIANTI DI VENTILAZIONE CON ESIGENZE PIU' ELEVATE

Per la realizzazione di distribuzioni aerauliche con condotte aggraffate per impiego in ambienti sterili (”camere bianche”); in questi impieghi vanno sempre previste misure di tenuta delle fughe d’aria, che generano un ulteriore aumento dei costi rispetto alla realizzazione in classe A.

CLASSE DI TENUTA ”C”

- Perdita per fughe d’aria ammessa 0,28 I/s x m2 (A una pressione di prova di 1000 Pa)

PER IMPIANTI DI VENTILAZIONE CON LE MASSIME ESIGENZE DI TENUTA

Per la realizzazione di impianti nel settore dell’energia nucleare, degli isotopi e delle radiazioni. In questo caso la tenuta delle condotte deve essere assicurata per saldatura delle connessioni longitudinali e non per aggraffatura.

2.4. DIMENSIONAMENTO DELLE CONDOTTE

L’obiettivo che si vuole raggiungere con questa breve esposizione dei metodi e dei criteri utilizzati dai tecnici nella progettazione delle reti aerauliche e quello di rendere edotto il costruttore di condotte di cio che avviene in questa fase; affinché, nelle successive fasi di preventivazione, costruzione e installazione delle condotte, le prescrizioni e i criteri adottati dai progettisti siano rispettati e corrisposti da un’adeguata tecnica di realizzazione. La trattazione di questo argomento potrebbe apparire estranea agli scopi della guida, tuttavia si riportano le brevi note che seguono poiché si ritiene importante integrare il lavoro del costruttore col pensiero del progettista * .

Per dimensionare una rete di condotte si richiede innanzitutto di posizionare i terminali di diffusione e ripresa dell’aria, anche in funzione delle esigenze architettoniche. In seguito, si provvede a realizzare il tracciato della rete aeraulica per unire questi elementi all’unita di trattamento dell’aria.

A questo punto, i passi successivi sono: la stima delle perdite di carico e la scelta del sistema di calcolo da adottare per il dimensionamento delle condotte.

PERDITE DI CARICO

Come gia accennato (v. par. 1.5), la pressione totale di un ventilatore deve eguagliare la perdita totale di pressione dell’aria nella rete aeraulica sulla quale esso e inserito. Da ciò segue che in qualsiasi tratto di condotta la pressione totale dell’aria decresce nel senso del moto, mentre la pressione statica e la pressione dinamica possono convertirsi tra loro e quindi I’una o I’altra possono aumentare o diminuire nel senso del moto stesso. Tale conversione si attua modificando la sezione trasversale della condotta ferma restando la portata dell’aria, o viceversa. Ogniqualvolta si attua la conversione, questa non e mai integrale, verificandosi sempre una perdita di energia dovuta a fenomeni di turbolenza. Quindi, le perdite di pressione (o di carico) subite dall’aria nel suo moto all’interno delle condotte sono essenzialmente di due tipi:

(*) Quanto riportato in questo paragrafo fa riferimento a: Carlo Pizzetti, Condizionamento dell’aria e refrigerazione, Masson Italia Editori, 1967.

- perdite per attrito, tipiche dei tratti rettilinei di condotta;

- perdite localizzate (o dinamiche, o per turbolenza), che si verificano in corrispondenza di raccordi (curve, diramazioni, riduzioni, ecc.).

Perdite per attrito

A causa dell’attrito sulle pareti della condotta, l'aria in movimento e soggetta a una certa resistenza che si traduce in una inevitabile perdita di carico. Questa e funzione di:

- natura e stato fisico del fluido;

- velocità media;

- dimensioni della condotta,

- rugosità della parete interna;

- lunghezza della condotta.

La relazione tra questi fattori e espressa dalla seguente formula:

Dp= 0,02p x (L/D) x (V²/2)

dove:

p= densità dell’aria (Kg³/m )

L = lunghezza della condotta (m)

D = diametro equivalente della condotta (m)

V = velocità dell’aria (m/s)

Dp = perdita di pressione (Pa)

Dalla formula si ricava il diagramma (di facile reperibilità sui manuali termotecnici) delle perdite per attrito nelle condotte rettilinee in lamiera zincata a sezione circolare costante. Tale diagramma e da leggere unitamente alle tabelle di conversione dal diametro di una condotta circolare al ”diametro equivalente” di una rettangolare con la stessa portata d’aria.

Perdite localizzate

Come gia accennato, queste perdite si verificano quando il flusso dell’aria nelle condotte subisce variazioni di direzione e/o di grandezza a causa della presenza di raccordi (curve, diramazioni, riduzioni, ecc.). Esse devono essere sommate alle perdite per attrito che si verificano lungo tutta la lunghezza della condotta, inclusa anche la lunghezza dei raccordi. In generale, due sono i metodi utilizzati per esprimere le perdite localizzate. Un primo metodo parte dalla constatazione che esse sono approssimativamente proporzionali al quadrato della velocità media dell’aria; pertanto a ciascun raccordo si può assegnare un certo coefficiente (definito coefficiente di perdita dinamica) che, moltiplicato per la pressione dinamica dell’aria, consente di determinare la caduta di pressione che si verifica in corrispondenza del raccordo stesso. Un secondo metodo, denominato della ”lunghezza equivalente”, viene applicato ai pezzi speciali, poiché in questi la perdita di pressione dipende anche dal coefficiente di attrito definito in precedenza. Questo metodo fa corrispondere a ciascun pezzo una ”lunghezza equivalente addizionale” di condotta diritta che, moltiplicata per la caduta di pressione per metro lineare propria della condotta, darà la caduta di pressione addizionale causata dal pezzo, che si deve sommare a quella che si verificherebbe attraverso un tratto equivalente di condotta diritta.

Anche per la valutazione delle perdite di carico localizzate, esistono grafici o tabelle gia predisposti (e riferiti ai coefficienti di perdita dinamica e alla stima delle lunghezze equivalenti), pubblicati nei manuali di termotecnica più diffusi.

E’ utile ricordare che, per il calcolo delle perdite di carico complessivo di un impianto aeraulico (e quindi per la scelta del ventilatore), occorre tener conto anche delle perdite di carico che si verificano nell’unita di trattamento dell’aria e nei terminali di diffusione e di ripresa.

SISTEMI DI CALCOLO

Una volta eseguito il tracciato della rete aeraulica, si passa al dimensionamento dei vari tronchi di condotte, utilizzando uno dei metodi seguenti:

- riduzione di velocità;

- perdita di carico costante;

- recupero di pressione statica.

Prima di esaminarli in dettaglio, e opportuno osservare che la resistenza effettiva di una data rete aeraulica può, entro certi limiti, differire da quella di progetto, in conseguenza delle variazioni imposte dalle realtà di cantiere e di quelle che e necessario apportare in funzione della standardizzazione delle dimensioni delle condotte.

Metodo a riduzione di velocità

Con questo metodo viene scelta dal progettista una velocità dell’aria nella condotta immediatamente a valle del ventilatore di mandata e riducendo empiricamente tale velocità nei successivi tronchi di condotta normalmente in corrispondenza di ciascuna diramazione. Di norma, la velocità iniziale viene scelta sulla base della tipologia di impianto da realizzare (cfr. par. 1.4). La pressione richiesta al ventilatore dovrà essere calcolata nella diramazione della rete che presenta la maggior lunghezza equivalente, che non e necessariamente quella della diramazione più lunga. Infatti, un tronco di rete può avere tanti raccordi da causare una perdita di carico complessiva maggiore di quella relativa al tratto più lungo.

II metodo a riduzione di velocità e scarsamente utilizzato per la realizzazione di reti aerauliche complesse, perché richiede una notevole esperienza di calcolo e una lunga pratica. Può essere impiegato nel dimensionamento di impianti semplici e, anche in questo caso, va correlato all’uso di serrande di bilanciamento e taratura della portata.

Metodo a perdita di carico costante

Secondo tale metodo, il più diffuso per gli impianti a bassa pressione, l’intera rete aeraulica viene dimensionata mantenendo costante la perdita di carico per metro lineare. Questo metodo risulta tecnicamente più affidabile del precedente, perché consente un miglior bilanciamento delle diramazioni simmetriche. Quando all’interno della rete sono previste diramazioni con diverse lunghezze, si renderà necessaria la creazione di perdite di carico supplementari, ad esempio con l'inserimento di serrande di taratura, per equilibrare i vari tronchi e più in generale l’intero sistema. E’ opportuno notare che ad ogni riduzione di portata (in corrispondenza, ad esempio, di una diramazione o di un terminale) corrisponde una riduzione della velocità dell’aria nella condotta. In conseguenza di ciò, si avrà una conversione di pressione dinamica in pressione statica, che controbilancerà parzialmente la caduta di pressione per attrito nel tratto di condotta successivo. Per il principio stesso su cui si basa, non e possibile ottenere, con questo metodo, una pressione statica uniforme a monte di ciascun terminale.

Metodo a recupero di pressione statica

Il principio su cui si basa questo metodo e quello della riduzione della velocità dell’aria nella condotta in corrispondenza di ogni diramazione o terminale, in modo tale che la conversione di pressione dinamica in pressione statica cosi ottenuta sia esattamente equivalente alla caduta di pressione dell’aria nel tronco di condotta successivo. Con questo sistema, la pressione statica rimane costante in ciascuna diramazione e a monte di ciascun terminale. Agli effetti del calcolo della pressione statica del ventilatore si potrà tenere conto soltanto della perdita di pressione che si verifica tra il ventilatore e la prima diramazione (oltre, naturalmente, alla pressione richiesta dagli elementi esterni alle condotte). Nel risultato del dimensionamento, può verificarsi che una

riduzione della sezione sia troppo piccola e sotto I’aspetto economico ingiustificabile, oppure troppo grande rispetto alla sezione calcolata. Si potrà avere quindi un recupero di statica maggiore o minore di quello preventivato, che potrà influire sulla scelta della pressione statica da attribuire al ventilatore.

Tra il metodo di dimensionamento a perdita di carico costante e quello a recupero di pressione statica, quest’ultimo comporta generalmente un peso delle condotte superiore, ma minore fabbisogno di potenza elettrica del ventilatore e più facile equilibratura dell’impianto. Nel caso di impianti complessi, può essere conveniente applicare i due metodi congiuntamente: il primo, nel dimensionamento del tronco principale, con I’inserimento di serrande di regolazione sulle diramazione; il secondo nel dimensionamento delle diramazioni munite di terminali, per avere in questi la stessa pressione di funzionamento.

2.5.ELEMENTI DI UNA RETE DI CONDOTTE

L’insieme delle condotte, siano esse a sezione rettangolare o circolare, unitamente agli altri componenti di distribuzione o diffusione dell’aria ad esse collegati, costituiscono un impianto aeraulici.

Qui di seguito si riportano pertanto alcuni dei termini impiegati per identificare, all’interno della rete, gli elementi più importanti:

E’ il punto di una rete di condotte in cui avviene un cambiamento di sezione trasversale o di direzione.

E’ il tratto rettilineo di egual sezione trasversale di una rete di condotte che identifica la lunghezza intercorrente da nodo a nodo.

COMPONENTI DELLE CONDOTTE

Allo scopo di facilitare la produzione, lo stoccaggio, il trasporto e l’installazione, le condotte vengono suddivise in componenti che sono progettati e costruiti per essere tra loro assemblati in fase di installazione.

Essenzialmente, essi si suddividono in:

Pezzi rettilinei modulari Sono componenti con sezione costante rettilinea. Per quanto riguarda la sezione rettangolare, essi sono normalmente prodotti in lunghezze modulari pari a 1500 mm (alcuni produttori adottano oggi lo standard di lunghezza di 2000 mm). Per la sezione circolare, sono normalmente prodotti in lunghezze modulari pari a 3000 mm.

Pezzi rettilinei adattatori Sono gli elementi di completamento dei pezzi rettilinei modulari. Essi sono normalmente costruiti a misura che, per la sezione rettangolare, è < 1500 mm e , per la sezione circolare, < 3000 mm.

Raccordi Sono definiti “raccordi” i componenti di una rete di condotte identificati

da uno o più delle seguenti variazioni, relative a:

- orientamento- forma della sezione rettilinea

- area della sezione trasversale

I raccordi si suddividono a loro volta in: curve, riduzioni, trasformazioni, derivazioni e innesti. Di seguito si riporta un’analisi più dettagliata di ciascuno di essi.

· Curve (o gomiti) a sezione rettangolare

Sono elementi delle reti aerauliche che comportano un cambio di direzione del flusso d’aria. Dal punto di vista costruttivo, le curve sono composte da due elementi principali, detti comunemente “sagoma” e “fascia” (vedi figura 4).

Al fine di unificare la terminologia impiegata nella definizione delle curve e nella loro produzione di serie si può classificare la maggior parte delle curve rettangolari normalmente impiegate in:

Curve ritte. Sono contraddistinte dalla rotazione sul piano del lato maggiore della sezione trasversale della condotta (vedi figura 5). Vengono pure indicate col termine inglese “Hard” (ricavato dalla norma DW142 – HVCA).

Curve piane. Sono contraddistinte dalla rotazione sul piano del lato minore della sezione trasversale della condotta (vedi figura 6). Vengono pure indicate col termine inglese “Easy” (ricavato dalla norma DW142 – HVCA).

Gli spessori da impiegare nella costruzione delle curve sono gli stessi indicati per le condotte rettilinee relativamente alle classi A e B delle condotte (v. tabella 14).

Esiste una gamma considerevole di tipi di curve, che possono essere classificate, in rapporto alla loro diversa difficoltà costruttiva, come nella figura qui sotto:

Fig. 7 - A ogni classe corrisponde una categoria di costo

L’impiego di curve appartenenti alla classe A è preferibile, in ordine al minor costo di produzione, rispetto a quelle di classe B. La scelta tra le due classi dipende dal grado di affidabilità funzionale che si richiede alla rete di condotte in funzione di parametri quali: turbolenza provocata dal flusso d’aria, perdite di carico, rumorosità ecc. L’utilizzo delle curve di classe C, che sono le più costose, è limitato ai casi molto particolari di limitazione di spazio che non consentano l’impiego di curve di classe A o B in abbinamento a una riduzione o trasformazione di sezione trasversale. Un’ulteriore limitazione all’impiego di curve di classe C è costituita dalla difficoltà di inserimento di deflettori al loro interno.

L’incremento di costo nel passaggio dalla classe A, alla classe B, alla classe C è di difficile quantificazione, ma comunque sensibile per le ragioni esposte. Ciascun costruttore sarà in grado di definirlo in base alla propria esperienza.

Altra caratteristica importante per la definizione delle curve a sezione rettangolare è quella determinata dal loro raggio di curvatura. Da questo punto di vista, possiamo distinguere tre tipi di curve:

- curve a largo raggio;- curve a medio raggio;- curve a raggio fisso;

Le curve a largo raggio sono caratterizzate da un rapporto tra raggio interno di curvatura (r) e dimensione della sagoma della curva (d) comunque non inferiore a 1 (r/d > 1). Tali tipi di curve solitamente non necessitano di deflettori, in quanto è caratteristica propria del loro raggio quella di offrire una resistenza minima al passaggio dell’aria.

Le curve a medio raggio hanno le stesse caratteristiche di quelle precedenti, ma con un rapporto r/d compreso tra 0,5 e 1 (0,5 < r/d < 1=.

Le curve a raggio fisso sono quelle più comunemente utilizzate. Esse, infatti, presentano notevoli vantaggi, quali ad esempio: standardizzazione, minimo ingombro, possibilità di ottimizzazione della lamiera impiegata, garantendo al tempo stesso un buon convogliamento dell’aria. Per questo motivo, la tracciatura automatica di tali pezzi ha portato in questi ultimi tempi alla definizione di uno standard di raggio interno r = 150 o 200 mm, che è adottato dalla maggior parte dei produttori italiani. Per il miglior impiego delle curve a raggio fiso in una rete aeraulici è opportuno che esse sano dotate di un adeguato numero di deflettori che si estendano per tutto l’arco di curvatura (fig. 8).

Fig. 8 e tab. 8 – Corretto posizionamento dei deflettori

Un caso particolare di curve a raggio fisso sono le curve a spigolo vivo. Esse vengono impiegate quando limitazioni di spazio impediscono l’impiego di curve con raggio di curvatura. Nelle curve a spigolo vivo è necessario l’impiego di deflettori a profilo alare (vedi Fig.9)

Fig. 9

r = 50 mm.Larghezza della condotta "a" Numero minimo di deflettori

250 6300 9400 12

a in mm.

N° di deflettori

Larghezza di ogni passaggio d'ariacome frazione di"a"(dall'interno verso l'esterno)

Fino a 300 0 aDa 300 a 500 1 1/3 a 2/3 aDa 500 a 1000 2 1/6 a 1/3 a 1/2 aOltre 1000 3 1/12 a 1/6 a 1/4 a 1/2 a

500 15600 18800 24

Tab. 9 – Numero e impiego dei deflettori in funzione di “a”

· Curve a sezione circolare

Le curve a sezione circolare si distinguono in curve stampate (o lisce) e curve a settori. Entrambe possono essere impiegate per condotte con aggraffatura spiroidale o calandrate.

Le curve stampate sono attualmente disponibili per diametri fino a 400 mm, con raggio medio uguale al diametro (v. fig. 10).

Fig. 10

Le curve a settori vengono distinte dal numero di settori che la compongono, prescindere dall’ampiezza degli stessi. Le curve a 4 settori stanno diventando lo standard (cfr. documento di lavoro CEN n° 37 del 9/90=, perché curve a 5 o più settori, che costituirebbero una valida alternativa alle curve stampate in quanto a perdita di carico, sono economicamente poco convenienti. Reciprocamente, curve a 3 settori presentano una perdita di carico troppo alta.

Nelle applicazioni particolari (impianti ad alta velocità) si consiglia l’utilizzo di raggi di curvatura più mpi.

Le inclinazioni normalmente realizzate sono, per entrambi i tipi di curve: 15°, 30°, 45° e 90°.

Riduzioni di sezione

Di regola, nel dimensionamento delle condotte si ricorre all’impiego di una riduzione di sezione al decrescere della portata del flusso d’aria dovuta a un terminale (bocchetta o diffusore). La forma tipica delle riduzioni on varia, siano esse a sezione circolare o rettangolare. Pertanto esse si distinguono, per entrambe le sezioni, in due costruzioni standard: concentriche ed eccentriche (v. fig. 11).

Fig. 11

Per le condotte rettangolari, se la sezione ridotta a valle del terminale comporta, su uno dei due lati, una variazione delle dimensioni “a” e/o “b” inferiore ai 100 mm, è preferibile mantenere la sezione originaria fino al diffusore o alla diramazione successivi. Infatti l’economia sui costi di produzione e di installazione, può essere realizzata conservando la stessa sezione (anche per più diffusori), finchè non si raggiunge un valore della variazione pari al 25% della sezione iniziale. In ogni caso è buona norma evitare l’impiego di riduzioni che modificano contemporaneamente entrambe le dimensioni. Quanto sopra vale per le forme tipiche dei raccordi raffigurati a pag. 57 (fig. 18) con le abbreviazioni RC, RE, US, UA.

Le dimensioni minime consigliate sono:

a = 150 mm;b = 100 mm;

Gli altri parametri suggeriti sono:

400 < 1 <1500 mm e < 25 mm 22,5° < α < 45°

Trasformazioni di sezione

Si ricorre all’impiego di questi componenti quando, in una rete aeraulici, si rende necessario il passaggio di forma dalla sezione trasversale da rettangolare a circolare o viceversa. Quando nella trasformazione l’area della sezione trasversale rimane costante si consiglia di mantenere l’angolo α all’interno del seguente intervallo: 22,5° < α < 45°.

Fig. 12

Qualora si presenti la necessità di ridurre la sezione delle condotte in presenza di ostacoli, è consigliabile non apportare variazioni dell’area di sezione trasversale che superino il 20% della sezione precedente. Quanto sopra vale per le forme tipiche di raccordi descritte a pag. 57 (fig. 18) con le abbreviazioni: RS, RA.

Derivazioni

Sono raccordi che suddividono il flusso di una condotta principale in una o più condotte secondarie. Nella pratica vengono utilizzate diverse derivazioni: le rappresentazioni delle figure alle pagg. 56, 58, 63 e 64 con le sigle di DI, TG, TA, HS, DC, per la sezione rettangolare, e con le sigle ATE, ATF, AYE, AYF, ARE, ARF, ADE, KXE, KXF, per la sezione circolare; e la suddivisione in categorie di costa “A” e “B” (definita solo per la sezione rettangolare) ne indica l’opportunità di impiego in applicazioni standard.

Le derivazioni di tipo dinamico, composte dalla congiunzione di due o più degli elementi fin qui descritti (trasformazione + curva, curva + curva, disassamento + curva ecc.) rappresentano la costruzione tipica più affidabile per il controllo della portata e della velocità dell’aria poiché, suddividendo il flusso di una condotta principale in due o più derivazioni secondarie, consentono, in fase di progettazione, una più precisa determinazione dei flussi d’aria derivati (vedi figure di pagina 55, 58, 59 e 65 con le sigle BD, ND, MD, DD, DE, DF, per la sezione rettangolare e HSE, HSF, per la sezione circolare).

Innesti

Sono i componenti che si inseriscono nella condotta principale tra nodo e nodo, per captare il flusso d’aria e deviarlo in un tratto di condotta secondaria. Il loro uso è limitato a diramazioni destinate ad alimentare un solo terminale (diffusore e bocchetta). E’ sempre raccomandabile, per la sezione rettangolare, prevedere l’impiego di £deflettori”, “raddrizzatori” o “captatori” per assicurare una corretta e uniforme ripartizione dell’aria nei tratti di condotta derivati dal collettore principale. Gli innesti a sezione rettangolare sono rappresentati con le sigle SU, SA, IP, ES, di fig. 15 a pag. 54 e fig. 17 a pag. 56; quelli a sezione circolare con sigla STE di fig. 26 a pag. 65.

Nella figura qui sotto sono rappresentate forme tipiche di innesti a 90° per sezione rettangolare.

Fig. 13

ACCESSORI DI UNA RETE DI CONDOTTE

Giunti (o raccordi) antivibranti

Oltre ai componenti rigidi delle condotte esistono raccordi flessibili (a sezione circolare o rettangolare) che consentono di ridurre la propagazione di vibrazioni meccaniche e/o acustiche e le dilatazioni tra due componenti (es. condotte e unità di trattamento aria).

Equalizzatori di flusso Sono elementi finalizzati al controllo del flusso d’aria all’interno di una condotta, regolandone la velocità, riducendone il moto pulsante caratteristico o raddrizzandone il profilo. Sono considerati equalizzatori di flusso:

- le serrande di taratura- i deflettori- i diaframmi forati

- i captatoriSerrande e valvole Sono elementi inseriti nelle condotte d’aria o installati sui terminali di

queste per permettere il controllo della resistenza al moto dell’aria nel sistema e le conseguenti modifiche della portata (serrande) o l’interruzione completa del flusso d’aria (valvole). Esempi di serrande che possono agire come valvole, o valvole di controllo, sono:

serrande a pala unica – Hanno un unico perno montato in posizione assiale o al margine esterno della pala.

Serranda a pale multiple – hanno due o più pale tra loro allineate, con movimento coniugato ad alette contrapposte o parallele.

Serrande a iride – Hanno diaframmi settorizzati.

Serrande binarie – aventi due lamiere forate scorrevoli in forma parallela e regolabili una sull’altra.

Serrande a ghigliottina – aventi una lama mobile scorrevole su guide applicate in posizione perpendicolare al flusso d’aria.

Serrande tagliafuocoSerrande tagliafumo

Sono accessori inseriti per separare due compartimenti attraversati dalla stessa rete di condotte, intesi a prevenire la propagazione del fuoco e/o del fumo a monte e a valle.

Silenziatori Sono accessori inseriti in un sistema di distribuzione dell’aria, intesi ad attenuare la diffusione del rumore attraverso la condotte.

Sigillanti Sono accessori utilizzati per ridurre le perdite per fughe d’aria nelle condotte.

Isolamenti acusticiIsolamenti termici

Sono materiali applicati all’interno e/o all’esterno delle pareti delle condotte al fine di ridurre la trasmissione del rumore e le dispersioni termiche.

Barriera – vapore È il rivestimento, resistente al vapore, applicato sulla superficie dell’isolamento termico; esso è impiegato nelle reti di condotte convoglianti aria la cui temperatura è diversa dalla temperatura ambiente. Il suo scopo è di evitare la migrazione del vapore d’acqua e la condensazione dello stesso all’interno dell’isolamento termico. La barriera – vapore può anche essere necessaria per prevenire la corrosione della lamiera a seguito degli effetti della condensazione sulla superficie delle condotte.

Dispositivi di attenua-zione delle vibrazioni

Sono accessori utilizzati per assorbire le vibrazioni sulle pareti delle condotte e ridurre la propagazione del rumore (supporti antivibranti, pani antivibranti, ecc.).

Porte e pannelli di ispezione

Sono accessori intesi a consentire l’accesso e l’ispezionabilità delle condotte al loro interno; si suggerisce di installarle in prossimità di tutti gli accessori che richiedono l’ispezione e la manutenzione (es. serrande tagliafuoco, silenziatori, batterie elettriche).

Tappi e rubinetti di drenaggio

Sono accessori che, applicati nei tratti terminali delle condotte, consentono il deflusso di eventuali liquidi accumulati o condensati all’interno delle stesse.

Stazioni di misura Sono accessori che consentono l’applicazione degli apparecchi di misura della portata d’aria e di rilevazione della temperatura e della pressione all’interno delle condotte.

2.6. CONDOTTE RETTANGOLARI : DIMENSIONI UNIFICATE

Per ottenere la standardizzazione delle dimensioni delle condotte rettangolari, è necessario introdurre il concetto del modulo base “M”, poiché le dimensioni nominali caratterizzanti la loro geometria saranno di seguito sempre espressi come suoi multipli.

Fino ad oggi, i costruttori si sono spesso riferiti alla norma ISO (international standard organization) R 1006 (cfr. taqb. 4 e 5 alle pagg. 25 e 26). Tale norma indica, per le condotte rettangolari, l’impiego dei seguenti parametri:

dimensione minima “a” = 150 mmdimensione minima “b” = 100 mmmodulo base “M” = 50 mmrapporto di forma 1 < K < 4

Ed i seguenti incrementi:

incremento di M Per dimensioni “a” e “b” < 300 mmincremento di 2M Per dimensioni “a” e “b” Da 300 a 1000 mmincremento di 4M Per dimensioni “a” e “b” > di 1000 mm

Fig. 14

Per le condotte rettilinee e i raccordi, le misure nominali sono definite come “dimensioni interne delle condotte”, al fine di poter unificare i processi di produzione automatizzata, indipendentemente dallo spessore delle lamiere impiegate nella costruzione.

Al riguardo, è utile evidenziare che il documento di lavoro CEN n. 36 del 9/90 differisce dai parametri contenuti nelle norme ISO R 1006 e suggerisce, ai fini di una unificazione europea, i seguenti nuovi standard dimensionali:

dimensione minima “a” = 200 mmdimensione minima “b” = 100 mmmodulo base “M” = 50 mm

con i seguenti incrementi:

incremento di M Per dimensioni “a” e “b” < 300 mmincremento di 2M Per dimensioni “a” e “b” Da 300 a 600 mmincremento di 4M Per dimensioni “a” e “b” > di 600 mm

Entro il seguente campo:

200 < a < 2000 mm 100 < b < 1200 mm

ba 100 150 200 250 300 400 500 600 800 1000 1200

200 0,60 0,70 0,80 250 0,70 0,80 0,90 1,00 300 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 400 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,60 500 1,30 1,40 1,50 1,60 1,80 2,00 600 1,50 1,60 1,70 1,80 2,00 2,20 2,40 800 2,00 2,10 2,20 2,40 2,60 2,80 3,20 1000 2,50 2,60 2,80 3,00 3,20 3,60 4,00 1200 3,00 3,20 3,40 3,60 4,00 4,40 4,801400 3,60 3,80 4,00 4,40 4,80 5,201600 4,00 4,20 4,40 4,80 5,20 5,601800 4,60 4,80 5,20 5,60 6,002000 5,00 5,20 5,60 6,00 6,40

Tab. 10 – Dimensioni normalizzate delle condotte rettangolari

In funzione dei lati “a” e “b” espressi in mm, si deduce dalla tabella 10 la relativa superficie A1 = superficie laterale della condotta espressa in metri quadrati per metro lineare (m2/m).

DENOMINAZIONE E RAPPRESENTAZIONE GRAFICA DELLE CONDOTTE A SEZIONE RETTANGOLARE

Ai fini della standardizzazione dei processi produttivi impiegati nella costruzione dei pezzi speciali, l’AS.A.P.I.A. ha eseguito una ricerca sulla base delle normative a tutt’oggi applicate (norme ISO – DIN – EUROVENT – AFNOR – SMACNA – BRITISH – ecc.) e propone di utilizzare in campo nazionale le seguenti denominazioni, in attesa dell’emanazione delle norme europee CEN.

Oltre alle denominazioni, nelle tabelle che seguono sono riportati alcuni elementi che si ritiene opportuno specificare .

La colonna “sigla” riprende e amplia l’insieme delle sigle sin qui utilizzate a livello europeo (DIN).

La colonna “denominazione” interpreta in linguaggio comune i nomi dei componenti rappresentati.

Le colonne “esecuzione” e “dimensioni”, tra loro correlate, ne definiscono alcuni standard costruttivi.

La colonna “categoria di costo” si richiama a quanto già affermato nel par. 2.5 a proposito delle curve per evidenziare come esistano diversi livelli di costo a seconda delle particolarità costruttive. L’appartenenza di un componente alla categoria “A” o “B” non implica un valore assoluto, ma definisce una differenza relativa (A = esecuzione meno onerosa, B = esecuzione più complessa).

La colonna “riferimenti”, infine, prelude a una possibile unificazione delle tipologie alle quali alcuni produttori di software per la progettazione e di processi automatizzati per la costruzione assegnano i medesimi componenti.

Abbrevia-zione Denominazione Esecuzione Dimensioni (in mm)

Categ.dicosto

Riferimenti

KSCondottarettilineastandard

I = 1500I = 2000

ALW 1CR 1MC/310RESS 10

KTPezzorettilineoadattatore

I < 1500 BLW1CR1MC/301/RESS 10

SU Innestoraccordato

I < 900b = c B

LW 10LW 62MC / -ESS 41

SA Innestoangolato

I < 900b = c A

CR 19MC / -ESS 41

IP Innestopiano b = c A

LW / -CR 60MC / - ESS 21

ISInnestoinclinatoa 45°

b = c B CR 64MC / -

Fig. 15 – Condotte e raccordi a sezione rettangolare


Categ.dicosto

Riferimenti

BSCurva con o senza deflettori

Simmetricoα = angolo A

LW / 2CR 3MC/ 079R ESS 20

BACurva di riduzioneCon o senzaDeflettori

Simmetricoα = angolor = c > 25 mm

ALW / 2CR 75MC/ 374A ESS 21

WSAngolo (gomito)con alettedeflettrici

R = 0 se nondiversamenteindicato

simmetricoB

LW / 2CR 7MC/ 069R ESS 30

WAGomito di riduzionecon alettedeflettrici

R = 0 se nondiversamenteindicato

BLW / 2CR 7MC/ 3410 ESS 31

BTCurvaterminale parapioggia

Simmetricoα = angolo B

LW / 2CR 82MC/ 0791R ESS -

BDDoppia curva a derivazionedinamica

BLW / 2+2CR 3+3MC/ 2+2 ESS 20+20

Fig. 16 – Raccordi a sezione rettangolare


Categ.dicosto

Riferimenti

DS Spostamento raccordato Simmetrico B

LW / 11CR 6MC/ 344R ESS 60

DASpostamento raccordato in riduzione

c = b BLW / 11CR 63MC/ 345R ESS 61

ES Spostamentoangolato Simmetrico A

LW / 4CR 85MC/ 344R ESS 60

EASpostamentoangolatoin riduzione

c = b ALW / 4CR 85MC/ 345R ESS 61

SSDoppiospostamento raccordato

BLW / -CR 67MC/ - ESS -

DI Derivazioneinclinata A

LW / -CR 55MC/ 31RC ESS -



Categ.dicosto

Riferimenti

RC Riduzioneconcentrica Simmetrico A

LW / 6CR 8MC/ 273R ESS -

RE Riduzione eccentrica

Asimmetricob = c A

LW / 6CR 8MC/ 263R ESS -

US Trasformazione Simmetrico ALW / 6CR 8MC/ 273R ESS 40

UA Trasformazione

AsimmetricoPer le dimensioni (e) e (f) occorre fare attenzione al segno (- o +) che varia a seconda della posizione del salto

BLW / 6CR 8MC/ 263R ESS 41

RS Trasformazione tondo-quadro Simmetrico A

LW / 7CR 17MC 3577CR ESS 50

RA Trasformazione tondo-quadro

AsimmetricoPer le dimensioni (e) e (f) occorre fare attenzione al segno (- o +) che varia a seconda della posizione del salto g = l2 conformemente alla DIN 24 145

BLW / 7CR 17MC 41R3 ESS 51



Categ.dicosto

Riferimenti

NDDerivazione monoliticaa 2 vie

ALW / -CR 113MC/ - ESS -

MDDerivazione monoliticaa 3 vie

ALW / -CR 115MC/ - ESS -

TG Derivazione a T Piatto soprab = c = g A

LW / 3CR 10MC/ 3734R ESS 70

TA Derivazione a T ridotte

Obliquo soprag = c = a A

LW / 3CR 10MC/ - ESS 71

HS Derivazione a tre vie a Y

g = c = am = mnimo 2volte l’altezzadella flangia

BLW / 13CR 74MC/ - ESS 42

DC Derivazione a croce

d = ha = e A

LW / -CR 57MC/ - ESS 72



Categ.dicosto

Riferimenti

DD Derivazione dinamica a 3 vie B

LW / 16CR 15MC/ 3736 ESS -

DEDerivazione dinamicaa 2 vie

BLW / 14CR 13MC/ 7322 ESS -

DF

Derivazionedinamicaa 2 viecontrapposteasimmetrico

BLW / 15CR 14MC/ 3733D ESS -


2.7. CONDOTTE CIRCOLARI: DIMENSIONI UNIFICATE

Nell’affrontare gli aspetti costruttivi delle condotte circolari, occorre tenere presente che, per quanto riguarda i tratti rettilinei, esistono due metodi di esecuzione differenti tra loro, che determinano i seguenti prodotti:

Condotte calandrate: sagomatura circolare a calandra, con giunzione longitudinale continua mediante aggraffatura;

Condotte spiroidali: profilatura continua di un nastro di lamiera zincata di larghezza determinata, con aggraffatura spiroidale.

Le condotte spiroidali, con la possibilità di impiego di lamiere di spessore sottile unita a un’elevata resistenza meccanica e tenuta, hanno sostituito nel tempo le condotte calandrate. Pertanto, i temi trattati in questo paragrafo limitatamente alle condotte rettilinee saranno riferiti esclusivamente alle condotte spiroidali.

Gli standard per il dimensionamento delle condotte a sezione circolare sono basati sulla progressione geometrica di Reinard R.20 a completamento della gamma di produzioni unificate proposte.

DIMENSIONI STANDARD DEI TRONCHI RETTILINEI A SEZIONE CIRCOLARE.

Diametri consigliati.

DIAMETRONOMINALE

d [ mm ]

AREA DI SEZ.TRASVERSALE

Ac [ m2]

AREA DELLASUPERFICIE

Ai [ m2 ]

GIOCO MINIMO

DIAMETRALE

TOLLERANZEPER DIAMETRI

MASCHI / FEMMINE63 0,00312 0,198 0,70 0,5080 0,00503 0,251 0.70 0,50

100 0,00785 0,314 0.70 0,50125 0,01227 0,393 0.70 0,50160 0,02011 0,503 0.70 0,60200 0,03142 0,628 0.70 0,70250 0,04909 0,785 0.70 0,80315 0,07793 0,990 0.70 0,90400 0,12566 1,257 0.70 1,00500 0,19635 1,571 0.70 1,10630 0,31172 1,979 0.70 1,20800 0,50265 2,513 0.70 1,30

1000 0,78540 3,142 0.70 1,401250 1,22718 3,927 0.70 1,50

Diametri addizionali

355 0,09898 1,115 0.70 0,90450 0,15904 1,414 0.70 1,00560 0,24630 1,759 0.70 1,10710 0,39592 2,231 0.70 1,20900 0,63617 2,827 0.70 1,30

1120 0,098520 3,519 0.70 1,40

Tab. 23 – Diametri nominali e dati per il ridimensionamento delle condotte circolari

DIMENSIONI E RAPPRESENTAZIONE GRAFICA DEI RACCORDI A SEZIONE CIRCOLARE

Per la definizione dei raccordi a sezione circolare, l’AS.A.P.I.A propone di adottare lo standard ricavato da norme DIN 24145 del 10/1975 con dimensioni conformi alla DIN 24147 in attesa della norma CEN di futura emanazione.Anche in questa circostanza, si riportano nella colonna “riferimenti” le sigle adottate da alcuni produttori italiani di software per la progettazione e di processi automatizzati per la costruzione delle condotte.

Definizione Forma Disegno Esecuzione Riferimenti

Curve

BGELiscio con

estremità adinnesto

BGF Liscio con flangia

BSEA settori

con estremità ad innesto

CR 21LW 101

BSF A settori con flangia

CR 21LW 101

Riduzioniconiche

USFSimmetrico

con estremitàcon flangia

CR 22LW 106

USESimmetrico

con estremitàad innesto

CR 22LW 100

Fig. 23 – Raccordi a sezione circolare

Definizione Forma Disegno Note Riferimenti

Riduzioniconiche

UAFAsimmetricocon estremità

a flangiaCR 49

LW 111

UAEAsimmetricocon estremità

ad innestoCR 49

LW 111

Manicottidi

riduzione

SSESimmetrico


SAEAsimmetrico


Raccordodi

derivazionea 90°

ATESimmetrico


CR 27LW 102

ATF Simmetrico con flangia

CR 27LW 102



Riduzionidi

derivazionea 45°

AYESimmetrico


CR 27LW 102

AYF Simmetrico con flangia

CR 27LW 102

Riduzionedi

derivazionea 90°

ARESimmetrico


CR 27 + 22LW –

ARF Simmetrico con flangia

CR 27 + 22LW –

ADESimmetrico


CR 271LW –

Raccordia quattrovie a 90°

KXESimmetrico


CR 28LW –

KXF Simmetrico con flangia

CR 28LW -



Portellidi pulizia RDE Per raccordo CR 30

LW -

Tappi

DREDa innestare

nel tubo(imboccatura

femmina)

CR 30LW -

DFADa inseriresu raccordi

(imboccaturafemmina)

CR 30LW –

Riduzionea sellaa 90°

STE Libero CR 87LW 102

Manicotto MFAPer collegare

raccordicon estremità

ad innesto

CR 30LW –

Raccordia tre vie

a Y

HSESimmetrico


CR 77LW 114

HSF Simmetrico con flangia

CR 77LW 114


COSTRUZIONE DELLE CONDOTTE IN LAMIERA

3.1. MATERIALI

Per la costruzione delle condotte in lamiera possono essere impiegati materiali di diverso tipo:

- acciaio zincato- acciaio inossidabile- acciaio verniciato e preverniciata- zinco – alluminio- alluminio

Comune a tutti questi tipi è il termine “lamiera”, che identifica l’impiego di nastri laminati di spessore inferiore a 3 mm., ottenuti con processi di lavorazione caratteristici di ogni materiale e normalmente commercializzati sotto forma di rotoli (coils) oppure fogli (lamiere piane). La larghezza dei rotoli è, generalmente, di 1500 mm, mentre i fogli hanno dimensioni variabili ma sempre soggette alla larghezza commerciale dei rotoli da cui sono ricavati.

Di seguito si darà una descrizione sintetica di ciascuno dei materiali, evidenziandone le caratteristiche principali e gli impieghi tipici.

ACCIAIO ZINCATO

E’ il materiale più comunemente usato. Si ricava da lastre di acciaio laminate a caldo o a freddo, zincate con procedimento per immersione continua a caldo. La protezione contro la corrosione, garantita dal rivestimento continuo di zinco, è direttamente proporzionale alla massa dello stesso. La denominazione “Sendzimir” indica il processo di zincatura normalmente impiegato per garantire una particolare aderenza acciaio/zinco nella fase di zincatura delle lamiere. In base alla tabella. UNI 5753, lo zinco deve essere di prima fusione del tipo ZN A 98,25 UNI 2013. Per l’identificazione dello zinco, occorre riferirsi alla norma UNI 4179.

La quantità di zinco presente complessivamente su entrambe le facce della lamiera è espressa in grammi al metro quadro (g/m2). Questa quantità può variare a seconda delle esigenze di impiego delle condotte nei vari settori di applicazione (civile, industriale, navale, ecc.).

TIPO DI RIVESTIMENTO DI ZINCO: MINIMI CONSIGLIATI DA IMPIEGARE NELLA COSTRUZIONE DELLE CONDOTTE

Z 200 Impiego civile e industriale, suggerito da EURONORM 147/79

Z 275 Impiego industriale in presenza di elementi aggressivi

Z 350 Impiego navale

Tab.12

Per la produzione standardizzata delle condotte sono solitamente utilizzati dai produttori italiani i parametri della tabella riportata qui sopra.

La norma UNI 5753 indica il tipo di materiale denominato FeP02G la lamiera di acciaio adatta per tutte le operazioni di piegatura e profilatura necessarie nella costruzione delle condotte. La tabella successiva, estratta dalla UNI 5753, mette in evidenza il grado di formabilità dell’acciaio in relazione alle aggraffature (“lock seams”) che sono normalmente impiegate nella costruzione delle condotte.

QUALITA’DIACCIAIO

FORMABILITA’ PER AGGRAFFATURE TIPO“Lock seams” * “Snap lock seams” **Per spessori Per spessoriFino a 1,5 Oltre 1,5 fino a 2 Fino a 0,9 Oltre 0,9 fino a 1,25

FeP02GFeP03G

SoddisfacenteSoddisfacente

SconsigliatoSoddisfacente

SoddisfacenteSoddisfacente

SconsigliatoSoddisfacente

* Generalmente i “Lock seams” possono essere ottenuti con la classe FeP01G fino a 0,9 mm di spessore** La massa massima nominale dello zinco (considerate entrambe le facce del prodotto) non deve superare 275 g/m2.

Tab. 13

Finiture speciale del’acciaio zincato

In accordo con la norma UNI 5753 vengono definiti i diversi tipi di finitura superficiale delle lamiere di acciaio zincato, ripresi anche dal documento di lavoro CEN n° 6:

a) stellatura normale (N)

Questo tipo di finitura presenta una lucentezza metallica. E’ quello normalmente impiegato per la costruzione delle condotte, ed è il risultato della crescita spontanea dei cristalli di zinco durante la normale solidificazione.

b) stellatura ridotta (M)

Questa finitura, anch’essa normalmente impiegata nella costruzione delle condotte, ha come caratteristica quella di presentare una certa difformità dell’aspetto superficiale all’interno di uno stesso rotolo o in una stessa lamiera piana. Tale finitura si ottiene riducendo la normale cristallizzazione dello zinco durante la solidificazione. Nonostante un aspetto estetico diverso, le caratteristiche tecnico-funzionali di questa lamiera non sono difformi da quelle della lamiera con finitura di tipo a).

c) rivestimento normale in lega ferro/zinco (R)

Il rivestimento non presenta alcuno stellatura ed appare di color grigio opaco. E’ una finitura scarsamente richiesta e quindi poco impiegata dai costruttori di condotte. Diversamente dal materiale con finitura di tipo a) o b), quello di tipo c) non è contraddistinto dalle sigle Z 200, Z 275 o Z 350, ma dalle sigle F 100 o F 180. Esso, inoltre, non è ritenuto adatto per le operazioni di profilatura riportate nella tabella 13 estratta dalla UNI 5753.

ACCIAIO INOSSIDABILE

E’ un materiale che presenta alta resistenza alla corrosione unita a un basso costo di manutenzione. Viene utilizzato nella costruzione delle condotte destinate ad impieghi per i quali esso deve mantenere intatte nel tempo le proprie caratteristiche, oppure garantire un alto grado di igiene, ovvero ancora laddove l’utilizzo avviene in ambienti aggressivi e/o tossici (industrie chimiche, applicazioni nucleari e marine, esposizione agli agenti atmosferici). Il suo uso può essere richiesto anche per particolari esigenze estetiche.

L’acciaio inossidabile attualmente in commercio è una buona combinazione tra formabilità e saldabilità. La sua resistenza alla corrosione dipende dalla percentuale di cromo che contiene (in nessun caso inferiore al 9%).

Per la costruzione delle condotte vengono utilizzati due tipo di acciaio inossidabile: serie ferritica 400 (magnetica) e serie austenitica 300 (non magnetica). Quest’ultima contiene, in aggiunta al cromo, una percentuale variabile di nichel che ne aumenta la resistenza alla corrosione.

Anche gli acciai inossidabili possono essere classificati con le seguenti sigle convenzionali, che permettono di distinguerle in base alle loro caratteristiche:

- Tipo 409: contiene l’11,5% di cromo e lo 0,3% di titanio. E’ un acciaio inox ferritico che presenta buone caratteristiche di formatura e un costo contenuto, ma minore resistenza alla corrosione rispetto agli acciai medi. Non richiede trattamenti dopo la saldatura e può essere lavorato con metodi tradizionali.

- Tipo 304: contiene il 18% di cromo e il 9% di nichel. E’ un acciaio inox austenitico, comunemente denominato “18/8”, anche se le percentuali di cromo e nichel attualmente utilizzate possono anche essere diverse. E’ saldabile e ha buona lavorabilità e discreta resistenza alla corrosione che ne consiglia l’uso in ambienti moderatamente aggressivi.

- Tipo 316: contiene il 17% di cormo, l’11% di nichel e il 2,5% di molibdeno. E’ un acciaio inox austenitico, con elevata resistenza alla corrosione, che lo rende adatto per l’impiego ni ambienti particolarmente aggressivi. E’ saldabile, ma presenta notevoli difficoltà nella profilatura tipo “Pittsburg” e “Snap-Lock” e nella realizzazione dei giunti trasversali a flangia profilata riportata.

Finiture superficiali dell’acciaio inossidabile

Esiste in commercio un’ampia gamma di finiture superficiali, da quella opaca fino a quella lucida con massima brillantezza..

a) Finiture opache: contraddistinte dalle sigle 2°, 2B e 2D, in ordine decrescente di brillantezza e uniformità superficiale;

b) Finiture lucide: contraddistinte dalle sigle 4 e 8, in ordine crescente di lucidità e brillantezza.

ACCIAIO VERNICIATO E PREVERNICIATO

La verniciatura dell’acciaio zincato è realizzabile adottando adeguati procedimenti di trattamento primario, diversi da quelli realizzati sugli acciai non rivestiti con zinco. A questo scopo possono essere impiegate vernici da applicare come base al prodotto finito indicate come “wash-primer”. In alternativa, si va sempre più diffondendo l’impiego di lamiere con rivestimento a conversione chimica (tipi al cromato, al fosfato e all’ossido), comunemente definite come “lamiere preverniciata”. In questo caso, si ha il vantaggio di poter disporre di rivestimento superficiale su entrambi i lati. Ciò ne consente l’utilizzo in ambienti particolarmente aggressivi (esposizione agli agenti atmosferici, presenza di gas o vapori reagenti con lo zinco). Le lamiere preverniciata sono protette superficialemtne secondo il seguente ciclo:

a) zincaturab) fosfatazione sui due latic) “primer back coat” sul lato non in vistad) verniciatura a fuoco, nel lato in vista

con uno spessore totale di circa 25 micron.

Le lamiere preverniciata possono essere anche protette superficialmente all’origine da un film autoadesivo in polietilene che ne previene il danneggiamento nelle fasi di produzione e trasporto delle condotte.

Fig. 29 – Esempio di protezione superficiale della lamiera

ZINCO-ALLUMINIO

E’ una lamiera di acciaio che si differenzia da quelle finora trattate perché rivestita superficialmente con una lega composta da: 55% di alluminio, 43,4% di zinco e 1,6% di silicio. Queste percentuali sono calcolate sul peso complessivo del materiale, che può variare da 150 a 185 g/m2. Indipendentemente dalle caratteristiche del rivestimento, la resistenza meccanica di questo materiale deve corrispondere a quella della lamiera di acciaio zincato (di norma 200 N/mm2).

ALLUMINIO

In alcun casi particolari, le condotte possono essere costruite con lamiere di alluminio di qualsiasi lega tra quelle disponibili in commercio. E’ opportuno però scegliere il tipo di lega che meglio si presta alla lavorazione richiesta. Le leghe convenzionalmente indicate con le sigle 1200, 3303 e 5251 sono facilmente formabili e forniscono un’eccellente resistenza agli agenti atmosferici; tra queste, la lega 5251 è la più resistente all’atmosfera marina.

Ciascuna di queste leghe può essere prodotta in due diversi stadi di durezza, convenzionalmente denominati “cotto” e “crudo”. E’ bene scegliere il grado di durezza in base alle necessità di formatura; ad esempio, le tempere di maggior durezza (alluminio crudo) possono comportare problemi di rottura della lamiera durante le operazioni di profilatura. Per questo motivo, la lega 6082-TF, ad alta durezza, non è consigliata per operazioni di profilatura tipo “Pittsburgh”.

All’interno di una rete di condotte in lamiera di alluminio è bene utilizzare accessori (rivetti, bulloni, ecc.) omogenei o di altro materiale compatibile (acciaio inossidabile).

Anche le lamiere di alluminio possono essere protette superficialmente da un film autoadesivo in polietilene che ne previene il danneggiamento nelle fasi di produzione e trasporto delle condotte.

3.2. SPESSORI

Rigidezza e stabilità delle condotte sono requisiti fondamentali per la realizzazione di una rete aeraulici. Per questo, lo spessore delle lamiere da impiegarsi nella costruzione, al pari di altri accorgimenti (rinforzi, tipo di aggraffature e di giunzione tra i vari elementi), deve essere dimensionato in funzione delle caratteristiche di velocità o pressione alle quali il sistema aeraulici è sottoposto.

CONDOTTE RETTANGOLARI

Dal documento di lavoro CEN n° 50 del 01/91 si ricava il seguente orientamento sulle caratteristiche dimensionali richieste nella costruzione delle condotte rettangolari, al fine di assicurare la riduzione delle deformazioni dei piani per ragioni funzionali ed estetiche: la deformazione massima ammessa sui lati delle condotte sottoposte a una pressione di 1 kPa non deve superare il 2% della lunghezza del lato in questione, e comunque non deve essere maggiore di 20 mm (cfr. Eurovent 2/2).

Al momento il CEN non prescrive, in funzione di queste esigenze, lo spessore minimo da impiegarsi nella costruzione delle condotte rettangolari. L’AS.A.P.I.A. suggerisce l’applicazione dei dati riportati nella seguente tabella dgli spessori, frutto dell’integrazione delle norme esistenti (ISO, DIN, SMACNA, ecc.) con i sistemi costruttivi attualmente impiegati e le esperienze pratiche dei produttori di condotte associati.

Dimensioni (mm)lato maggiore

Lamiera zincata AlluminioSpess.(mm.)

Peso(kg/m2)

Spess.(mm.)

Peso(kg/m2)

Tipo di giunzione e distanza

0-300 0,6 5,1 0,8 2,3 Baionette o flange distanti max 2000 mm

350-750 0,8 6,7 1,0 2,7 Baionette o flange distanti 1500 mm con nervature di rinforzo

800-1200 1,0 8,2 1,2 3,3 Flange in profilato distanti 1500 mm con nervature di rinforzo

1250-2000 1,2 9,8 1,5 4,2 Flange in profilato distanti 1500 mm con rinforzo a metà

Oltre 2000 1,5 12,0 1,5 4,2 Flange in profilato distanti 1000 mm con rinforzo a metà

Tab. 14 – Spessore delle condotte rettangolari

La tabella precedente si riferisce alle condotte rettangolari di classe tenuta “A” (cfr. par. 2.3). Per la costruzione delle condotte di classe tenuta “B”, si suggerisce l’utilizzo di lamiere con uno spessore maggiorato di 0,2 mm rispetto a quello indicato per la classe “A” , a parità di dimensione del lato maggiore.

Gli spessori indicati in tabella nella colonna relativa alla lamiera zincata sono utilizzabili anche per l’impiego di materiali diversi come: acciaio inossidabile, acciaio preverniciata, zinco-alluminio.

L’emissione di una chiara normativa CEN al riguardo, e/o la definizione di parametri di prova che potranno essere oggetto di specifiche certificazioni da parte dei costruttori di condotte, consentiranno di aggiornare la tabella della pagina precedente, per raggiungere un obiettivo comune a costruttori e committenti: correlare l’affidabilità meccanica del prodotto a criteri che non facciano riferimento esclusivamente al peso del materiale.

CONDOTTE CIRCOLARI

Spostando l’analisi sulle condotte a sezione circolare, è stato effettuato lo stesso tipo di integrazione tra norme esistenti e indicazioni tratte dall’esperienza dei costruttori associati, ottenendo i risultati mostrati nella tabella successiva. Nel campo delle sezioni circolari si hanno più elementi tendenti alla standardizzazione costruttiva, ma resta la necessità che il CEN indichi chiare linee di comportamento per il futuro.

Diametro da 63 a 80 mm spessore nominale 0,4 mm" 100 " 250 " " 0,6 "" 315 " 500 " " 0,8 "" 560 " 900 " " 1,0 "" 1000 " 1250 " " 1,2 "

Tab. 15 – Spessori delle condotte circolari

La scelta degli spessori delle lamiere da impiegare è la condizione fondamentale per ottenere il peso complessivo della rete di condotte, sistema fin qui usato, almeno in Italia, per determinare il costo globale della stessa. Da questo punto di vista, è opportuno precisare che il peso delle lamiere calcolato in Kg per metro quadrato e indicato nella tabella 14 si riferisce alla sola lamiera impiegata per la costruzione delle condotte. Per ottenere il peso del manufatto completo occorrerà aggiungere i pesi relativi a profili, flange, sostegni, sormonti per aggraffature, deflettori, ecc., secondo le tabelle forniti dai produttori di condotte.

Il passaggio ad un’unità di misura diversa come, ad esempio, il metro quadrato (misura, questa, già adottata in altri paesi europei), apporterebbe senz’altro maggiore chiarezza nei rapporti tra costruttori e committenti; tanto più che, per calcolare il peso complessivo della rete di condotte, è comunque necessario farne il computo in metri quadrati di superficie.

Si consideri inoltre che il calcolo in termini di superficie anziché di peso costituisce, anche in Italia, il sistema di determinazione dei costi delle coibentazioni termiche, recepito e regolamentato dalla normativa UNI in vigore (UNI 6665-70). Del resto, il CEN è orientato a regolamentare anche il sistema di calcolo delle perdite per fughe d’aria in una rete aeraulici in metri quadrati di superficie, abbandonando il criterio della percentuale sul volume globale della portata d’aria dell’impianto, fin qui utilizzato.

TOLLERANZE DIMENSIONALI

Nella compilazione dei capitolati d’appalto vengono nominalmente indicati gli spessori delle lamiere da impiegare per la costruzione delle condotte. La norma UNI 5753 stabilisce che essi sono quelli nominali e soggetti alle tolleranze riportate nella tabella successiva. Lo spessore delle lamiere di acciaio zincato si intende comprensivo del rivestimento di zinco.

Spessoremm

Tolleranza sullospessore mm

Tolleranza sulla * massa %

minore d i0,40 ± 0,04 ± 8,5da 0,40 a meno di 0,50 ± 0,04 ± 7,0da 0,50 a meno di 0,60 ± 0,05 ± 6,5da 0,60 a meno di 0,80 ± 0,06 ± 6,0da 0,80 a meno di 1,00 ± 0,08 ± 5,5da 1,00 a meno di 1,25 ± 0,10 ± 5,0da 1,25 a meno di 1,35 ± 0,12 ± 5,0da 1,35 a meno di 1,50 ± 0,13 ± 5,0da 1,50 a meno di 1,75 ± 0,15 ± 5,0da 1,75 a meno di 2,00 ± 0,16 ± 5,0da 2,00 a meno di 2,50 ± 0,18 ± 5,0da 2,50 a meno di 3,00 ± 0,20 ± 5,0* Le masse devono essere calcolate in base ai valori nominali delle dimensionidella lamiera sottile ed alla massa specifica di 7,85 kg/dm2

Tab. 16 – Lamiere zincate: tolleranze dimensionali

3.3. RINFORZI

Per aumentare la resistenza meccanica dei piani delle condotte rettangolari, ferme restando le indicazioni date nel paragrafo precedente riguardo agli incrementi di spessore delle lamiere in funzione dell’aumento di dimensione del lato maggiore della condotta, occorre che essi siano adeguatamente rinforzati. Nel caso di condotte appartenenti a una rete aeraulici soggetta a bassa o media pressione è sufficiente utilizzare sistemi di rinforzo esterno realizzati direttamente sulla lamiera. Nel caso, invece, di condotte per impianti nei quali è richiesta una resistenza meccanica più elevata (nei limiti comunque imposti dalla struttura di queste condotte) è necessario aggiungere rinforzi all’interno.

Nelle figure seguenti sono riprodotti i due sistemi di rinforzo esterno più comunemente utilizzati

Nervatura trasversale “z”

È il sistema di irrigidimento dei piani delle condotte oggi maggiormente utilizzato. Può essere realizzata anche sui pezzi speciali, creando così uniformità nel sistema di fabbricazione di tutti i componenti, con garanzie di affidabilità meccanica e risultato estetico non trascurabile nelle esecuzioni a vista delle reti aerauliche. È superflua nelle condotte di piccole dimensioni, ma indispensabile quando il lato maggiore supera i 400 mm.

Nervatura diagonale “Croce di S. Andrea”

È il sistema di rinforzo dei piani delle condotte che risulta ormai superato dalle nuove tecniche e attrezzature di cui dispongono i costruttori, anche perché la buona tecnica di esecuzione di tale sistema presupporrebbe la necessità di stabilire con precisione in fase di costruzione e di montaggio il tipo di pressione cui la condotta verrà assoggettata

Pressione positiva (mandata aria) Pressione negativa (aspirazione aria)Nervatura diamantata verso l’esterno della condotta

Nervatura diamantata verso l’interno della condotta.

Nello schema viene riportato l’esatto orientamento della nervatura diagonale.

Rinforzi interni

È il sistema che si adotta nei casi in cui è richiesta una resistenza meccanica più elevata. Questo sistema di rinforzi può essere applicato anche in fase di montaggio in sito. In funzione della dimensione della condotta e della tipologia dell’impianto, sono normalmente applicati da un minimo di tre a un massimo di sei rinforzi. Il rinforzo può essere costituito da una barra metallica in acciaio trafilato e verniciato. Vengono applicati nelle posizioni della figura a lato e nelle quantità indicate nella tabella 17. In sintonia con i metodi di costruzione adottati dai produttori europei di condotte per l’applicazione dei rinforzi si sconsiglia l’uso di saldature, mentre è preferibile un fissaggio con viti e bulloni.

Fig. 32

Numero rinforzi Bassa pressione dimensione lati

Media pressione dimensione lati

Alta pressione dimensione lati

TRE Da 1600 a 2000 Da 400 a0 700 Da 100 a 400

QUATTRO Da 700 a 1100 Da 400 a 700

SEI Da 1100 a 2000 Da 700 a 1000

Tab.17

3.4. GIUNZIONI LONGITUDINALI

La corretta esecuzione dell’aggraffatura longitudinale è uno dei fattori di primaria importanza di cui tener conto nella fase di costruzione delle condotte.

Esiste una vasta gamma di giunzioni longitudinali che va dalla saldatura (d’angolo, testa a testa o per punti) fino alla giunzione ottenuta con la profilatura delle lamiere. Di seguito si prenderanno in esame soltanto le giunzioni per profilatura, poiché sono quelle comunemente utilizzate nella lavorazione delle lamiere zincate.

Tra i sistemi di giunzione longitudinali ottenibili mediante profilatura ne esistono alcuni tipici delle condotte a sezione circolare, già trattati in precedenza (aggraffatura spiroidale o aggraffatura longitudinale rettilinea conseguente alla calandratura). In questo paragrafo

si tratterà solo dei sistemi di giunzione longitudinale più usati per la costruzione delle condotte rettangolari.

Il criterio di scelta del tipo di giunzione longitudinale è funzione delle caratteristiche della lamiera da impiegare, della classe di tenuta richiesta e dei criteri di standardizzazione perseguiti dai produttori. Le giunzioni di qualsiasi tipo, comunque, vanno realizzate tenendo conto delle caratteristiche tipiche delle stesse e dei limiti d’impiego in conformità agli spessori da utilizzare, o per rendere omogenea l’esecuzione di raccordi e tronchi rettilinei.

Comune a tutti i sistemi di aggraffatura qui presentati è la possibilità di scelta del numero di giunzioni longitudinali da utilizzare nella costruzione dei tronchi rettilinei, mentre nella realizzazione dei raccordi è necessario ricorrere sempre a quattro aggraffature d’angolo.

Tali esigenze costruttive si ripercuotono sul risultato globale del manufatto, anche per ciò che si riferisce alle garanzie richieste per le diverse classi di tenuta. È ormai appurato che una componente fondamentale tra quelle che determinano le perdite per fughe d’aria nelle condotte è il sistema di profilatura longitudinale delle stesse, che dipende in primo luogo dal tipo di aggraffatura impiegata e, in secondo luogo, dai metri lineari di aggraffatura realizzati per metro quadrato di superficie della condotta. È infatti dimostrato che, misurando le perdite per fughe d’aria in metri lineari di giunzione, e dividendole poi per i metri quadrati di lamiera che compongono la condotta, piccole sezioni trasversali presentano un rapporto metri lineari di giunzione / metri quadrati di condotta più sfavorevole rispetto a condotte di sezione maggiore. Analogamente, i raccordi (che richiedono quattro aggraffature d’angolo) hanno un rapporto ancora più sfavorevole.

Queste notevoli differenze rendono l’aggraffatura longitudinale delle condotte un elemento rilevante nell’attribuire ogni rete aeraulica a una certa classe di tenuta. L’importanza del criterio di misurazione illustrato è confermata dall’orientamento espresso dai documenti di lavoro CEN, nei quali si considera ormai superato il criterio di misurazione che prevedeva il calcolo della percentuale d’aria dispersa sul volume globale del flusso d’aria immesso in una rete aeraulica e che considerava accettabile una perdita d’aria del 5%. Infatti, il limite di questo criterio consisteva nel fatto che la percentuale di perdita ammessa per fughe d’aria non era correlata alla maggiore o minore dimensione e lunghezza della rete aeraulica, ma soltanto alla portata iniziale ad essa attribuita.

Si può ricorrere a ulteriori interventi per migliorare la tenuta delle condotte, se richiesti da particolari esigenze. Essi consistono nell’applicazione di sigillanti contemporaneamente o successivamente alle operazioni di profilatura. Ciò comporta, ovviamente, un aumento del costo di produzione.

I sistemi di aggraffatura longitudinale comunemente impiegati per la formatura delle condotte rettangolari sono:

Fig. 33 – Button punch snap lock

a) aggraffatura button punch snap lock (giunzione a scatto)

È il sistema di aggraffatura più utilizzato in Italia nella costruzione delle condotte, siano esse rettilinee o pezzi speciali, perché consente di assemblare i singoli piani delle stesse con la semplice pressione dei lembi. Ciò consente il risparmio di volume nel trasporto del materiale pre-formato in officina e da assemblare in cantiere senza impiego di attrezzature speciali. È utilizzabile per la costruzione di condotte con spessore delle lamiere fino a 10/10 mm (rif. SMACNA ed. 1985, pagg. 1-39). Il sistema non è raccomandato per condotte in alluminio o altri materiali molto malleabili, mentre è compatibile con l’applicazione in officina di coibentazioni interne e/o esterne alle condotte.

Fig. 34 - Pittsburgh

b) aggraffatura pittsburg (giunzione tasca e piega)

Questo sistema è compatibile sia per le condotte rettilinee che per i pezzi speciali. È impiegabile per la costruzione di condotte con spessori delle lamiere fino a 12/10 mm. Anche in questo caso è possibile l’applicazione n officina di coibentazioni interne o esterne alle condotte.

Fig. 35 – Double corner seam

c) Aggraffatura double corner seam (giunzione doppia ad angolo)

Impiegabile solo nella costruzione delle condotte rettilinee non coibentate internamente. È utilizzata da alcuni costruttori perché, oltre ad abbreviare le operazioni di profilatura, riduce il livello sonoro in fase di assemblaggio dei piani delle condotte. Può essere impiegata per la costruzione di condotte con spessore max. 10/10 mm.

3.5. GIUNZIONI TRASVERSALI

Un altro elemento di fondamentale importanza nella costruzione delle condotte è il sistema adottato per la connessione dei singoli componenti, siano essi rettilinei o raccordi. Esistono vari tipi di giunzione trasversale applicabili nell’esecuzione standard delle condotte circolari e rettangolari. La scelta di un tipo piuttosto che un altro dipende essenzialmente dal grado di affidabilità di ciascun sistema in rapporto a questi elementi:

-resistenza meccanica;-tenuta alle fughe d’aria;-classi di pressione;-caratteristiche dei materiali;-interasse degli staffaggi.

Non esistono regole che indirizzino la scelta in modo univoco, se non quelle determinate di volta in volta dalle condizioni di oggetto e di impiego, affidate all’esperienza del progettista e del costruttore. Si riportano di seguito le rappresentazioni tipiche dei sistemi di giunzione trasversale maggiormente impiegati, facendo presente che essi sono validi in applicazioni normali, senza particolari sollecitazioni dovute a pressione, peso proprio delle condotte, temperatura, spinta del vento, ecc. In questi casi, sono necessarie prove statiche specifiche.

A SEZIONE CIRCOLARE

Le condotte ad aggraffatura spiroidale vengono preferibilmente congiunte a innesto fino a un diametro nominale di 800 mm. In caso di diametri nominali maggiori vengono preferibilmente impiegati connettori a flangia, flangie piatte o profili flangiati e anello elastico.

Gli esempi di giunzione riportati nelle figure successive valgono per l’impiego su condotte rettilinee ad aggraffatura spiroidale continua o rettilinea calandrata, con esclusione della giunzione riportata in fig. 39, utilizzabile solo per condotte calandrate.

ESEMPI DI GIUNZIONI

W) Giunto a innesto:tubo ad aggraffatura spiroidale – raccordo

Fig. 36

Dettaglio W

X) Giunto a innesto:raccordo - raccordo

Fig. 37

Dettaglio X

Y) Giunto con profilo flangiato e anello elastico

Fig. 38

Dettaglio Y

Z) Giunto a flangia

Fig. 39

Dettaglio Z

A SEZIONE RETTANGOLARE

Tra i sistemi di giunzione trasversale utilizzati per congiungere tra loro i singoli elementi di condotte, siano essi rettilinei o raccordi, i più comuni sono:

a- giunzione a flangia profilata riportatab- giunzione a flangia ricavata da condotta (MABAG)c- giunzione a baionetta scorrevole

A Giunzione a flangia in profilato zincato

B Giunzione ricavata dalla parete della condotta(MABAG)

C Giunzione scorrevole a baionetta

Fig. 40

Si riportano qui di seguito le caratteristiche di ogni tipo di giunzione, con i suggerimenti di impiego in applicazioni standard.(*)

A) Giunzione a flangia in profilato zincato

La flangia in profilato zincato va assicurata alla parete della condotta mediante fissaggio meccanico ottenuto con puntatura elettrica, rivettatura con rivetti ciechi o punzonatura. È prescritto l’impiego di morsetti di serraglio delle flangie che vanno posti su tutti i lati delle condotte a intervalli di 400 mm. In sintonia con i metodi di costruzione adottati dai costruttori europei, è consigliato realizzare il fissaggio meccanico delle flangie scegliendo tra i sistemi sopraindicati la rivettatura o la punzonatura.

B) Giunzione a flangia “MABAG”

Questo sistema di giunzione è ricavato direttamente dalla sagomatura della condotta, fissando ai bordi della stesa degli angolari di lamiera prestampata. È prescritto l’impiego di un profilo di serraggio per assicurare l’aderenza dei lembi della giunzione. Qusto sistema è ancora poco diffuso in Italia, anche se le caratteristiche di tenuta meccanica lo propongono come valida alternativa al tipo di giunzione “a flangia riportata”.

C) Giunzione a baionetta

Questo sistema è impiegabile per la costruzione di condotte di piccole dimensioni. La giunzione a baionetta viene realizzta direttamente sui bordi della condotta, con piegatura a 180° e inserimento di un profilo scorrevole per tutta la lunghezza del perimetro. Non avendo grande affidabilità dal punto di vista meccanico, questo sistema richiede opportuni accorgimenti per quanto riguarda la tenuta e la ripartizione dello staffaggio.

Poiché le giunzioni trasversali rappresentano una sensibile causa di perdita per fughe d’aria, è consigliabile in ogni caso ricorrere all’applicazione di sigillantie di guarnizionidi tenuta nella fase di assemblaggio dei singoli elementi.

(*) La giunzione a baionetta è utilizzabile fino ad un lato maggiore di 500 mm.La giunzione MABAG ha un campo di impiego compreso tra 200 e 1100 mm.Il campo di impiego della giunzione a flangia riportata profilata riportata varia in funzione della sua grandezza (20 o 25 mm, 30 o 40 mm); è bene ricorrere alla grandeza di 40 mm per condotte oltre i 1800 mm di lato maggiore.

3.6. STAFFAGGI

La cura nella costruzione delle condotte è il presupposto per una corretta interpretazione e applicazione delle condizioni poste nel progetto di una rete aeraulica; tuttavia, i risultati di buona esecuzione possono essere vanificati da una non corretta realizzazione del sistema di staffaggio. Il rischio è reale, perché frequentemente viene attribuita poca importanza a questa fase e raramente nei capitolati si fa riferimento a prescrizioni specifiche in materia, e questo perché l’ideazione del sistema di staffaggio viene normalmente lasciata all’esperienza e alla responsabilità del ocstruttore e/o dell’installatore. È perciò utile ricordare che esistono anche in questo campo alcune “regole dell’arte” da rispettare per la corretta esecuzione del sistema di staffaggio, che andrebbero pertanto definite nella fase di progettazione della rete.

La scelta tra i possibili metodi di staffaggio dipende dalle condizioni oggettive poste dalla struttura architettonica (caratteristiche dell’edificio, spazi disponibili, percorso delle condotte, aspetto estetico, ecc.) Inoltre, le tecniche impiegate sono diverse a seconda del tipo di condotte da installare: per questi motivi, sarebbe troppo dispersivo affrontare nei dettagli tutte le soluzioni possibili. Quindi l’analisi si limiterà agli elementi di staffaggio che costituiscono i casi tipici di impiego. La norma DW 142 – “Addendum A”, ripresa del documento di lavoro CEN n° 7, distingue gli elementi dllo staffaggio, in ordine alla loro funzione, in:

-sistemi di aggancio alla struttura;-sospensioni o distanziatori;-sostegni (supporti) delle condotte.

Qualunque sia la configurazione, èconsigliato inteporre fra le parti rigide (strutture, sostegni e piani delle condotte) strati di materiale elastico.

FISSAGGIO ALLA STRUTTURA DELL’EDIFICIO

I componenti utilizzati per il fissaggio devono avere le stesse caratteristiche di robustezza dei sostegni delle condotte ad essi ancorate.Per garantire l’affidabilità dell’aggancio a una struttura in cemento, in laterizio alveolare o in carpenteria metallica si ricorrerà, di volta in volta , all’utilizzo di tasselli ad espansione (da pieno o da vuoto), muratura di inserti metallici oppure “cravatte” o “morsetti”, questi ultimi in alternativa alla saldatura che è sempre sconsigliata.L’uso di chiodi “a sparo” conficcati direttamente nella struttura non è consigliato per carichi sospesi.

FISSAGGIO ALLA STRUTTURA DELL’EDIFICIO

Qualunque sia il tipo di sospensione o sostegno scleto, esso dovrà essere di tipo metallico, zincato per immersione a caldo, zincato a freddo o protetto con altri trattamenti anticorrosivi.

Per il posizionamento a soffitto delle condotte circolari, l’esecuzione può essere fatta in due modi a seconda del peso delle stesse. Per pesi ridotti, le condotte vengono normalmente sostenute per mezzo d iuna sottile lamiera zincata flessibile (reggetta metallica) della larghezza di circa 30 mm., solitamente preforata per consentire l’introduzione dei bulloni di fissaggio e di regolazione della quota di posa delle condotte (vedi fig. 41). Tale reggetta metallica può quindi essere fissata al soffitto a mezzo di tasselli ad espansione o con un altro dei sistemi di fissaggio già citati. Per condotte di peso più consistente, viene di solito utilizzato un supporto di Fe piatto (di spessore 2-3 mm), con due fori laterali per l’aggancio delle sospensioni.

Fig. 41 – condotta circolare sospesa al soffitto con reggetta metallica e tassello ad espansione

Per le condotte a sezione rettangolare di piccole dimensioni e peso si impiegano normalmente dei profili stampati (squadrette) di lamiera zincata fissate alla condotta mediante viti autofilettanti oppure rivetti (fig. 42).

Fig. 42 – Sospensione di condotta rettangolare di piccole dimensioni (< 800 mm.) in aderenza al soffitto con impiego di squadrette metalliche

Qualora le condotte devono essere installate in aderenza al soffitto, ma ad esso sospese, si ricorre all’impiego di tiranti di sostegno normalmente in barra zincata filettata per assicurare il collegamento tra soffitto e squadretta (Fig. 43). Possono essere utilizzati anche altri materiali, come ad esempio le corde di acciaio.

Fig. 43 – Sospensione di condotta rettangolare di piccole dimensioni (< 800 mm.) distanziate dal soffitto

In ogni caso questi tipi di sostegni vanno applicati in coppia ai lati della condotta. L’applicazione delle squadrette solo su un lato non è corretta.

Qualora le dimensioni delle condotte a sezione rettangolare e il loro peso siano rilevanti ai fini dello staffaggio, si ricorre all’impiego di una barra di sostegno trasversale (normalmente in profilato zincato preforato). Il dimensionamento di tale supporto sarà in funzione del peso e delle dimensioni della condotta. In ogni caso, non è accettabile la flessione dello stesso.

Nel caso particolare di condotte posizionate in prossimità di un pavimento, l’appoggio può essere costituito da piccoli muretti di mattoni di alteza limitata (cm. 10) sui quali va appoggiato, prima della messa in opera della condotta , un supporto anelastico con il compito di isolare la lamiera dal materiale cementizio. Qualora la condotta sia posizionata a una certa quota dal pavimento, si può optare pe lo staffaggio con impiego di sostegni costituiti da profilati metallici con base di appoggio quadrata e in forma avvolgente la condotta.

Quando le condotte devono essere installate a parete il sistema di staffaggio può essere realizzato con impiego di angolari di ferro o in profilato zincato preforato (mensole) murati o fissati con tasselli (Fig. 44).

Fig. 44 – Condotta corrente a parete sostenuta da staffa metallica

Un altro sistema impiegato per questo tipo di esecuzione è quello costituito da un sostegno orizzontale in profilato tenuto in opera dalla parete laterale e da una sospensine affrancata al solaio con tondino di barra filettata o cavetto d’acciaio.

Fig. 45 – Condotta corrente a parete sostenuta congiuntamente da una staffa orizzontale e da una sospensione aggraffata al soffitto

Si sono sin qui esposti alcuni modi per eseguire gli staffaggi. È difficile indicare le misure, anche per il fatto che queste sarebbero soggette alla variazione dei carichi che debbono sostenere: si possono però dare alcuni suggerimenti di come esse debbano adattarsi all’impianto di una rete aeraulica.

Tutti i sostegni, per svolgere al meglio la loro funzione, debbono rispettare le seguenti prescrizioni:

a) Essere posizionati ad angolo retto rispetto all’asse della condotta che devono sostenere.

b) Gli ancoraggi realizzati con la reggetta metallica devono interessare tutte le condotte e non una sola parte; in altre parole devono essere installati in coppi e posizionati uno opposto all’altro.

c) Installare sempre al centro di ogni curva uno o più sostegni.

d) Ad ogni cambio di direzione maggiore di 20° in senso orizzontale, occorre sostenere le condotte con uno o più agganci supplementari localizzati simmetricamente al centro della deviazione, al fine di evitare il sovraccarico di quelli ordinari.

e) Terminali di condotta o le derivazioni di essa vanno sempre sostenute con appendini supplementari.

f) I montanti verticali delle condotte attraversanti i locali con altezza superiore a 4,5 m devono essere sostenuti con staffaggi intermedi oltre a quelli realizzati in prossimità dei solai di attraversamento ai piani.

g) La spaziatura degli staffaggi per condotte rettilinee deve essere in rapporto alla sezione delle condotte e comunque sempre secondo la tab. 18

h) Occorre provvedere con supporti alternativi a sorreggere tutti gli apparecchi complementari allacciati alla condotta, siano essi cassette di miscela, umidificatori, batterie di post- riscaldamento o altro.

i) È consigliabile, per limitare le vibrazioni e le rumorosità, separare sempre le condotte dai sostegni con strati di materiale anelastico.

Queste poche regole vanno bene per la maggioranza degliimpianti, nei casi particlari deve essere il progettista con la sua esperienza ad aggiungere materiale di supporto al fine di rendere affidabile l’impianto.

LA SPAZIATURA DEGLI STAFFAGGI

I sistemi che si adottano per la definizione della corretta posizione degli staffaggi sono due: uno fa riferimento al perimetro delle condotte ed è detto “sistema del semi perimetro”; l’altro invece fa riferimento all’area della sezione trasversale delle condotte ed è quello che viene preso in considerazione nella tabella 18 per dimensionare lo staffaggio.La tabella si limita a fornire dimensioni delle condotte il cui rapporto tra il lato minore e quello maggiore è al massimo di 4:1, anche prchè è sconsigliabile realizzare condotte oltre questo rapporto di forma.

COLONNA 1 COLONNA 2

Condotte con sezione di areasino a 0,5 m2

Condotte con sezione di areaoltre 0,5 m2 sino a 1 m2

700x700 mm 1000x1000 mm650x770 mm 950x1050 mm600x800 mm 900x1110 mm550x900 mm 850x1170 mm560x1000 mm 800x1250 mm450x1110 mm 750x1330 mm400x1250 mm 700x1430 mm350x1430 mm 650x1540 mm 600x1660 mm 550x1810 mm

500x2000 mm

Tab. 18 – Spaziatura degli staffaggi

Note:

1. Le condotte con dimensioni uguali o minori a quelle indicate in colonna 1 vanno sostenute con staffaggi il cui interasse non sia inferiore a 3 m.

2. Le condotte con dimensioni uguali o superiori a quelle indicate in colonna 2 vanno sostenute con staffaggi il cui interasse non sia superiore a 1,5 m.

3. Le condotte le cui dimensioni sono maggiori di quelle riportate in colonna 1 ma inferiori a quelle di cononna 2 vanno sostenute con staffaggi ad interasse non superiore a 2 m.

CONCLUSIONI

Un grande lavoro, affrontato con notevole fatica. Al termine di questo lavoro resta, da un lato, la speranza di essere riusciti a spiegarci; e, dall’altro, un certo compiacimento per essere stati capaci di allontanarci dalle nostre abitudini quotidiane per produrre qualcosa di nuovo.

Già da anni le riviste tecniche, i quotidiani che si interessano di temi economici e ogni tipo di pubblicazione che riguardi le problematiche del settore industriale non fanno altro che parlare dell’integrazione europea come di un esame, il cui esito dev’essere necessariamente positivo, pena una stentata sopravvivenza in un mercato sovranazionale agguerrito e rinnovato. Da parte nostra, siamo coscienti che il lavoro da fare sarà ancora molto impegnativo; ma, senza dubbio, la redazione di queste pagine ha reso possibile una coesione e una determinazoine che ci fanno guardare verso il futuro con fiducia.

Al termine del lavoro, ci siamo resi conto che poteva essere utile fare una sintesi di quanto esposto: per questo motivo, riportiamo nelle pagine seguenti non tanto un riassunto (che sarebbe fine a sé stesso), quanto un vero e proprio “prontuario” di tutte le informazioni utili per formulare le offerte in modo corretto.È importante sottolineare che le indicazioni che si traggono dalle pagine seguenti sono sufficienti per formulare le offerte non soltanto cn riferimento al peso complessivo della rete di condotte, ma anche ad altri parametri (per esempio il metro quadrato), più in sintonia con gli altri Paesi europei.

SCHEDA TECNICA PER L’ORDINAZIONE DI CONDOTTE IN LAMIERA

SCHEDA TECNICA PER L’ORDINAZIONE DI CONDOTTE IN LAMIERA PER IMPIANTI AERAULICI

Riferimento commessa:

Disegno n°: ____________________________________________

Data: _________________________________________________

Aggiornamento: _________________________________________

Scala disegno: __________________________________________

Piano: _________________________________________________

PER LA REALIZZAZIONE DELLE RETI AERAULICHE DI:

mandata ripresa aspirazione espulsione

ASSOGGETTATE ALLE SEGUENTI CLASSI DI TENUTA:

A (perdita ammessa 2,4 l/s * m2)

B (perdita ammessa 0,8 l/s * m2)

C (perdita ammessa 0,28 l/s * m2)

CON SEZIONE TRASVERSALE:

Rettangolare o quadrata

Circolare

CONDOTTE RETTILINEE RETTANGOLARI CON UN RAPPORTO DI FORMA TRA I LATI “A” E “B” CONTENUTO NELLE SEGUENTI CATEGORIE DI COSTO:

1 2 3 4 5

REALIZZATE CON L’IMPIEGO DEI SEGUENTI MATERIALI:

Acciaio zincato per immersione continua a caldo, con procedimenti tipo “Sendzmir”, con copertura di zinco minima di 200 g/m2 (Z 200), formabilità minima FeP02G, negli spessori come di seguito specificato, con tolleranza come da Norma UNI 5753 dell’1/84.

Acciaio inox (AISI) tipo 409 304 316

Acciaio preverniciato

Alluminio tipo 1200 3303 5251

Zinco-alluminio

NEI SEGUENTI SPESSORI:

per condotte a sezione rettangolare:

Lato maggiore da 0 a 300 mm spessore nominale 0,6 mmLato maggiore da 350 a 750 mm spessore nominale 0,8 mmLato maggiore da 800 a 1200 mm spessore nominale 1,0 mmLato maggiore da 1250 a 2000 mm spessore nominale 1,2 mmLato maggiore oltre a 2000 mm spessore nominale 1,5 mm

Validi per condotte rettilinee e raccordi a sezione rettangolare riferite alla dimensione del lato maggiore della condotta – classe di tenuta A – per i seguenti materiali: acciaio zincato, preverniciato, inox, zinco-alluminio.

Per condotte a sezione circolare:

Diametro da 63 a 80 mm spessore nominale 0,4 mmDiametro da 100 a 250 mm spessore nominale 0,6 mmDiametro da 315 a 500 mm spessore nominale 0,8 mmDiametro da 560 a 900 mm spessore nominale 1,0 mmDiametro da 1000 a 1250 mm spessore nominale 1,2 mm

Validi per condotte rettilinee spiroidali e raccordi a sezione circolare, riferiti al diametro interno – classe di tenuta A – per i seguenti materiali: acciaio zincato e acciaio inox.

A ciascuno degli spessori suindicati corrisponde un peso unitario, che serve come elemento di riferimento per la determinazione del peso complessivo della rete condotte, al quale occorre aggiungere l’incidenza per: profili, flange, sormonti, per aggraffature, deflettori e rinforzi interni, nella misura del

CON LE SEGUENTI SPECIFICHE COSTRUTTIVE:

GIUNZIONI TRASVERSALI per condotte a sezione rettangolare

Giunzione a baionetta

Giunzione “MABAG”

Giunzione a flangia profilata riportata

GIUNZIONI TRASVERSALI per condotte a sezione circolare

Giunzione a innesto (manicotto)

Giunzione con profilo flangiato e anello elastico

Giunzione a flangia in angolare di ferro

GIUNZIONI LONGITUDINALI per condotte a sezione rettangolare

Button punch snap-lock (giunzione a scatto)

Pittsburgh (giunzione tasca e piega)

Double corner seam (giunzione doppia ad angolo)

GIUNZIONI LONGITUDINALI per condotte a sezione circolare

Giunzione spiroidale

Giunzione longitudinale continua

Accoppiate con curve a settori e/o stampate, e raccordi o pezzi speciale in esecuzione calandrata.

RINFORZI DELLE CONDOTTE A SEZIONE RETTANGOLARE ESEGUITI CON:

nervatura trasversale “Z”

nervatura diagonale “Croce di S. Andrea”

rinforzi interni (per alta pressione)

STAFFAGGI

Fissaggio con: tasselli ad espansione muratura cravatte o morsetti

Sospensione di tipo metallico, zincata a caldo, a freddo, o con altri trattamentianticorrosivi: reggetta metallica barra filettata

Sostegni: profili stampati (squadrette) barre trasversali

Commissione tecnica: Romano Cantelli, Luigi Gabella, Franco Guazzone, Carlo de Vignani, Franco Innocenzi, Marco Roccheggiani, Vincenzo Veronesi, Giancarlo Zoppellaro

Redazione dei testi: Franco Innocenzi e Vincenzo Veronesi

Disegni: Lauro Barbieri

Impaginazione: Enzo Toto

NOTE PER L’IMPIEGO DI QUESTA PUBBLICAZIONE

Questa pubblicazione è stata redatta come manuale di consultazione per gli operatori del settore e, pur contenendo una sintesi delle norme attualmente in vigore in vari Paesi e dei criteri di costruzione oggi in uso, non costituisce standard di qualità. L’applicazione di contenuti a un progetto dipende esclusivamente dalla scelta del progettista. L’ASAPIA non assume alcuna responsabilità in merito alla corretta interpretazione e applicazione di quanto contenuto nella Guida.

L’Associazione ha facoltà di modificare a propria discrezione i contenuti della Guida in successive redazioni o mediante supplementi, anche in ordine a eventuali risultati dei lavori del Comitato Europeo di Normazione (CEN), a cui essa intende uniformarsi.

Un’interpretazione autentica di parti del testo che dovessero risultare di dubbia definizione, può essere richiesta per iscritto all’Associazione. Interpretazioni orali o scritte espresse da singoli associati non sono da considerarsi ufficiali. Ciò non impedisce a ogni associato di esprimere la propria opinione su parti della Guida, purchè specifichi chiaramente che si tratta di un’opinione personale e che in nessun modo ciò rappresenta un atto ufficiale dell’Associazione.

Le indicazioni contenute in questa pubblicazione sono state sviluppate sulla base di principi di ingeneria e ricerca con la consulenza e le informazioni contenute da costruttori, utilizzatori, laboratori sperimentali e altri specialisti del settore.

L’ASAPIA non assume alcuna responsabilità per l’applicazione dei principi e delle tecniche contenuti in questa pubblicazione. È comunque prevalente, nella progettazione e nella costruzione, il rispetto di leggi o regolamenti emanati dalle autorità competenti in materia.

Permesso d’uso e di riproduzione

È permesso l’uso non esclusivo ed esente da diritti d’autore di parti dl testo e delle illustrazioni (purchè per pagine intere o citando la fonte), qualora l’impiego sia finalizzato all’inserimento in capitolati d’appalto, bandi di gara, disegni contrattuali e specifiche di buona esecuzione nella realizzazione di reti aerauliche eseguite nel territorio nazionale. L’utilizzatore è responsable della corretta interpretazione dei testi e della conseguente applicazione all’esecuzione specifica, inclusi gli errori eventualmente compresi nella stesura della Guida.

Utilizzo del logo AS.A.P.I.A.

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GUIDA TECNICA n. 2

Per la classificazione la scelta e l'applicazione

di materiali e sistemi per l'isolamento termico e acustico

nelle distribuzioni aerauliche

PREMESSA:

Tra le problematiche di maggiore importanza nella realizzazione degli impianti aeraulici, rivestono un ruolo particolare il risparmio energetico, l’attenuazione dei rumori prodotti dal passaggio dell’aria, la possibilità di evitare la formazione di condense e stillicidi, la sicurezza al fuoco e il rispetto di normative a carattere cogente (legge 10/91 e relativi decreti). In generale, ogniqualvolta una rete di condotte convoglia aria che si trova a una temperatura diversa da quella dell’ambiente circostante, si presenta il problema di evitare la dispersione di energia e, in casi particolari, la formazione di condensa. Allo stesso modo, è ormai ampiamente dimostrato che una rete di condotte è non soltanto causa di formazione di rumore, ma anche veicolo di propagazione dello stesso. Questo documento ha per oggetto lo studio delle problematiche relative agli isolamenti termici e acustici, in connessione agli impianti aeraulici e, più in particolare, alle reti di condotte in lamiera. La trattazione che segue è stata divisa in due parti solo per semplicità di esposizione, poiché sono molte le circostanze nelle quali, come si vedrà, i due temi si fondono insieme e pertanto vanno trattati come un unico argomento. L’obiettivo della Guida Tecnica n° 2 è quello di integrare la precedente (Guida Tecnica n° 1 per la scelta, l’ordinazione e la costruzione delle condotte in lamiera . Edizione AS.A.P.I.A. del Gennaio 1992) affrontano gli argomenti che, in quella sede, non erano stati approfonditi proprio perché meritevoli di trattazione specifica.

Il carattere innovativo di questa pubblicazione sta principalmente nei due aspetti seguenti:

- Fornisce alcune formule che consentono di identificare lo spessore dei diversi materiali isolanti

Pagina 1 di 5Guida Tecnica 2

29/10/2006file://C:\Documents and Settings\Fax\Desktop\guida2\pag1.htm

Il Consiglio Direttivo AS.A.P.I.A.

CAPITOLO 1

CENNI DI FISICA TECNICA

1.1 Trasmissione del calore

1.2 Conduttività termica, resistenza termica e trasmittenza termica

1.3 La conduttività termica dei materiali isolanti

1.4 La conduttività termica nella normativa

1.5 Ponti termici

1.6 Temperature limite d'esercizio

CAPITOLO 2

DIMENSIONAMENTO DEGLI SPESSORI ISOLANTI - CRITERI DI SCELTA

2.1 Premessa

2.2 Formule per la risoluzione dei problemi derivanti da esigenze tecniche

2.2.1 Premessa

2.2.2 Punti singolari (ponti termici, flange, sospensioni ecc.)

in funzione delle prestazioni richieste (e non viceversa, come normalmente accade nella letteratura tecnica e nelle norme UNI);

- Offre un panorama normativo completo, con gli aggiornamenti derivati dall’emanazione dei regolamenti di attuazione della legge 10/91.

- Ci auguriamo che questo lavoro possa diventare un stile strumento per favorire il dialogo tra progettisti, installatori e produttori di condotte e componenti per gli impianti aeraulici.



2.2.3 Flusso di calore disperso per trasmissione

2.2.4 Valutazione delle potenze termiche disperse per difetti di tenuta delle condotte e potenze termiche totali disperse (trasmissione più fughe)

2.2.4.1 Determinazione dell'energia scambiata dalla rete di distribuzione e non recuperata

2.2.5 Limitazione della variazione di temperatura dell'aria che percorre le condotte

2.2.6 Temperature superficiali in funzione antinfortunistica

2.2.7 Temperature superficiali in funzione anticondensa

2.3 La diffusione del vapore acqueo nei materiali non igroscopici

2.4 Rispetto di norme a carattere obbligatorio

2.4.1 Condotte aerauliche: prescrizioni normative a carattere cogente

2.4.2 Commenti alla norma UNI 10376-94 "Isolamento termico degli impianti di riscaldamento e di raffrescamento degli edifici"

2.5 Rapporto costo/prestazioni dei materiali isolanti termici ed acustici

2.5.1 Rapporto costo/prestazioni termiche

2.5.2 Rapporto costo/prestazioni acustiche

2.5.2.1 Perdita per inserzione

2.5.2.2 Assorbimento acustico

2.6 Criteri di scelta dei materiali isolanti

2.6.1 Criteri di scelta basati sulle caratteristiche termiche, acustiche, di reazione al fuoco, di stabilità ed energetiche.

2.6.2 Altri criteri di scelta

CAPITOLO 3

PANORAMA NORMATIVO

3.1 La normativa al fuoco - Premessa



3.2 Reazione al fuoco

3.3 Resistenza al fuoco

3.4 Prescrizioni al fuoco relative agli impianti aeraulici

3.5 Normativa sul risparmio energetico

3.6 DPR 26 agosto 1993 n.412 - Progettazione, installazione, esercizio e manutenzione degli impianti termici

3.7 Le nuove disposizioni relative all'isolamento degli impianti aeraulici, secondo il DPR 26 agosto 1993 n.412

3.8 DM 6/8/94 - Decreto di recepimento delle norme UNI-CTI attuative del DPR 26 agosto 1993 n.412

3.9 DM 13/12/93 - Modelli di approvazione della relazione tecnica

3.10 Certificazione energetica dei materiali e dei componenti (art.32 della Legge 10/91)

3.11 Cenni sulla Direttiva 89/106/CEE relativa ai Prodotti da Costruzione e sul DPR 21 aprile 1993 n.246

CAPITOLO 4

I MATERIALI ISOLANTI TERMICI

4.1 Generalità

4.2 Definizioni

4.3 Classificazione

4.4 Caratteristiche principali

4.5 Note importanti

CAPITOLO 5

PROBLEMATICHE IGIENICO SANITARIE E MODALITÀ D'IMPIEGO

5.1 La scelta della tecnologia

5.2 Metodi specifici di applicazione all'interno delle condotte

5.3 Metodi specifici di applicazione all'esterno delle condotte



5.4 Materiali di rivestimento e finitura

BIBLIOGRAFIA

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CENNI DI FISICA TECNICA

1.1 Trasmissione del calore

Tra due corpi a diversa temperatura, il calore si trasmette da quello a temperatura maggiore a quello a temperatura minore, sino a raggiungere la condizione di equilibrio , in assenza di altri fenomeni.

La trasmissione del calore può avvenire in tre diversi modi: per conduzione, per convezione e per irraggiamento.

Per quanto nei tre casi l'effetto finale sia uguale, cioè porti sempre ad un aumento dell'energia totale del corpo che riceve calore a spese di una diminuzione dell'energia del corpo che lo cede, questi fenomeni sono nettamente diversi tra di loro.

Nella conduzione attraverso i solidi la trasmissione del calore è in parte causata dalle interazioni tra molecole adiacenti, oscillanti nell'intorno della loro posizione media nel reticolo cristallino ed in parte è dovuta a scambi radiativi. Nei fluidi invece le singole molecole possono compiere notevoli spostamenti, entrando anche in collisione con le altre molecole, ed a questi processi elementari è dovuta la propagazione termica per conduzione nel fluido. Nella convezione, caratteristica dei liquidi e dei gas, la trasmissione del calore avviene invece attraverso un movimento macroscopico di alcune parti della massa del fluido rispetto ad altre,

Pagina 1 di 11AS.A.P.I.A.


1.2 Conduttività termica, Resistenza termica e Trasmittanza termica

Da punto di vista termico ogni materiale è caratterizzato da un "coefficiente di conduttività", rappresentato dalla lettera greca lambda= l.

Il coefficiente l serve per comprendere in quale proporzione il materiale conduce il calore: i "materiali isolanti", che conducono male il calore, sono caratterizzati da valori di molto bassi, al contrario invece i materiali cosiddetti conduttori.

Ciò premesso e con riferimento a quanto precisato al paragrafo 1.1, il termine l , per un materiale isolante, può essere espresso come somma di un termine "lc" e di un termine "lr".

"lc" è dovuto alla conduzione nella matrice solida dell'isolante (approssimativamente proporzionale alla massa volumica del materiale stesso) e alla conduttività del gas racchiuso, che costituisce il contributo conduttivo preponderante.

"lr" rappresenta il contributo dato dall'irraggiamento e dovuto agli scambi radiativi della matrice solida.

Generalmente il contributo fornito dalla convezione della fase gassosa è trascurabile, in quanto il gas si trova racchiuso in celle di piccolissime dimensioni, all'interno delle quali i moti convettivi sono praticamente impediti.

Consideriamo ora una parete omogenea, a facce piane e

cioè si ha trasporto di materia. La convezione può essere naturale o forzata: quest'ultima si ha quando si attiva, con ventilatori o pompe, il moto dei fluidi. Nell'irraggiamento infine la trasmissione del calore avviene sotto forma di radiazione elettromagnetica indipendentemente dalla presenza di molecole. Si tratta cioè di una trasmissione di energia dello stesso tipo dell'energia luminosa, che quindi può propagarsi anche nel vuoto.



parallele, di spessore s che separa due ambienti a differente temperatura: per i principi fisici sopra esposti si avrà un trasferimento di calore dall'ambiente più caldo a quello più freddo.

Il flusso di calore che attraversa, nell'unità di tempo, un metro quadrato della parete è direttamente proporzionale alla differenza DT di temperatura tra le superfici del divisorio, alla conduttività termica del materiale costituente la parete stessa e inversamente proporzionale al suo spessore s.

In formula:

(1)

Ponendo nella formula (1) DT = 1K, s = 1m, si ha q = l, da cui deriva la seguente definizione di l.

La conduttività termica di un materiale è definita come:

Il flusso di calore, nell'unità di tempo e per metro quadrato, che si determina quando esiste una differenza di temperatura di un grado K tra una faccia e l'altra e per lo spessore di un metro del materiale stesso.

Il coefficiente l si esprime dunque in Wm/m²K e dopo semplificazione in W/mK.

Nel sistema tecnico l era espresso in kcal/mh°C e, tenuto conto dell'equivalenza tra le unità di misura della potenza (1kcal/h = 1.16 W), si deduce che i valori di l nel Sistema Internazionale (S.I.) sono superiori di circa il 16% ai valori forniti dal precedente sistema tecnico.

La definizione fornita per la conduttività relativa ad una lastra di materiale omogeneo, può essere usata per caratterizzare anche materiali non omogenei, ma composti da elementi le cui dimensioni medie siano inferiori di uno o più ordini di grandezza allo spessore della lastra stessa e omogeneamente mescolati tra di loro.

Esempi tipici sono i calcestruzzi, i materiali isolanti cellulari e quelli in fibra minerale.

In questo caso si parla di conduttività termica apparente poiché in realtà la trasmissione del calore, specialmente se uno dei componenti del materiale isolante è gassoso, come nei materiali fibrosi, avviene in maniera più complessa, in quanto intervengono anche gli altri modi di trasmissione del calore.



L'espressione (1) sopra riportata dice inoltre che l'andamento della temperatura all'interno dello spessore del divisorio è lineare se i salti di temperatura sono modesti e la conduttività termica può, in tal caso, essere considerata indipendente dalla temperatura stessa.

La conduttività termica dei materiali si misura in laboratorio e le normative tecniche di riferimento per la determinazione del suddetto coefficiente sono la UNI 7745 (Metodo della piastra calda) e la UNI 7891 (Metodo dei termoflussimetri).

Nella formula (1) del flusso di calore che attraversa una parete omogenea compaiono la conduttività termica l del materiale costituente il divisorio e lo spessore s del divisorio stesso.

Ora, poiché la resistenza termica di una parete omogenea è data proprio dal rapporto s/ , risulta evidente che per ridurre il flusso di calore occorre intervenire su detta resistenza, incrementandone il valore.

Le unità di misura della resistenza termica sono m²K/W oppure, utilizzando il vecchio sistema tecnico, m²h°C/kcal.

Prima di esprimere la resistenza termica globale di una parete multistrato, vediamo ora di introdurre il significato di "coefficiente di scambio termico superficiale".

La trasmissione del calore tra due ambienti dipende, oltre che dal fenomeno di conduzione attraverso il divisorio, dalle modalità di trasferimento del calore dall'aria dell'ambiente interno, a temperatura maggiore, verso la superficie interna della parete e dalla superficie esterna della stessa verso l'ambiente esterno, supposto a temperatura minore.

Le suddette modalità avvengono secondo i fenomeni di convezione e di irraggiamento già trattati.

Per l'insieme degli effetti della convezione e dell' irraggiamento, la quantità di calore Q che passa dall'ambiente interno alla superficie interna della parete è direttamente proporzionale alla superficie stessa (m²), al salto di temperatura tra aria e superficie (°C) e ad un coefficiente di scambio termico liminare interno "hi" (W/m²K), che esprime la quantità di calore ceduta nell'unità di tempo ad ogni unità di area, per ogni grado di differenza di temperatura.

Analogamente, per quanto riguarda il calore ceduto dal divisorio all'ambiente esterno, si avrà il coefficiente di scambio termico

Per migliorare la resistenza termica di una parete si può agire o sullo spessore, aumentandolo, oppure sulla conduttività termica del materiale scegliendo un materiale con un adeguato, ovvero basso, valore di l.



liminare esterno "he".

In edilizia, hi si riferisce ad ambienti chiusi, dove generalmente sono modesti i moti convettivi dell'aria (non è questo il caso, ad esempio, degli impianti aeraulici), he agli ambienti esterni dove i moti dovuti alla convezione sono più forti.

Sempre in edilizia, mentre nella precedente normativa tecnica i valori di hi e he variavano in funzione della giacitura della parete (se orizzontale o verticale) e della direzione del flusso di calore (se ascendente o discendente), recentemente gli stessi sono stati codificati dalla norma UNI-CTI 10344-93 e, per strutture opache, valgono:

- hi = 7.7 W/m²K

- he = 25 W/m²K

Tornando all'esempio del divisorio, se questo risulta costituito da più strati in serie, ognuno caratterizzato da un proprio spessore s e da una propria conduttività termica l, la resistenza termica complessiva del divisorio è data dalla somma dei contributi dovuti ai coefficienti liminari interno ed esterno e dei rapporti s/l di ogni singolo strato.

In formule, avremo che:

(2)

R = 1/hi + Σs/Σs/l + 1/he [m²K/W]

Non ci resta ora che definire un ultimo termine, ricorrente nella pratica della progettazione termica e cioè la trasmittanza termica K.

Per trasmittanza termica si intende l'inverso della resistenza termica globale R, ossia:

(3)

K = 1/R [W/m²K]

Tale parametro viene spesso definito anche come "coefficiente di trasmissione termica superficiale" ed è strettamente legato al complesso di condizioni emergenti dalla natura, dallo stato dei due fluidi e delle pareti circostanti, così come dalla natura e dagli spessori costituenti la parete.



1.3 La conduttività termica dei materiali isolanti a temperature superiori a quella ambiente

La risoluzione dei vari problemi connessi con l' isolamento termico delle condotte, delle tubazioni e degli apparecchi degli impianti aeraulici, con temperature a volte più elevate di quella ambiente, richiede la conoscenza dei valori delle conduttività termiche degli isolanti impiegati nelle effettive condizioni di esercizio.

In particolare, occorre poter valutare con sufficiente precisione i valori della conduttività dell' isolante in funzione delle temperature delle sue due superfici, di norma definite rispettivamente faccia calda e faccia fredda.

Per raggiungere il suddetto obiettivo, si parte dai valori della conduttività determinata presso laboratori autorizzati, ponendo il materiale isolante tra due piastre (una calda e l' altra fredda) di una speciale apparecchiatura e adottando opportune modalità in esame.

Per i materiali che si presentano sotto forma di manicotti e coppelle l' apparecchiatura suddetta non è evidentemente utilizzabile ed in tal caso si fa ricorso ad impianti che utilizzano come superficie calda quella di tubazioni di vario diametro sulle quali viene posto il materiale in prova.

Per determinare la variazione della conduttività al variare della temperatura di prova, le misure vengono effettuate facendo variare la temperatura della superficie calda in modo da coprire il range di tale parametro nel quale si prevede di utilizzare l' isolante in prova.

La temperatura della piastra fredda ha invece di norma valori non lontani da quelli dell' ambiente (generalmente tra 10 e 50 °C).

Per dedurre dai dati sperimentali la conduttività per tutte le possibili combinazioni di temperatura della faccia calda Tfc e di quella fredda Tfe, occorre adottare particolari e complessi algoritmi.

Ricordiamo ora che negli impianti aeraulici, destinati alla termoventilazione ed al condizionamento, interessa conoscere quella che potremmo definire la conduttività termica in condizioni normali, cioè con Tfe di poco superiore alla temperatura dell' ambiente Te

Il termine condizioni normali sta a significare che l' isolante è praticamente in contatto con l' ambiente ed è dimensionato in modo da avere una temperatura della faccia fredda Tfe molto prossima a quella Te dell' ambiente stesso.



La presenza di sottili strati di finitura molto conduttori (quali ad esempio carta - alluminio retinata) non influenza in modo rilevante la temperatura Tfe.

Di norma, nei certificati di prova e nella documentazione tecnica dei produttori, i valori della conduttività termica sono dati sotto forma di tabelle (vedi ad esempio tabella 1) oppure di grafici (fig. 2) in funzione della temperatura media Tm data da:

(4)

Tab 1.1 - Esempio di classificazione dei valori di conduttività termica

Ad esempio per l' isolante di cui sopra, abbiamo per la (4) e per

Tfc = 80 °C e Tfe = 20 °C :

e quindi l = 0,047 [ W/m K]

Per temperature medie comprese tra quelle riportate dai certificati di prova, è ammessa l'interpolazione lineare, mai l'estrapolazione.

Per completezza di informazione va detto che nelle applicazioni industriali dell' isolamento termico, la temperatura della faccia fredda Tfe può risultare molto più elevata di quella ambiente nel caso di superfici da coibentare ad alta temperatura e spessori isolanti relativamente esigui.

Inoltre la temperatura Tfe può risultare molto elevata anche quando la superficie più fredda dell' isolante risulti esposta alla radiazione termica di sorgenti ad elevata temperatura.

TEMPERATURA LIMITE

DI IMPIEGO (°C)

TEMPERATURA MEDIA

DI MISURA (°C)

CONDUTTIVITA' TERMICA

(W/mK)

125 25 0.04125 50 0.047



Esistono molti metodi di calcolo per passare dai valori della conduttività termica, dedotti dai dati sperimentali dei certificati, a quelli del materiale in condizioni gravose in cui cioè la temperatura Tfe della faccia fredda è nettamente superiore ai 100 °C.

Al di sotto di tale temperatura, l' errore che si commette in condizioni normali nella valutazione delle potenze termiche disperse è di norma inferiore al 5% e pertanto non si ritiene utile riportare i metodi di calcolo citati, poiché temperature superficiali Tfe superiori a 100 °C non interessano gli impianti aeraulici destinati alla termoventilazione o al condizionamento.

In relazione a quanto sopra possiamo trarre le conclusioni qui di seguito riportate.

In questi documenti, partendo dai dati sperimentali, si dà l = f(Tm) nell' ipotesi di condizioni normali, cioè ipotizzando la temperatura della faccia fredda Tfe pari a circa 20 - 50 °C.

Alcune applicazioni, che potremmo definire gravose, richiedono invece la determinazione della conduttività con Tfe nettamente superiore a 100°C.

1.4 La conduttività termica nella normativa

Inizieremo col ricordare che in sede CEN verranno, in una futura norma, definiti i seguenti importantissimi parametri:

conduttività termica di laboratorio, che sulla scorta di controlli statistici della qualità, deve essere garantita dal produttore.

Questo valore viene misurato in laboratorio ed è in genere espresso in funzione delle temperature medie ad intervalli di 20, 50 o 100 K.

I produttori di materiali isolanti per alte temperature forniscono di norma, sotto forma di tabelle, di grafico o di polinomio di vario grado, i valori della conduttività termica di questi manufatti in funzione della temperatura media Tm, così come risulta dai certificati di prova.

Per condizioni normali, cioè con temperatura della faccia fredda Tfe di circa 20 - 50 °C, la conduttività termica può essere invece calcolata direttamente per interpolazione lineare, ma mai per estrapolazione, partendo dai valori forniti dal produttore o dal certificato di prova.

Le condotte per termoventilazione e aria condizionata rientrano nelle "condizioni normali".



La conduttività può essere, come precedentemente precisato, effettuata sia su superfici piane che cilindriche ed è espressa in W/m K.

conduttività termica pratica, che tiene cioè conto delle temperature di esercizio sia normali che gravose e non solo della temperatura media.

I relativi valori sono espressi in W/m K.

conduttività termica di progetto che deve essere garantita dall' installatore del materiale isolante, in base ai due precedenti valori della conduttività ed in base al sistema di posa utilizzato, cioè valutando accuratamente l'influenza che hanno i ponti termici sul risultato finale.

I relativi valori sono espressi in W/m K.

1.5 Ponti termici

I supporti delle condotte, eventuali anelli distanziatori, ecc possono essere considerati dei "ponti termici" che non possono essere calcolati con metodi semplici.

Per le condotte degli impianti aeraulici, si può valutare l' influenza dei ponti termici, maggiorando la conduttività termica pratica dell' isolante utilizzato (vedi Capitolo 2 paragrafo 2.2.2)

1.6 Temperature limiti di esercizio

Occorre in primo luogo distinguere tra :

temperatura di utilizzo in regime continuo

temperatura di utilizzo di punta

In Italia la nuova normativa in vigore sull' isolamento termico delle reti di distribuzione del calore negli impianti termici (DPR 26 Agosto 1993 n. 412) fa riferimento alla "conduttività termica utile degli isolanti", parametro al quale occorre fare ricorso per determinare gli spessori isolanti degli impianti aeraulici (vedi Capitolo 2 paragrafo 2.4)



Per i vari materiali isolanti la determinazione dei due parametri suddetti può fare riferimento a specifiche norme DIN e precisamente:

temperatura di utilizzo in regime continuo

La norma DIN da prendere in considerazione è la 52271 b in base alla quale occorre stabilizzare ad una determinata temperatura il lato caldo dell' isolante per 24 ore.

La temperatura di utilizzo per il regime continuo è quella che provoca un cedimento del 5% dello spessore iniziale dopo 24 ore, essendo il materiale isolante sottoposto, contemporaneamente al trattamento termico, ad un carico di 1 kPa (100 kg/m2).

temperatura di utilizzo di punta

La temperatura di utilizzo di punta è invece determinata, in base alla norma DIN 52271 b, provocando un aumento della temperatura del lato caldo dell' isolante di 5 °C ogni minuto, partendo dalla temperatura ambiente e sino ad avere il 5 % di cedimento dello spessore iniziale del prodotto, sempre sottoposto, contemporaneamente al trattamento termico, ad un carico di 1 kPa (100 kg/m2)

Per i prodotti rivestiti, la temperatura superficiale Tfe non deve superare gli 80 °C, temperatura che corrisponde a quella massima sopportabile dalla maggior parte delle colle utilizzate per fissare i rivestimenti.

Per temperature molto elevate infine, occorre valutare per alcuni coibenti anche il fenomeno della esotermicità che provoca un aumento della temperatura all' interno degli isolanti al momento dell' avvio dell' impianto ad una temperatura molto più elevata di quella di esercizio.

Il fenomeno è dovuto alla combustione dei componenti di natura organica di alcuni coibenti, combustione che, producendo calore, innalza la temperatura all' interno dello strato isolante fino a valori molto superiori a quelli della superficie coibentata, con conseguenti alterazioni del manufatto.

E' bene chiarire che il fenomeno descritto può interessare solo range di temperature molto più elevate

(cioè maggiori dei 250 °C ) di quelle di esercizio degli impianti aeraulici di nostro interesse.

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DIMENSIONAMENTO DEGLI

SPESSORI ISOLANTI - CRITERI DI SCELTA

2.1 Premessa

Per una corretta progettazione dell'isolamento delle condotte degli impianti aeraulici occorre mettere a fuoco gli obiettivi che con la coibentazione si desiderano raggiungere.

1) Esigenze tecniche

- Si tratta in particolare di contenere entro prefissati valori i disperdimenti termici ( ad esempio quelli richiesti dal progettista dell' impianto) per trasmissione e per difetti di tenuta

- limitare a valori prefissati le variazioni di temperature dei fluidi trasportati

- ottenere determinate temperature superficiali in funzione antinfortunistica

- evitare la formazione di condense di vapore acqueo sulle

- In generale infatti la scelta del materiale isolante ed il dimensionamento degli spessori da impiegare possono essere fatti: - in modo da soddisfare specifiche esigenze tecniche - in base a considerazioni economiche - in modo da rispettare normative a carattere cogente - per ottenere uno specifico comportamento al fuoco - per ottenere particolari caratteristiche acustiche di fonoisolamento e fonoassorbimento



superfici isolate

2) considerazioni economiche

A fianco degli aspetti tecnici sopra citati e di quelli normativi di cui al successivo punto 3, è sempre presente la funzione puramente economica della coibentazione che, riducendo le dispersioni termiche, contiene anche le spese di gestione dell' impianto.

Tale funzione economica può assumere il ruolo più importante ed essere presa come ipotesi base per il dimensionamento degli spessori isolanti.

Si tratta cioè di calcolare gli spessori, detti economicamente ottimali, in modo da rendere minimo il costo termico totale dell' impianto definito come la somma delle spese di esercizio dell' impianto con quelle dovute all' ammortamento dell' isolamento termico.

L' esigenza economica di partenza può essere anche quella di rendere massimo il risparmio netto di gestione dell' impianto, definito come differenza tra il risparmio annuo di esercizio dovuto alla coibentazione e le spese per l' ammortamento dell' isolamento realizzato.

Va precisato che gli spessori economici calcolati per soddisfare le due differenti esigenze su citate coincidono perfettamente e sono di norma molto più elevati di quelli in genere impiegati per soddisfare le esigenze tecniche o normative.

All' atto pratico però negli impianti aeraulici possono verificarsi problemi di spazio che limitano gli spessori dei materiali isolanti: si pensi ad esempio al caso di condotte che passano al di sopra di controsoffitti in spazi di limitato spessore che possono non rendere utilizzabili spessori isolanti elevati.

3) Norme a carattere obbligatorio

Si tratta per i canali dell' aria calda per la climatizzazione invernale degli edifici di impiegare spessori non inferiori a quelli fissati dalla normativa in vigore in Italia sul risparmio energetico e sull' uso razionale dell' energia e cioè:

- Legge 9 gennaio 1991, n.10

" Norme per l' attuazione del Piano energetico nazionale in materia di uso razionale dell' energia, di risparmio energetico e di sviluppo delle fonti rinnovabili di energia"



- DPR 26 agosto 1993, n. 412.

" Regolamento recante norme per la progettazione, l' installazione, l esercizio e la manutenzione degli impianti termici degli edifici ai fini del contenimento dei consumi di energia, in attuazione dell' art. 4, comma 4, della legge 9 gennaio 1991, n. 10.

- Norme Uni attuative del DPR 26 agosto 1993, n. 412 sopra citato.

Per maggiori dettagli sull' argomento si veda il capitolo 2 paragrafo 2.8

4) Prescrizioni al fuoco relative agli impianti aeraulici

La normativa, per le attività soggette alla prevenzione incendi precedentemente citate, fornisce precise indicazioni in merito alle caratteristiche che i materiali e gli elementi costruttivi devono possedere negli specifici impieghi.

Per quanto riguarda gli impianti aeraulici si rimanda al capitolo 3, paragrafi 3.1-3.2-3.3-3.4

5) Caratteristiche acustiche

Poiché gli impianti aeraulici possono trasmettere i rumori attraverso la rete delle condotte può risultare necessario studiare il loro isolamento acustico in modo da non pregiudicare il grado di isolamento dei divisori verticali ed orizzontali degli edifici attraversati dalle condotte stesse.

All'isolamento acustico viene inoltre affidato il compito di non trasmettere i rumori prodotti dai ventilatori e dalle altre macchine dell'impianto.

Su questo importante problema torneremo nella II parte della Guida, dedicata all' acustica degli impianti aeraulici. Ciò premesso, mentre la scelta dei materiali isolanti in grado di rispondere alle esigenze delle varie applicazioni sarà illustrata ai paragrafi 2.5 e 2.6, scopo della presente parte è quello di fornire, dopo averne richiamato le principali nozioni, le formule che permettono di rispondere alle esigenze di isolamento riportate ai punti 1) e 3) che sono le più importanti per gli impianti aeraulici.

Resta infine da fare un'importante precisazione e cioè che in genere vengono



citate nella letteratura tecnica, ed anche nelle norme UNI richiamate al punto 3), le formule che danno la prestazione in funzione dello spessore isolante fissato, mentre invece non sono disponibili le formule inverse che danno lo spessore isolante in funzione dell'obiettivo da raggiungere.

In relazione a quanto sopra, abbiamo cercato, quando matematicamente possibile, di riportare anche le formule inverse suddette, chiarendo, quando del caso, i limiti della loro validità.

La pratica infatti insegna che il caso più ricorrente è quello della determinazione dello spessore isolante, mentre invece le formule disponibili che forniscono la prestazione in funzione dello spessore del coibente sono evidentemente solo metodi di verifica.

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2.2 Formule per la risoluzione dei problemi derivanti da esigenze tecniche

2.2.1 Premessa

In tutte le formule più avanti riportate compare, come parametro indispensabile per i vari calcoli, la conduttività del materiale impiegato.

Al riguardo è bene chiarire subito che bisogna utilizzare nelle calcolazioni il valore "utile" di detta conduttività termica, per tener conto dell'efficacia del materiale isolante nelle reali condizioni di esercizio, e non del valore di laboratorio di detta conduttività.

Per gli impianti di riscaldamento degli edifici civili le conduttività utili sono riportate a titolo indicativo nella tab. del paragrafo 2.4.1.

Per quanto riguarda la variazione della conduttività termica con la temperatura si rimanda al Capitolo 1, paragrafo 1.3

Occorre infine valutare l'influenza dei ponti termici e del parziale o assente isolamento di accessori quali flangie, valvole ecc.

2.2.2 Punti singolari (ponti termici, flange, sospensioni ecc.)

Distanziatori e supporti negli isolanti

I supporti delle condotte, eventuali anelli distanziatori, ecc sono dei "ponti termici" che non possono essere calcolati con metodi semplici.

Essi producono delle perdite di calore non trascurabili che possono essere stimate in vario modo.

A titolo di informazione per distanziatori di rivestimenti metallici degli isolamenti (ad esempio alluminio) vengono suggeriti i valori:

Per le condotte si può valutare l' influenza di ponti termici quali supporti e distanziatori inseriti nello strato isolante maggiorando la conduttività termica l dell' isolante utilizzato di un termine Dl per cui si ha:

leff = l + Dl



- per supporti in acciaio Dl= 0,010 W/m K

- per supporti in ceramica Dl= 0,003 W/m K

Accessori aeraulici

Gli effetti dovuti a serrande, cassette di distribuzione e relative flangie sono difficilmente calcolabili. In analogia con quanto di norma viene fatto per le tubazioni si suggerisce di aggiungere alla lunghezza reale della condotta L un lunghezza fittizia DL per ciascun accessorio, prima di calcolare le dispersioni di calore.

I valori di DL vanno riferiti ad ogni singolo accessorio, tenendo conto delle dispersioni dell'accessorio e delle sue flangie, ma non di quelle dovute alle flangie di attacco collegate al sistema aeraulico. Infine va precisato che i suddetti valori di DL variano in funzione del grado di isolamento dell'accessorio, della temperatura di esercizio e di quella dell'ambiente interno o esterno.

Fig. 2.1 - Eliminazione dei ponti termici nello staffaggio delle condotte

Flangie

Per tener conto delle dispersioni di calore di ogni coppia di flangie inserita nel sistema aeraulico, considerato isolato, e compresa la coppia di flangie necessaria all' attacco di ciascun accessorio,

Soluzione errata Soluzione corretta

Soluzione errata

Soluzione corretta



occorre aggiungere alla lunghezza reale della condotta una lunghezza fittizia DL per coppia di flangie, prima di calcolare le dispersioni di calore, i cui valori dipendono dalle temperatura di esercizio, dal grado di isolamento delle flangie, dal perimetro delle condotte e dalle temperatura dell'ambiente interno o esterno.

Per condotte a sezione rettangolare o quadrata il diametro equivalente è dato da:

(1)

De = 0,640 x (a + b) [mm]

Sospensioni delle condotte

Si consiglia di tener conto delle potenze termiche disperse dalle sospensioni maggiorando di una percentuale P la lunghezza della condotta isolata e senza componenti. Tale percentuale dipende soprattutto dall'ambiente interno o esterno e per quest'ultimo anche dall'eventuale presenza del vento.

N.B.: non sono stati riportati valori puntuali DL e della percentuale P, poiché variabili entro limiti molto ampi, in funzione dei parametri precedentemente indicati, la cui variazione impedisce una sia pur grossolana generalizzazione del problema.

2.2.3 Flusso di calore disperso per trasmissione

Detto q il flusso di calore disperso per trasmissione dell' impianto aeraulico, il suo valore può essere calcolato, per ciascuna tratta, in funzione della forma delle condotte, con la seguente formula generale:

(2)

dove RT assume i valori sotto riportati in funzione della differente forma dei canali ed inoltre:

Ti = temperatura di progetto dell' aria trasportata nella condotta (°C)

Te = temperatura media dell' ambiente esterno (°C)

N.B.: In tutte le formule che seguono si possono, base alla norma UNI 10347, assumere per il coefficiente di adduzione esterna he i valori seguenti:



he = 4 W/m² K per condotte poste in ambienti interni

he = 10 W/m²K per condotte poste in ambienti esterni

Condotte a sezione circolare

Per calcolare q (W/m) inserire nella formula generale (2) il valore RT dato da:

(3)

[m K/W]

dove i simboli hanno i seguenti significati:

d = diametro esterno della tubazione non isolata (m)

l= conduttività termica utile alla temperatura media di esercizio (W/m K), eventualmente maggiorata per tener conto dei ponti termici.

s= spessore dell' isolante utilizzato (m)

Viceversa, dato il flusso q (W/m) lo spessore s (m) può essere calcolato con la formula:

(4)

[m]

N.B. Lo spessore s calcolato con la (4) è di primo approccio e l' effettivo flusso deve essere verificato con la (3) e la (2)

Condotte a sezione rettangolare o quadrata

Per calcolare q (W/m) inserire nella formula generale (2) il valore RT dato da:

(5)

[m K/W]

dove i simboli hanno i significati precedentemente specificati ed inoltre:



P = perimetro esterno della condotta non isolata (m)

Viceversa dato il flusso q [q = W/m] lo spessore s (m) può essere calcolato con la formula:

(6)

[m]


Pezzi speciali di forma qualsiasi (ad esempio: raccordi, curve, ecc.)

Per calcolare q (W/m²) inserire nella formula generale (2) il valore RT dato da:

(7)

[m² K/W]

dove i simboli hanno i significati precedentemente specificati ed inoltre:

Se = area della superficie esterna isolata (m²)

Si = area della superficie esterna del pezzo speciale non isolato (m²)

Viceversa dato il flusso q (W/m²) lo spessore s (m) può essere calcolato con la formula:

(8)

[m]


Superfici piane

Per calcolare q (W/m²) inserire nella formula generale (2) il valore RT dato da:

(9)



RT= (s/l) +(1/he) [m² K/W]

dove i simboli hanno i significati precedentemente specificati.

Viceversa, dato il flusso q (W/m²) lo spessore s (m) può essere calcolato con la formula:

(10)

s = [(Ti-Te)/q] *l [m]

N.B. Lo spessore s calcolato con la (10) è di primo approccio e l' effettivo flusso deve essere verificato con la (2)

Nota importante

2.2.4 Valutazione delle potenze termiche disperse

Gli impianti aeraulici sono soggetti a perdite o fughe d’aria che si verificano lungo il percorso attraverso la rete di condotte. Una valida definizione, anche se generica, per individuare le perdite d’aria potrebbe essere la seguente: il quantitativo d’aria

determinato come differenza tra la portata complessiva dell’impianto, stabilita in fase di progettazione, e il quantitativo d’aria effettivamente erogato (ovvero aspirato) dall’impianto attraverso i suoi terminali di diffusione (o di ripresa); tale quantitativo si deve aggiungere a quello effettivo per ottenere il soddisfacimento delle condizioni inizialmente poste nel progetto.

Le formule inverse che danno lo spessore s sono approssimate per le molte ipotesi semplificatrici fatte.

In particolare per le condotte a sezione circolare esse sono valide limitatamente ai materiali isolanti previsti nel DPR/93 412 e per diametri superiori 40 mm



Premesso che l' argomento della tenuta delle condotte è esaurientemente trattato nella "Guida tecnica" n° 1, in questa sede ci limiteremo a valutare le potenze termiche disperse per difetti di tenuta della giunzioni.

Per tener conto di tali perdite, e calcolare quindi quelle totali (trasmissione più fughe), è sufficiente maggiorare le potenze termiche per trasmissione Qd di una quantità Qv calcolata secondo le formule più avanti illustrate, alle quali si giunge attraverso le indicazioni riportate nella "Guida tecnica n° 1".

Si ricorda innanzi tutto che, per ottenere il valore delle potenze termiche disperse, occorre moltiplicare i flussi unitari per le grandezze (metro quadrato o metro lineare) alle quali gli stessi sono riferiti.

Per quanto riguarda i flussi dunque, per tenere conto dei difetti di tenuta, occorre sostituire in tutte le formule precedentemente indicate al flusso q l' espressione:

(11)

[W/m K o W/m² K]

dove il parametro F - lunghezza l (m) o area della superficie A (m²) della condotta non isolata - è necessario per rendere omogeneo con q il termine Qv.

Per calcolare il termine Qv si utilizza il diagramma 1, tratto dalla "Guida n° 1" una volta noti i seguenti parametri:

Psm = pressione totale statica media (Pascal)

A = area della superficie laterale della condotta non isolata (m²)

qv = portata della condotta (m³/s)

classe della condotta dal punto di vista della tenuta.



Tab. 2.4 - Fattori di perdita consentiti per le differenti classi.

Con i dati su riportati infatti, utilizzando il diagramma citato, si determina la percentuale L che da la perdita della portata qv dovuta alle fughe attraverso i giunti.

Infine il termine Qv è dato da:

(12)

Qv = qv * (L/100) * c * (Ti - Te) * Ps [m³/s]

dove c è il calore specifico dell' aria espresso in J/kg K e Ps è il peso specifico dell' aria (kg/m3) nelle previste condizioni termoigrometriche e nell' ipotesi che non avvengano, con il raffreddamento, condensazioni di vapore acqueo.

In tal caso il termine Qv è dato da:

(13)

Qv = c x Dqv x (Ti - Te) x Ps [m³/s]

Nota importante

CLASSE

FATTORE

DI PERDITA

MAX m3 m-2 s-

1

PRESSIONE STATICA DI PROVA

2000 Pa 1000 Pa 400 Pa 200 Pa

A fA 2,4x10-3 1,32x10-3

0,84x10-3

B fB 00,8x10-3

0,44x10-3

0,28x10-3

C fC0,42x10-

30,28x10-

30,15x10-

3

Abbiamo riportato le formule che permettono di calcolare anche le potenze termiche disperse a causa delle fughe attraverso i giunti, tuttavia occorre ricordare che la loro entità in un buon impianto deve



2.2.4.1 Determinazione dell' energia scambiata dalla rete di distribuzione e non recuperata

In mancanza di una specifica normativa, che ci auguriamo venga presto emanata dall' UNI, per determinare l' energia scambiata dalla rete e non recuperata si fa riferimento alla norma UNI 10347 relativa alle tubazioni degli impianti di riscaldamento.

In tal caso l' energia scambiata dal sistema di distribuzione con l' ambiente circostante, così come determinata in base alle formule precedentemente riportate, viene in parte ceduta all' ambiente esterno ( energia non recuperata Qdnr) ed in parte ceduta a quello interno (energia recuperata Qdr).

L' energia recuperata contribuisce al riscaldamento dell' edificio e quindi non rientra nella definizione del rendimento di distribuzione richiesto dalla normativa vigente (legge 10/91 e relativi decreti di attuazione). Per la determinazione del rendimento di distribuzione deve essere invece quantificata la quantità di energia scambiata con l' ambiente circostante e non recuperata, Qdnr, utilizzando la Tab. 2.1

essere trascurabile in quanto, oltre agli sprechi energetici che ne possono derivare, si possono avere condizioni imprevedibili di esercizio, molto diverse da quelle di progetto con distribuzioni dell' aria nei vari ambienti.

In relazione a quanto sopra si suggerisce di utilizzare il più possibile condotte almeno di classe B.

Collocazione delle tubazioni aerauliche Qdnr/Qd.100 - tubazioni che corrono entro pareti che separano ambienti riscaldati 0

- tubazioni che corrono entro pareti isolate:

tubazione posta l'ambiente interno e l'isolamento della parete

tubazione posta tra l'isolamento interno e l'ambiente esterno

5

95

- tubazioni interrate:

tubazione posta l'ambiente interno e



Tab. 2.1 - Energia scambiata non recuperata in funzione dell'energia scambiata

2.2.5 Limitazione della variazione di temperatura dell' aria che percorre le condotte

Viene fatta l' ipotesi che le condotte abbiano perdite trascurabili di portata dell' aria attraverso le giunzioni longitudinali e trasversali e che inoltre, in caso di raffreddamento, non si raggiunga la saturazione e quindi la condensazione del vapore acqueo contenuto.

Qualora vi fossero perdite attraverso i giunti occorre:

- al flusso q, che compare nelle formule sotto riportate, quello qt, calcolato secondo quanto illustrato al paragrafo precedente

- alla portata Por quella media all' interno della condotta che tiene conto delle perdite qv dovute alle giunzioni.

Formula generale

(14)

[°C]


q = flusso di calore alla temperatura iniziale To (W/m K)

To = temperatura di progetto dell' aria trasportata all' inizio della condotta (°C)

Tf = temperatura di progetto dell' aria alla fine della condotta (°C)

l'isolamento del terreno

tubazione posta al di sotto dello strato di isolamento del terreno

nessun isolamento

5

95

60

- tubazioni correnti in aria

all' interno di ambienti riscaldati

all' interno di ambienti non riscaldati

0

100




l = lunghezza della condotta (m) opportunamente maggiorata per tenere conto del grado di isolamento delle flangie, valvole, ecc.

c = calore specifico dell' aria (J/kg K)

Por = portata dell' aria (kg/s)

N.B. Le formule sopra riportate possono essere usate sia per l' aria calda ad alta temperatura che per gas di combustione. In tal caso i calori specifici dei due fluidi possono essere dedotti dalle tabelle 2.2 e 2.3

Tab. 2.2 - Calore specifico dell'aria calda (J/KgK)

Tab. 2.3 - Calore specifico dei gas puri di combustione (J/KgK)


Per calcolare Tf inserire nella formula generale il valore q calcolato con la (3) e con la (2)

Viceversa, data la temperatura Tf lo spessore s (m) può essere calcolato con la formula:

(15)

[m]

N.B. Lo spessore s calcolato con la (15) è di primo approccio e l' effettivo flusso deve essere verificato con la (14), la (3) e la (2)

Temperatura aria (°C) 50 100 150 200 250

Calore specifico (J/KgK)

1009 1013 1017 1021 1026

Temperatura aria (°C) 0 100 200 300 400 500 600 700

Calore specifico (J/KgK)

101 1038 1063 1084 1105 1130 1151 1172



Condotte a sezione rettangolare o quadrata

Per calcolare Tf inserire nella formula generale il valore q calcolato con la (5) e la (2).

Viceversa data la temperatura Tf lo spessore s (m) può essere calcolato con la formula:

(16)

[m]

N.B. Lo spessore s calcolato con la (16 ) è di primo approccio e l' effettivo flusso deve essere verificato con la (14), la (5) e la (2)

2.2.6 Temperature superficiali in funzione antinfortunistica

Si tratta nel caso specifico di determinare le temperature delle superfici isolate al fine di verificare che le stesse non costituiscano pericolo per le persone, fissando ad esempio per dette temperature un valore intorno ai 40-50 °C.

Qualora invece le condotte trasportino fluidi ad alta temperatura la questione della temperatura delle superfici isolate può divenire importante e richiedere puntuali valutazioni.

Formula generale

(17)

Negli impianti di riscaldamento e di termoventilazione le temperature in gioco sono di norma molto basse per cui adottando gli spessori richiesti dalla normativa (vedi il successivo paragrafo 2.4), il problema di tale verifica non dovrebbe di solito porsi.



[°C]


Ti = temperatura di progetto dell' aria trasportata nella condotta (°C)

Te = temperatura dell' ambiente esterno (°C)

Ts = temperatura della superficie isolata (°C)

Rle = resistenza termica liminare (m K/W) o (m2 K/W)

R = resistenza termica dello strato isolante (m K/W) o (m2 K/W)

Le resistenze termiche Rle ed R assumono i valori sotto riportati in funzione della forma della condotta e cioè circolare oppure assimilabile ad una parete piana.


Per calcolare Ts inserire nella formula generale (17) R e Rle dati da:

(18)

(19)

[m K/ W]





l= conduttività termica utile alla temperatura media di esercizio (W/m K), eventualmente maggiorata per tener conto dei ponti termici.

s = spessore dell' isolante utilizzato (m)

Viceversa, data la temperatura superficiale Ts lo spessore s non può essere calcolato con una formula precisa, per cui risulta più opportuno ricorrere all' uso di grafici del tipo di quello riportato in fig. 2

N.B. Lo spessore s determinato con il grafico di fig. 2 è di primo approccio e l' effettivo valore di Ts può eventualmente essere verificato con la (18), la (19) e la (17)

Superfici piane

Le formule sotto riportate permettono di valutare la temperatura Ts di condotte a sezione rettangolare o quadrata, fatta eccezione per quella in corrispondenza degli spigoli e zone limitrofe che risentono dell' effetto del ponte termico di forma dovuto agli spigoli stessi.

Per calcolare Ts inserire nella formula generale (17) R e Rle dati da:

(21)

R = s/l Rle = 1/he [m2 K/W]


Viceversa dato la temperatura superficiale Ts lo spessore s può essere calcolato con la formula:

(22)

[m]

2.2.7. Temperature superficiali in funzione anticondensa



Per gli impianti di condizionamento destinati all' edilizia e trasportanti aria fredda, gli spessori dei materiali isolanti non hanno di norma vincoli, se non quello generico, e spesso trascurato, di evitare la formazione di condensa sulle superfici delle condotte. Sono infatti sotto gli occhi di tutti le vistose condense che si formano in estate sulle condotte, con conseguenti corrosioni e danni di varia natura, a volte non evidenti se le stesse corrono in cavedii chiusi.

Per difendere il metallo in tale caso ci si accontenta di utilizzare condotte di acciaio zincato, sulle quali la resistenza offerta alla corrosione è dovuta alla proprietà dello zinco di ricoprirsi di una pellicola protettiva formata da uno strato superficiale di ossidi.

Tale protezione dipende però dalla composizione chimico-fisica dell' ambiente circostante ed è stato provato che l' attacco alla zincatura risulta grave per condizioni di pH minori di 6 o maggiori di 12.

Nel caso che si verifichino tali condizioni, la presenza di acqua determina un' alta probabilità di innesco di fenomeni di corrosione localizzata, il cosiddetto pitting, che può portare alla foratura delle condotte.

Anche se non così gravi, comunque corrosioni sulle condotte trasportanti fluidi freddi sono però abbastanza frequenti, poiché spesso le protezioni anticondensa realizzate risultano, all'atto pratico, insufficienti, per ragioni di:

- economia (spessori isolanti troppo esigui)

- errata valutazione delle conduttività termiche utili degli isolanti impiegati

- cattiva qualità della posa, soprattutto per quanto riguarda la barriera al vapore -che deve impedire la penetrazione del vapore acqueo nell' isolante - con conseguente condensazione ed alterazioni di varia natura del coibente, soprattutto per quanto riguarda il suo potere isolante.

Data l'importanza del problema "barriera al vapore", torneremo sull' argomento più avanti.

E' a questo punto utile ricordare che la limitazione delle dispersioni termiche delle condotte trasportanti aria condizionata deve essere accuratamente valutata anche dal punto di vista economico, in quanto il suo raffreddamento richiede comunque consumo di energia, quasi sempre di tipo elettrico, e quindi particolarmente costoso.



Si tratta dunque, anche nel caso di condotte od apparecchi freddi, di calcolare ed utilizzare spessori economicamente ottimali che devono in ogni caso evitare la formazione di condense superficiali durante l' esercizio.

Considerazioni teoriche

Il dimensionamento degli spessori isolanti, da impiegare sulle condotte fredde, parte dalla considerazione che la temperatura delle superfici isolate Ts deve essere superiore a quella di rugiada Tr dell' aria ambiente che le lambisce.

Infatti, quando l' aria calda ed umida, quale è ad esempio quella estiva, viene a contatto con un corpo più freddo, il vapore acqueo in essa contenuto cambia stato fisico e condensa sulla superficie fredda.

Per evitare la condensa occorre dunque che sia:

(23)

Ts > Tr [°C]

Ora, mentre la temperatura superficiale Ts dipende dallo spessore e dalla conduttività dell' isolante impiegato, la temperatura Tr dipende dai parametri termoigrometrici dell' aria ambiente, cioè dalla sua temperatura Te e dalla sua umidità relativa UR.

Di norma la determinazione della temperatura di rugiada Tr si fa utilizzando il diagramma di Mollier per l' aria umida oppure opportune tabelle che permettono di determinare Tr, direttamente in funzione della temperatura Te e dell' umidità relativa UR.

Per semplificare i calcoli dello spessore isolante che evita la condensa, abbiamo ritenuto opportuno riportare, nella tabella 6, in funzione di Te ed UR, direttamente i valori massimi della differenza:

(24)

DT = Te - Ts [°C]

avendo fissato per Ts valori, di primo approccio, praticamente uguali a quelli della temperatura di rugiada Tr.

°CU.R.

30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95-20 ----- 10.4 9.1 8 7 6 5.2 4.5 3.7 2.9 2.3 1.7 1.1 0.5-15 12.3 10.8 9.6 8.3 7.3 6.4 5.4 4.6 3.8 3.1 2.5 1.8 1.2 0.6



Tab. 2.4 - Differenza di temperatura ammessa tra superficie e aria ambiente a diverse percentuali di umidità relativa

Evidentemente gli spessori isolanti che si otterranno dalla suddetta ipotesi andranno arrotondati per eccesso per realizzare un adeguato margine di sicurezza.

Ciò premesso, lo spessore del materiale isolante anticondensa s si determina partendo dalla seguente relazione di bilancio:

(25)

[°C]

dove:

Ti = temperatura della superficie esterna della condotta non isolata (°C), ipotizzata uguale a quella del fluido freddo trasportato


Rle = resistenza termica liminare (m K/W) o (m2 K/W)

R = resistenza termica dello strato isolante (m K/W) o (m2 K/W)

-10 12.9 11.3 9.9 8.7 7.6 6.6 5.7 4.8 3.9 3.2 2.5 1.8 1.2 0.6-5 13.4 11.7 10.3 9 7.9 6.8 5.8 5 4.1 3.3 2.6 1.9 1.2 0.60 13.9 12.2 10.7 9.3 8.1 7.1 6 5.1 4.2 3.5 2.7 1.9 1.3 0.72 14.3 12.6 11 9.7 8.5 7.4 6.4 5.4 4.6 3.8 3 2.2 1.5 0.74 14.7 13 11.4 10.1 8.9 7.7 6.7 5.8 4.9 4 3.1 2.3 1.5 0.76 15 13.4 11.8 10.4 9.2 8.1 7 6.1 5.1 4.1 3.2 2.3 1.5 0.78 15.6 13.8 12.2 10.8 9.6 8.4 7.3 6.2 5.1 4.2 3.2 2.3 1.5 0.8

10 16 14.2 12.6 11.2 10 8.6 7.4 6.3 5.2 4.2 3.3 2.4 1.6 0.812 16.5 14.6 13 11.6 10.1 8.8 7.5 6.3 5.3 4.3 3.3 2.4 1.6 0.814 16.9 15.1 13.4 11.7 10.3 8.9 7.6 6.5 5.4 4.3 3.4 2.5 1.6 0.816 17.4 15.5 13.6 11.9 10.4 9 7.8 6.6 5.4 4.4 3.5 2.5 1.7 0.818 17.8 15.7 13.8 12.1 10.6 9.2 7.9 6.7 5.6 4.5 3.5 2.6 1.7 0.820 18.1 15.9 14 12.3 10.7 9.3 8 6.8 5.6 4.6 3.6 2.6 1.7 0.822 18.4 16.1 14.2 12.5 10.9 9.5 8.1 6.9 5.7 4.7 3.6 2.6 1.7 0.824 18.6 16.4 14.4 12.6 11.1 9.6 8.2 7 5.8 4.7 3.7 2.7 1.8 0.826 18.9 16.6 14.7 12.8 11.2 9.7 8.4 7.1 5.8 4.8 3.7 2.7 1.8 0.928 19.2 16.9 14.9 13 11.4 9.9 8.5 7.2 6 4.9 3.8 2.8 1.8 0.930 19.5 17.1 15.1 13.2 11.6 10.1 8.6 7.3 6.1 5 3.8 2.8 1.8 0.935 20.2 17.7 15.7 13.7 12 10.4 9 7.6 6.3 5.1 4 2.9 1.9 0.940 20.9 18.4 16.1 14.2 12.4 10.8 9.3 7.9 6.5 5.3 4.1 3 2 145 21.6 19 16.7 14.7 12.8 11.2 9.6 8.1 6.8 5.5 4.3 3.1 2.1 150 22.3 19.7 17.3 15.2 13.3 11.6 9.9 8.4 7 5.7 4.4 3.2 2.1 1



(26)

Dt* = Te - Ts* [°C]

Ts* = temperatura effettiva della superficie isolata (°C)

Le resistenze termiche Rle ed R assumono i valori sotto riportati, in funzione della forma della condotta e cioè circolare oppure assimilabile ad una parete piana.

In relazione a quanto su riportato per non avere condensa sulle superfici isolate deve risultare:

(27)

DT*<DT [°C]

dove T è dato dato dalla tabella 6.


Per calcolare Dt* inserire nella formula generale (25) R e Rle dati da:

(28)

[m K/ W]

(29)

[m K/ W]



l=conduttività termica utile alla temperatura media di esercizio (W/m K), eventualmente maggiorata per tener conto dei ponti termici.

s = spessore dell' isolante utilizzato (m)



Viceversa, data la temperatura superficiale Ts lo spessore s non può essere calcolato con una formula precisa, per cui risulta più opportuno ricorrere all' uso di grafici del tipo di quello sotto riportato in fig. 3 per materiali aventi conduttività termiche utili rispettivamente pari a 0,035 W/m K e 0,047 W/m K.

Fig. 3

N.B. Lo spessore s determinato con il grafico di fig. 3 è di primo approccio e l' effettivo valore di Ts può eventualmente essere verificato con la (25), (27), (28) e (29)

Superfici piane

Per calcolare T* inserire nella formula generale (25) R e Rle dati da:

(30)

R = s/l [m2 K/W]

(31)

Rle = 1/he [m2 K/W]


Viceversa, data la temperatura superficiale Ts lo spessore s (m) può essere calcolato con la formula:

(32)

[m]

Per quanto riguarda i valori del coefficiente di adduzione he, occorre ricordare che lo stesso non è di facile valutazione perché dipende da differenti parametri.

Per un canale dell'aria condizionata il valore di he oscilla tra 4 e 10 W/m2 K.

Prudenzialmente quindi è opportuno valutare tale parametro vicino al suo valore minimo e quindi pari a circa 4,5 W/m2 K, che fornisce evidentemente spessori isolanti più elevati.

Alla luce degli attuali costi dell'energia, tali spessori risultano



ancora inferiori a quelli economicamente ottimali, almeno nella grande maggioranza dei casi.

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2.3. La diffusione del vapore acqueo nei materiali non igroscopici

La pressione del vapore acqueo contenuto nell'aria di un ambiente è maggiore di quella sulle pareti di una condotta trasportante aria fredda.

Ciò causa un richiamo del vapore verso la superficie della condotta e quindi un flusso dello stesso in tale direzione.

Si tratta di un fenomeno del tutto analogo a quello del flusso termico attraverso una parete sotto l' effetto della differenza di temperatura tra le due facce della parete stessa.

In base alla legge di Fick il flusso di vapore che attraversa una struttura è dato da:

(33)

Fv= P* (P1 - P2) [g/m² h]

dove:

Fv= flusso di vapore (g/m2 h)

P1 - P2 = differenza di pressione parziale del vapore tra le due facce della struttura (mmHg)

P = Permeanza della struttura (g/ m2 h mmHg)

E' evidente l' analogia tra la legge di Fick e quella di Fourier :

Q = K * (T1 - T2)

illustrata nel capitolo 1.

Infatti nelle formule su riportate si nota che:

- alla differenza di temperatura (T1 - T2) corrisponde la differenza di pressione (P1 -P2)

- alla trasmittanza K corrisponde la permeanza P.

La legge di Fick è valida , come quella di Fourier, solo in regime stazionario e per pareti piane di dimensioni infinite.



Il calcolo della permeanza di una struttura è del tutto analogo a quello della trasmittanza K per cui si può scrivere per una parete omogenea di spessore s (m) e permeabilità p(g/m h mmHg):

(34)

P= p/s [g/m2 h]

dove la p è la permeabilità del materiale costituente la la struttura (g/ m h mmHg).

Dunque la permeabilità ha un significato del tutto analogo alla conduttività termica precedentemente definita.

In sintesi il suo significato fisico è il seguente:

" la permeabilità di un materiale non igroscopico rappresenta la quantità di vapore acqueo che attraversa un metro quadrato di una parete piana costituita da quel prodotto, spessore un metro, in un ora di tempo per effetto di una differenza di pressione di un mmHg"

Per pareti composte da più strati la permeanza è data quindi da:

[g/m² h mmHg]

dove s e p sono rispettivamente lo spessore (m) e la permeabilità (g/m h mmHg) dei vari strati costituenti la parete.

Altre espressioni utili

- Resistenza alla diffusione del vapore acqueo

Si definisce resistenza alla diffusione del vapore acqueo Rd il reciproco della permeanza e cioè:

(36)

Rd= s/p [m2 h mmHg/ g]



Fattore di resistenza alla diffusione del vapore

Per temperature e pressioni tipiche delle normali condizioni ambientali,il valore della permeabilità dell' aria si può prendere pari a:

pa = 0,09 g/ m h mmHg

Si definisce allora fattore di resistenza alla diffusione del vapore di un materiale il rapporto della permeabilità dell' aria con quella p del materiale stesso .

m = 0.009/p [senza dimensioni]

I materiali utilizzati nella pratica, più o meno permeabili al vapore acqueo, costituiscono un freno alla diffusione del vapore rispetto all' aria più elevato, per cui il loro fattore m sarà superiore ad 1.

Un materiale il cui fattore m è vicino ad uno (ad esempio prodotti in fibre minerali) è molto permeabile al vapore acqueo, mentre invece un materiale totalmente impermeabile è caratterizzato da un fattore di resistenza alla diffusione del vapore pari a Q.

Nel sistema internazionale S.I. le unità di misura della permeabilità e della permeanza sono rispettivamente:

- permeabilità: kg/ m s Pa

- permeanza: kg/m2 s Pa

Il fattore di trasformazione è:

(38)

1 g/m h mmHg = 20,8 x 10 -10 S.I.

Per i film sottili, quali ad esempio i materiali costituenti le barriere al vapore, sarebbe preferibile dare direttamente il valore della permeanza P dato che la permeabilità può non risultare direttamente proporzionale allo spessore del film.

La tabella 2.5 dà i valori della permeabilità di materiali utilizzati per i manti impermeabili e per le barriere al vapore.



Barriera al vapore

Infine, affinché gli isolamenti calcolati con le formule sopra riportate mantengano la loro funzionalità nel tempo, è indispensabile valutare attentamente il dimensionamento e la posa della barriera al vapore.

Occorre in particolare tener presente i seguenti punti:

- la continuità della barriera al vapore deve essere adeguatamente curata in corrispondenza dei supporti, dei giunti di espansione, ed al termine della coibentazione

- la barriera deve essere aderente al materiale isolante

- i giunti tra le varie parti della barriera devono prevedere un adeguato sormonto, utilizzando per la sigillatura adesivi o nastri che abbiano le stesse caratteristiche di resistenza alla diffusione del vapore della barriera stessa;

- il materiale costituente la barriera al vapore deve essere compatibile con la natura dell' isolante sottostante.

Tipo di materiale d L P M c L M c

Condizione di impiego Kg/M³ W/mK Kg/s m

Pa - KJ/Kg K

Kcal/h m °C

g/h m mmHg

Kcal/Kg °C

Carta e cartone bitumati

1100 0.23 2.5x10-15 7500 1 0.2 12x10-6 0.25

Velo di vetro bitumato 1200 0.23 9.38x10-

15 20000 0.92 0.2 4.5x10-6 0.22

Foglio di alluminio

(spes. 0.025-0.05 mm)

2700 220 268x10-18 70000 0.96 189 129x10-9 0.23

Foglio di alluminio rivestito in

plastica su 2 lati (spes.

0.05-0.08mm)

2700 220 110x10-18 1700000 0.96 189 53x10-9 0.23

Foglio di alluminio rivestito in

plastica su 2 lati (spes. >0.08mm)

2700 220 94x10-18 2000000 0.96 189 45x10-9 0.23

PVC in fogli 1400 0.16 18.75x10-

15 10000 1.3 0.14 9x10-6 0.3

Polietilene in fogli 950 0.35 3.75x10-

15 50000 2.1 0.3 1.8x10-6 0.5



Tab. 2.5 - Impermeabilizzazione, barriere al vapore (fonte: G. Nervetti, F. Soma, La verifica termoigrometrica delle pareti, Hoelpi)

Tab. 2.6 - Spessori isolanti (mm) anticodensa minimi per condotte, in funzione dell'umidità relativa dell'aria

ambiente e della conduttività termica utile dell'isolante utilizzato (conduttività termica utile alla temperatura media di 20°C: l 0.035 W/mk)

Temperatura dell'aria ambiente: 30°C

dT= Differenza di temperatura ammissibile tra il punto di rugiada dell'ambiente, in funzione della sua umidità relativa e la superficie esterna della condotta isolata

ai= coefficiente di adduzione esterna, funzione della differenza dT sopra riportata e del tipo di finitura dell'isolamento, considerata ad elevata emissività per la presenza di polvere, sporco, ecc.

Aria ambiente: interno di edifici con possibilità di muoversi liberamente.

NB La formazione di condensa non dipende soltanto dai parametri che influenzano la temperatura superficiale ma anche dall'umidità relativa dell'aria circostante, il cui valore non sempre può essere accuratamente determinato. Ciò è tanto più vero quanto più è alto il valore dell'umidità relativa dell'aria, nel qual caso si fanno fortemente sentire sia le fluttuazioni di umidità che quelle

diametro esterno

della condotta

nuda (mm)

l = 0,035 W/mk

umidità relativa (%)

80 (dT = 3.8) 85 (dT = 2.8)

temperatura dell'aria interna

10°C 15°C 20°C 10°C 15°C 20°C80 22 16 9 30 23 14

100 23 16 10 31 23 15125 23 17 10 32 24 15150 24 17 10 33 24 15175 24 17 10 34 25 15200 24 17 10 34 25 15400 26 18 10 36 26 16600 26 18 10 37 27 16800 26 18 10 38 27 16

1000 26 18 10 38 27 161500 27 19 10 39 28 16

parete piana 27 19 10 39 28 16



relative alle temperature superficiali. In relazione a quanto sopra, gli spessori riportati in tabella, arrotondati per eccesso a quelli commerciali disponibili, devono intendersi come orientativi e da utilizzare solo quando non siano disponibili più precisi dati di input.



diametro esterno

della condotta

nuda (mm)

l = 0,040 W/mk


80 (dT = 3.8) 85 (dT = 2.8)


10°C 15°C 20°C 10°C 15°C 20°C80 25 18 11 34 25 16

100 25 18 11 35 26 17125 26 19 11 36 27 17150 27 19 11 37 28 17175 27 19 11 38 28 17200 28 20 11 39 28 17400 29 20 12 41 30 18600 30 21 12 42 31 18800 30 21 12 43 31 18

1000 30 21 12 43 31 191500 30 21 12 44 31 19

parete piana 30 21 12 44 31 19

diametro esterno

della condotta

nuda (mm)

l = 0,045 W/mk


80 (dT = 3.8) 85 (dT = 2.8)


10°C 15°C 20°C 10°C 15°C 20°C80 27 20 12 37 28 18

100 28 20 12 39 29 18125 29 21 12 40 30 19150 30 21 13 41 31 19175 30 22 13 42 31 19





Tab. 2.9 - Umidità relative massime ammesse senza formazione di condensa su condotte

non isolate, in funzione della temperatura dell'aria ambiente.

200 31 22 13 43 32 19400 32 23 13 46 33 20600 33 23 13 47 34 21800 34 23 13 48 35 21

1000 34 24 13 49 35 211500 34 24 13 49 35 21

parete piana 34 24 13 49 35 21

diametro esterno

della condotta

nuda (mm)

umidità massime ammesse senza condensa (%)


10°C 15°C 20°C

80 26 37 53100 26 37 53125 26 37 53150 26 37 53175 26 37 53200 26 37 53400 26 37 53600 26 37 53800 26 37 53

1000 26 37 531500 26 37 53

parete piana 26 37 53

Sebbene le umidità relative sopra riportate



debbano intendersi come largamente orientative, dai dati della tabella si evince che il mancato isolamento delle condotte comporta gravi rischi di condensa, anche per modesti valori dell'umidità relativa ambientale.

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2.4. Rispetto di norme a carattere obbligatorio

2.4.1. Condotte aerauliche: prescrizioni normative a carattere cogente

In base alla nuova normativa sul risparmio energetico e sull'uso razionaledell'energia in vigore in Italia, e cioè:

- Legge 9 gennaio 1991, n.10

- DPR 26 agosto 1993, n. 412.

- Norme Uni attuative del DPR 26 agosto 1993, n. 412 sopra citato,

(Per maggiori dettagli sull'argomento si veda il capitolo 3 paragrafo 3.8.)

I valori utili delle conduttività dei vari materiali isolanti non figurano però nel decreto citato, ma sono invece riportati, a titolo indicativo per la progettazione dimassima, nella norma UNI 10376. (vedi tabella 2.12)

le condotte dell'aria calda per la climatizzazione invernale, di qualunque tipo di sezione, poste in ambienti non riscaldati, devono essere coibentate con uno spessore di isolante non inferiore a quello prescritto nell'allegato B del DPR 26 agosto 1993 n.412 (ved. Tab.2.10), in funzione della conduttività termica utile alla temperatura media di 40°C, per le tubazioni con diametro esterno compreso tra 20 e 39 mm (vedi tabella 2.11 : condotte tipo A).

Conduttività termica

utile a 40°c (W/mK)

Diametro della tubazione (mm)

<20 da 20 a 39

da 40 a 59

da 60 a 79 da 80 a 99 >100

0.030 13 19 26 33 37 40

0.032 14 21 29 36 40 44

0.034 15 23 31 39 44 48

0.036 17 25 34 42 47 52

0.038 18 28 37 46 51 56



Tab. 2.10 Valori minimi d'isolamento

Va subito notato che non sono espressamente indicate le correzioni da apportare ai suddetti spessori nel caso di condotte correnti entro strutture di separazione di ambienti riscaldati o in strutture verticali perimetrali.

In assenza di tali indicazioni ci sembra rientri nello spirito del legislatore estendere alle condotte le correzioni previste per le tubazioni, correzioni che quindi potrebbero essere cosi enunciate:

- i montanti verticali delle condotte devono essere posti all’interno dell’isolamento termico dell’involucro edilizio, verso l’interno del fabbricato; i relativi spessori minimi dell’isolamento, che risultano dalla tabella 2.10 per le tubazioni di diametro esterno tra 20 e 39 mm, vanno moltiplicati per 0,5 (vedi tabella 2.11, condotte tipo B);

- per condotte correnti entro strutture non affacciate ne all’esterno ne su locali non riscaldati, gli spessori precedentemente indicati vanno moltiplicati per 0,3 (vedi tabella 2.11, condotte tipo C).

Per le condotte d’aria quest’ultima indicazione e particolarmente importante, poiché molto spesso esse corrono in intercapedini tra i solai ed i controsoffitti che separano ambienti riscaldati alla stessa temperatura.

In relazione a quanto sopra, gli spessori previsti per le condotte, in funzione della conduttività termica utile del materiale isolante, espressa in W/m °C, alla temperatura media di 40 °C, dovrebbero dunque risultare, alla luce della nostra interpretazione, quelli riportati nella tabella 2.11.

Per materiali isolanti con conduttività termiche utili diverse da quelle indicate in tabella 2.10, i valori minimi degli spessori di isolante devono essere ricavati per interpolazione lineare.

Va precisato che gli spessori sopra riportati sono quelli minimi per cui vanno arrotondati agli spessori commerciali disponibili immediatamente superiori.

Inoltre gli spessori succitati potrebbero non essere sufficienti a rispettare il disposto della norma che fissa il rendimento globale medio stagionale dell’impianto, e quindi anche quello della rete di distribuzione dell’aria, rendimento evidentemente legato al grado di isolamento delle condotte e alla loro capacita di tenuta alle fughe d’aria.

Questa importante prescrizione e riportata nei commi 1 e 2 dell’articolo 5 del D.P.R. 412/93 che fissano, per il rendimento medio stagionale hg, valori non inferiori a:

(39)

0.040 20 30 40 50 55 60

0.042 22 32 42 54 59 64

0.044 24 35 46 58 63 69

0.046 26 38 50 62 68 74

0.048 28 41 54 66 72 79

0.050 30 44 58 71 77 84



hg= (65 +3 log Pn) [%]

dove:

Pn e la potenza nominale del generatore di calore (kW)

hg e il prodotto dei rendimenti medi stagionali di produzione, di regolazione, di distribuzione della rete e di emissione dei corpi scaldanti.

Ne deriva che all’aumentare della potenza nominale dell’impianto deve crescere il rendimento medio stagionale dello stesso e quindi anche quello della rete di distribuzione attraverso l'impiego di spessori isolanti più elevati.

Per calcolare il rendimento di distribuzione delle reti di condotte si può fare riferimento, in mancanza di una norma ad hoc, alla norma UNI 10348-94 che, per calcolare hg, da la formula:

(40)

[adimensionale]

dove:

z è il numero delle zone termiche nelle quali e suddiviso l'edificio

Qhrj è l'energia termica richiesta da ogni singola zona (fabbisogno energetico utile reale)

Qdnr è l'energia termica scambiata dalla rete di distribuzione con l'ambiente e non recuperata (vedi paragrafo 2.2.4).

Un altro motivo che potrebbe portare all’aumento degli spessori minimi indicati in tabella 2.11 deriva dal rispetto di particolari esigenze tecniche, del tipo di quelle citate nei precedenti paragrafi e che qui brevemente riassumiamo:

– per gli impianti di riscaldamento e raffrescamento, la necessita di evitare, anche in condizioni gravose, la formazione di condensa sulla superficie esterna del materiale isolante durante la stagione estiva;

– ottenere un adeguato isolamento acustico delle condotte;

– contenere le variazioni di temperatura dell’aria trasportata entro limiti prefissati.

Conduttività termica utile

(W/m °C)

Spessore dell'isolante (mm)

Condotte tipo "A" Condotte tipo "B" Condotte tipo "C"

0.030 19 9.5 5.7



Tab. 2.11 - Spessori isolanti minimi delle condotte in funzione della conduttività termica utile

Note:

Le condotte tipo A corrono in ambienti non riscaldati.

Le condotte tipo B corrono all’interno dell’isolamento termico dell’edificio verso l’interno del fabbricato.

Le condotte tipo C corrono all’interno degli edifici e in locali riscaldati.

I dati riportati nella tabella seguente sono forniti a titolo indicativo per la progettazione di massima. I valori utili da adottare nella progettazione esecutiva di dettaglio devono essere sempre desunti dal valore dichiarato dal produttore, se certificato. I dati sono riferiti alla temperatura media di 40°C e tengono conto dell’influenza della posa, delle tolleranze di spessore, delle tolleranze di produzione, del comportamento nel tempo, della stabilita dimensionale, ecc., in senso generale.

0.032 21 10.5 6.3

0.034 23 11.5 6.9

0.036 25 12.5 7.5

0.038 28 14.0 8.4

0.040 30 15.0 9.0

0.042 32 16.0 9.6

0.044 35 17.5 10.5

0.046 38 19.0 11.4

0.048 41 20.5 12.3

0.050 44 22.0 13.2

Tipo di materiale Configurazione Densità (Kg/m³)

l a 40°C

(W/mK)Lana di vetro feltri 19 0.050

22 0.046

55 0.041pannelli 22 0.046

60 0.040

coppelle 60 0.039



Tab. 2.11 - Conduttività termiche indicative di riferimento di alcuni materiali isolanti tratte da UNI 10376

Risulta a questo punto interessante confrontare gli spessori dell’isolamento delle condotte riportati nel D.P.R. 412/93 con quelli del D.P.R. 1052/77, attuativo della legge 373/76 (vedi tabella 2.13) sia pure limitatamente ad alcuni manufatti in lana di vetro per i quali risulta un leggero aumento di detti spessori con la nuova normativa.

Lana di roccia feltri 80 0.047

120 0.044pannelli 60 0.044

120 0.041

coppelle 100 0.041Polietilene (PEF) estruso in continuo, non reticolato, in tubi

tubi 30 0.045

Polietilene (PEF) espanso in continuo reticolato termosaldato

30 0.045

Polietilene (PEF) espanso in continuo in lastre reticolato

lastre 30 0.045

Poliuretano espanso Pur/Pir in coppelle

coppelle

15 0.040

20 0.039

40 0.038

Poliuretano espanso Pur/Pir in flessibile

coppelle

15 0.040

30 0.039

Poliuretano espanso Pur/Pir espanso in situ

30 0.045

Elastomeri espansi (FEF) estrusi in continuo

55 0.040

70 0.040

Resine fenoliche (FF) espanse coppelle 30 0.038

Polistirene (PSE) espanso coppelle 20 0.045

Polistirene estruso (PER) rigido coppelle 30 0.040



Tab. 2.13 - Spessori isolanti per le condotte d’aria (confronto tra DPR 1052/77 e 412/93)

2.4.2 Commenti alla norma UNI 10376-94

Come premesso, il D.P.R. 412/93 fa riferimento alle normative tecniche UNI e in particolare alla UNI 10376 relativa all’”isolamento termico degli impianti di riscaldamento e di raffrescamento degli edifici”.

I punti salienti di detta normativa possono essere cosi riassunti.

Conduttività termiche utili

Le conduttività termiche utili da utilizzare per la determinazione degli spessori isolanti vanno desunte dalle attestazioni rese dal produttore, corrette per tener conto delle reali condizioni di progetto (ad esempio: effettiva temperatura di esercizio, disomogeneità della posa in opera, comportamento nel tempo, ecc.). In mancanza delle suddette informazioni si può fare riferimento ai valori utili di calcolo indicativi riportati nell’appendice A della norma (vedi tabella 2.11) e che possono essere utilizzati nella fase di progettazione di massima.

Requisiti dei materiali isolanti

I requisiti da soddisfare sono legati sia alle proprietà termiche, di resistenza alla temperatura di impiego, di comportamento al fuoco, ecc., sia alla loro idoneità all’impiego (stabilita dimensionale, assorbimento di acqua, resistenza alla trasmissione del vapore acqueo, ecc.). In merito alla determinazione della conduttività termica ricordiamo che essa deve essere eseguita secondo UNI 7745 o secondo UNI 7891, per tutti i materiali per i quali e possibile ricondursi a pannelli piani, utilizzando invece la misura secondo la norma ISO 8487 sulla ”simmetria cilindrica”, quando ciò non sia invece possibile.

Attestazione riguardante l’isolamento della rete aeraulica

Tale attestazione, in relazione alla legislazione vigente, deve essere contenuta in una dichiarazione fornita dall’installatore dell’impianto e riportante tutte le informazioni necessarie ed in particolare l’elencazione dei tipi di materiale coibente impiegati e relativi spessori, nonché la dichiarazione di conformità resa dal produttore del materiale isolante.

Verifica dell’isolamento in opera

La principale verifica riguarda la determinazione dello spessore del materiale isolante in opera, effettuata secondo apposite norme UNI, dalla quale deve risultare che detto spessore non sia inferiore a quello minimo fissato dal decreto.

Esempio: LANA DI VETRO

CONDUTTIVITÀUTILE (W/m°C)

Spessori secondo

DPR 1052/77

(mm)

Spessori secondo

DPR 412/93 (mm)

55 Kg/m³ 0.041 31 3122 Kg/m³ 0.046 35 3819 Kg/m³ 0.050 39 44



Corrette modalità di posa in opera

La norma precisa che, oltre all’isolamento della parte corrente delle condotte, realizzato con strati di materiale isolante a giunti ben sigillati, vanno adeguatamente isolati anche le curve, i raccordi, le flangie, le serrande e tutto ciò che possa costituire ”ponte termico”.

Devono essere previste adeguate protezioni superficiali del materiale isolante per evitare il deterioramento di quest’ultimo.

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2.5 Rapporto costo/prestazioni dei materiali isolanti Dall’esame della tabella 2.12, che da le conduttività termiche utili dei vari materiali isolanti che possono essere usati per isolare le condotte degli impianti aeraulici, si evince che esistono sostanziali differenze tra i diversi coibenti per quanto riguarda le loro prestazioni.

Anche i prezzi dei vari materiali isolanti sono molto diversi tra loro, per cui viene spontaneo chiedersi se sia possibile effettuare una precisa analisi del rapporto costo/prestazioni sia per quanto riguarda le proprietà isolanti termiche sia per quelle acustiche.

Per effettuare le suddette valutazioni occorre evidentemente disporre di metodi diversi a seconda che si tratti di stabilire la convenienza di un isolante rispetto alla protezione termica oppure rispetto a quella acustica.

2.5.1 Rapporto costo/prestazioni termiche

Per calcolare la prestazione termica ”utile” di un materiale isolante, cioè la sua resistenza termica R, occorre conoscerne lo spessore s e la conduttività termica l nelle reali condizioni di esercizio.

Effettuando il rapporto:

(41)

R= s/l [m2 K/W]

si ottiene la resistenza termica R di quel materiale, che e appunto la prestazione desiderata.

Per quanto riguarda la conduttività termica l occorre far riferimento al suo valore ”utile”, soprattutto per due motivi:

- la misura della conduttività viene effettuata in laboratorio in condizioni ideali e su manufatti che di norma rappresentano il meglio della produzione;

- quello che conta, al fine di determinare la resistenza termica ”utile” di un isolante, e la conoscenza della conduttività termica nelle reali condizioni di utilizzo.

Da quanto esposto deriva la necessita di maggiorare opportunamente le conduttività termiche di laboratorio per determinare il valore della resistenza termica R prima definita.

Tale delicato compito riguarda evidentemente il progettista, il quale può tener conto delle indicazioni riportate nella tabella 2.12 (norma UNI 10376-94).

Ciò premesso, si prenda in considerazione un metro quadrato di materiale isolante di spessore s, espresso in metri.

Il materiale in questione avrà un costo C dato dal prodotto del suo costo a metro cubo p moltiplicato per lo spessore s.

In formula:



(42)

C= p x s [L/m²]

La resistenza termica del materiale in questione sarà, in base a quanto prima precisato, data da:

(43)

R= s/l [m2 K/W]

Si giunge evidentemente al rapporto costo/prestazioni q dividendo il costo C del materiale per la sua resistenza termica R, cioè in formula:

(44)

q= C/R = p x l [£/unità di resistenza]

Il rapporto suddetto, che rappresenta il costo dell’unita di resistenza termica, ci dice che un materiale isolante termico e tanto più appetibile quanto più ridotto e il suo costo a metro cubo p e quanto più e contenuto il valore della sua conduttività termica utile. Effettuando il prodotto p x l per i vari manufatti isolanti utilizzati nella pratica quotidiana e facile verificare per quali di essi il rapporto costo/ prestazioni assume il valore più favorevole.

2.5.2 Rapporto costo/prestazioni acustiche

Nell’ambito del controllo del rumore si ricercano materiali, componenti e sistemi in grado di fornire la necessaria difesa contro la propagazione del suono anche negli impianti aeraulici. L’idoneità all’impiego per questi fini viene definita prestazione acustica e, a seconda dello specifico compito, viene quantificata da diverse grandezze fisiche tra cui in particolare:

- perdita per inserzione delle condotte (rumori aerei); - coefficiente di assorbimento acustico dei materiali impiegati come rivestimento interno delle condotte.

2.5.2.1. Perdita per inserzione

La perdita per inserzione PI (statica) e il termine comunemente usato per definire le prestazioni dei silenziatori e delle condotte degli impianti aeraulici e rappresenta la riduzione di energia sonora apportata. La perdita per inserzione si misura in dB e la prestazione acustica e tanto migliore quanto maggiore e il suo valore. Torneremo su questo importante argomento nella seconda parte della presente Guida, dedicata agli isolamenti acustici.

La perdita per inserzione PI delle condotte migliora con l’impiego di materiali isolanti posti all’interno delle condotte stesse o con l’impiego di opportuni silenziatori.

Se per migliorare la perdita per inserzione PI, e quindi l’isolamento acustico D tra due locali, di una prefissata quantità DR, si inserisce nella condotta un materiale isolante del



costo di C Lire, il rapporto costo/prestazioni q si ottiene dividendo C per DR, cioè in formula:

(45)

q= C/DR [£/Decibel]

2.5.2.2. Assorbimento acustico

In questo caso si possono confrontare i costi di due diversi materiali fonoassorbenti in grado di fornire lo stesso coefficiente di assorbimento acustico medio NRC (noise reduction coefficient).

2.5.3 Influenza di fattori economici sulle reti aerauliche

Per la determinazione dell’impianto aeraulico economicamente ottimale occorre prendere in considerazione vari parametri, tra i quali il costo di acquisto, il costo di esercizio, nonché lo spazio disponibile per l’impianto stesso. E’ bene ricordare pero che ogni caso e differente dall’altro e per la scelta più appropriata possono solo essere enunciati principi di carattere generale.

I fattori che influenzano direttamente il costo di acquisto e di esercizio dell’impianto aeraulico sono:

- gli scambi termici con l’ambiente lungo la condotta; - il rapporto tra le dimensioni della condotta; - le perdite di carico lineari; - il tipo di curve o trasformazioni.

Scambi termici con l’ambiente

Gli scambi termici con l’ambiente di una rete aeraulica possono essere considerevoli, e possono riguardare sia le condotte correnti all’interno di locali non condizionati che quelle di grande lunghezza installate all’interno di locali trattati.

Esaminando di seguito il caso di impianti di condizionamento estivo, le potenze termiche scambiate con l’ambiente vengono in gergo definite ”rientrate di calore”.

Ciò premesso, ai fini del bilancio termico, in prima approssimazione, si possono prendere in considerazione le sole rientrate di calore corrispondenti alle sezioni di condotta passanti all’interno di locali non condizionati.

Tali rientrate aumentano la potenza frigorifera dell’impianto, e di conseguenza occorre incrementare la portata di aria o variare la temperatura all’uscita oppure agire contemporaneamente su entrambi i fattori.

Per meglio comprendere i diversi parametri che influenzano le rientrate di calore all’interno di un impianto, e necessario tenere presenti i seguenti principi generali:

- per una data sezione, la condotta con il minor perimetro presenta le rientrate di calore più basse (fig. 2.8);

- in termini relativi, le maggiori rientrate si verificano in corrispondenza di condotte di piccole dimensioni con portate e velocità dell’aria limitate;



l'isolamento della condotta diminuisce le rientrate. Un materiale isolante caratterizzato da una trasmittanza termica pari a K = 0.7 W/m²K (K = 0.6 kcal/m²h °C) riduce circa del 90% le rientrate, rispetto alla stessa condotta non isolata.

Rapporto di forma

Per rapporto di forma si intende il rapporto tra il lato maggiore e quello minore di una condotta. Si tratta di un rapporto molto importante, che va sempre preso in considerazione durante la fase di progettazione, poiché al suo aumentare corrisponde un incremento dei costi di acquisto e di esercizio dell’impianto.

Il costo di acquisto di una condotta o di un intero sistema di distribuzione dell’aria dipende dal peso della lamiera impiegata ed al tempo occorrente per la sua realizzazione.

La categoria di costo di una condotta, variabile da 1 a 5, rappresenta numericamente il suo costo di acquisto e dipende, per una condotta a sezione rettangolare, dal lato maggiore e dal perimetro della stessa.

La tabella seguente pone in evidenza quanto sopra riportato.

Tab. 2.14 - Categorie di costo delle condotte rettangolari.

Inoltre mantenendo costanti la sezione della condotta e la portata dell'aria, all'aumento della classe si verifica un incremento dei seguenti parametri: - perimetro, e pertanto, la superficie di lamiera utilizzata; - spessore della lamiera; - peso della lamiera; - materiale isolante richiesto.

CATEGORIALATO

MAGGIORE (mm)

PERIMETRO (mm)

1 da 150 a 300 da 500 a 1200

2 da 400 a 700 da 1600 a 2800

3 da 800 a 1000 da 3200 a 4000

4 da 1200 a 1400 da 4800 a 5600

5 da 1600 a 2000 da 6400 a 8000

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2.6 Criteri di scelta dei materiali isolanti 2.6.1 Criteri principali

Immaginiamo di elencare tutte le caratteristiche che dovrebbe avere un isolante ideale e perfetto impiegabile per le condotte aerauliche.

Confrontando le suddette caratteristiche con quelle degli isolanti presenti sul mercato scopriamo che, se da un lato nessun prodotto offre al cento per cento tutte le proprietà richieste, dall’altro alcuni di essi si avvicinano maggiormente all’isolante perfetto.

Si può a questo riguardo mettere a confronto, a titolo esemplificativo, le principali caratteristiche dei materiali isolanti più utilizzati per le condotte aerauliche, facendo ricorso, quando utile, a indici prestazionali del tipo:

Tab. 2.16 - Matrice materiali/prestazioni

2.6.2 Criteri secondari

Oltre ai criteri sopra riportati se ne possono prendere in considerazione altri.

Esposizione ad agenti aggressivi e compatibilità del materiale isolante con impianto/ambiente

Nella scelta del materiale isolante deve essere valutata la presenza di agenti inquinanti

= Insufficiente=Sufficiente=Buono=Ottimo

CARATTERISTICAMateriale isolante

X Y Z Tconduttività

utile/conduttività di riferimento

costo/prestazioni termiche

costo/prestazioni acustiche

reazione al fuoco

stabilità dimensionale

energia risparmiata/energia

di produzione

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emessi dagli impianti stessi o presenti nell’ambiente circostante (ad esempio ambiente salino).

Deve essere valutato anche il posizionamento dell’impianto all’interno o all’esterno degli ambienti per potere scegliere convenientemente la protezione più adatta per il materiale isolante.

Sollecitazioni meccaniche

Deve essere eseguita un’attenta analisi delle sollecitazioni meccaniche ed in particolare quelle dovute a:

- vibrazioni a bassa ed alta frequenza in funzione anche del posizionamento orizzontale o verticale

- carichi statici sul materiale coibente

- prevedibili carichi accidentali sul materiale coibente.

Requisiti richiesti ai materiali isolanti da norme tecniche a carattere cogente

Si tratta nel caso specifico della norma UNI 10376-94, nella quale viene precisato che i requisiti da soddisfare sono legati sia alle proprietà termiche, di resistenza alla temperatura d’impiego, di comportamento al fuoco, ecc., sia alla loro idoneità all’impiego, in termini di stabilita dimensionale, assorbimento di acqua, resistenza alla trasmissione del vapore acqueo, ecc.

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3. PANORAMA NORMATIVO

3.1 La normativa al fuoco - Generalità

La sicurezza al fuoco in Italia e disciplinata da prescrizioni del Ministero dell’Interno e da norme tecniche dell’UNI (Ente Nazionale Italiano di Unificazione). La normativa antincendio può essere schematicamente suddivisa in tre punti fondamentali.

Legislazione di carattere generale

Ha lo scopo di definire le attività ritenute pericolose ai fini della prevenzione incendi, fissarne le procedure e i termini di controllo per l’adeguamento delle stesse ai criteri di sicurezza, regolamentare la formazione di idonee strutture di supporto al gestore di impresa, istituire un Comitato Parlamentare di esperti per lo studio dei problemi specifici connessi alle singole attività, nonché una direttiva atta ad instaurare un maggior grado di sicurezza con l’osservanza di misure più urgenti ed essenziali.

Normativa tecnica orizzontale

Ha lo scopo di definire le procedure di valutazione ai fini della sicurezza antincendio e stabilire le metodologie di prova inerenti il comportamento al fuoco dei materiali (reazione al fuoco) e delle strutture (resistenza al fuoco) in condizioni simulate di laboratorio, fissandone la classificazione.

Normativa verticale

Stabilisce, per ogni attività ritenuta pericolosa, le condizioni di sicurezza ed i relativi limiti affinché l’esercizio della stessa consenta garanzie sia ai diretti interessati sia a terzi. In particolare questa normativa stabilisce le modalità per la richiesta ed il rilascio del Certificato di Prevenzione Incendi (CPI) e fornisce un dettagliato elenco delle attività soggette al CPI.

3.2 Reazione al fuoco La reazione al fuoco riguarda il comportamento intrinseco di un materiale nei confronti del fuoco; infatti viene definita dalla normativa come ”grado di partecipazione all’incendio” ed e correlata alla capacita di sviluppo e di propagazione della fiamma.

La normativa italiana in merito, rappresentata specificatamente dal Decreto Ministeriale 26/6/1984 ”Classificazione di reazione al fuoco ed omologazione dei materiali ai fini della prevenzione incendi”, prevede classi di reazione al fuoco, che vanno da zero (non combustibilità) a cinque, in funzione della pericolosità crescente del materiale.

I manufatti che si collocano in classe zero sono i più sicuri, in quanto non favoriscono ne l’insorgere ne lo sviluppo dell’incendio. Per poter essere classificato ”non combustibile” un materiale deve superare il test ISO DIS 1182.2, che consiste nell’introdurre un provino cilindrico di piccole dimensioni (diametro 45 mm e altezza 50 mm) in un fornetto, portato alla temperatura di 800°C circa, per un tempo di 20 minuti.

Le condizioni che determinano il superamento della prova sono molto restrittive, infatti il materiale non deve presentare:

- una durata di ”flash” di fiamma superiore a 20 secondi;



- una perdita di massa media superiore al 50% della massa media originale;

- variazioni di temperatura tra la superficie del provino e l'ambiente del forno nelle condizioni iniziali, maggiore di 50°C.

I materiali che non sono in grado di superare la prova ISO DIS 1182.2 sono considerati combustibili e a diversi livelli di infiammabilità. Per la loro classificazione vengono utilizzati i metodi di prova:

- CSE RF 1/75/A (materiali suscettibili di prendere fuoco su entrambe le facce, ad esempio tendaggi)

- CSE RF 2/75/A (materiali suscettibili di prendere fuoco su una sola faccia, ad esempio isolanti)

- CSE RF 3/77 (per tutti i tipi di materiali)

riportati nel Decreto Ministeriale 26/6/1984, sopra menzionato.

Mediante i primi due metodi, detti comunemente ”della piccola fiamma”, e possibile valutare i seguenti parametri:

- tempo di post-combustione (tempo in cui la fiamma si estingue) - tempo di post-incandescenza (tempo in cui si ha la completa scomparsa dell’incandescenza) - lunghezza della zona danneggiata (parte del materiale che risulta combusta, fusa o che presenta degradazione delle caratteristiche meccaniche) - gocciolamento (tendenza del materiale a lasciare cadere gocce e/o parti distacca- te durante oppure dopo l’azione della fiamma).

Con il terzo metodo, cosiddetto ”del pannello radiante”, che simula il comportamento del materiale in presenza di incendio, si valuta anche la velocità di propagazione della fiamma. La classe finale al fuoco del materiale viene definita da un’opportuna combinazione dei risultati ottenuti dalle prove CSE RF 1/75/A o CSE RF 2/75/A e CSE RF 3/77.

Il materiale, nel test del pannello radiante, viene provato nelle effettive condizioni di impiego: in posizione orizzontale, se dovrà essere applicato a soffitto o a pavimento, in posizione verticale, se destinato a parete. Qualora non venga definito a priori dal produttore l’impiego finale, il materiale viene testato a parete, in quanto la prova e più

La normativa nazionale, attraverso il Decreto Ministeriale 14/1/1985, attribuisce ”d’ufficio”, senza quindi necessita di prova, la classe zero ai seguenti materiali:

- materiali da costruzione, compatti o espansi a base di ossidi metallici (ossido di calcio, magnesio, silicio, alluminio ed altri) o di composti inorganici (carbonati, solfati, silicato di calcio ed altri) privi di leganti organici;

- materiali isolanti a base di fibre minerali (di roccia, di vetro, ceramiche ed altre) privi di leganti organici;

- materiali costituiti da metalli con o senza finitura superficiale a base inorganica.



severa e cautelativa.

Le effettive condizioni d’uso vengono riportate sul certificato di reazione al fuoco rilasciato dal laboratorio di prova e sono vincolanti nella fase di posa in opera del materiale, se deve essere garantita la classe certificata.

L’omologazione consiste in una procedura tecnico-amministrativa con la quale il Ministero autorizza la riproduzione del prototipo testato presso un laboratorio autorizzato e l’immissione sul mercato del materiale, per l’impiego nelle attività soggette alle norme di prevenzione incendi. II richiedente l’omologazione e responsabile civilmente e penalmente della conformità della produzione al prototipo omologato.

L’omologazione ha validità cinque anni e può essere rinnovata, senza ricorrere prima alla procedura della certificazione presso un laboratorio autorizzato, ma presentando richiesta direttamente al Ministero competente, qualora il materiale non abbia subito modifiche di alcun genere.

3.3 Resistenza al fuoco Per resistenza al fuoco si intende l’attitudine di un elemento costruttivo a mantenere la propria funzionalità, in termini di capacita portante, tenuta ed isolamento termico, per un tempo t e nelle condizioni di esposizione al fuoco prefissati dalla Circolare 14/9/1 961 n. 91.

I suddetti parametri sono indicati dalla normativa rispettivamente con i simboli R (resistenza meccanica), E (tenuta al passaggio di fuoco e fumi) ed I (isolamento termico); REI 120’, ad esempio, significa che la struttura in esame e in grado di resistere per 120 minuti.

E’ importante sottolineare che, affinché il materiale possa garantire il tempo di resistenza al fuoco per il quale e stato certificato, occorre impiegarlo e metterlo in opera conformemente alle modalità di installazione dichiarate sul certificato stesso. Per la determinazione della resistenza al fuoco vengono utilizzati campioni di grosse dimensioni, che vengono provati in appositi forni dove viene simulata una situazione di incendio.

Gli elementi orizzontali vengono normalmente provati anche sotto un carico accidentale, gravante sul solaio al quale viene fissato l’elemento in prova. In questo caso la durata del test e data dalla caduta della capacita portante.

Nel caso invece di elementi verticali di tamponatura si tengono in considerazione i seguenti fattori:

- il passaggio di fuoco e di fumo;

- il raggiungimento di una temperatura media di 150°C in più rispetto a quella ambiente

Per quanto riguarda le attività soggette alla prevenzione incendi (locali di pubblico spettacolo, impianti sportivi, mostre ed esposizioni, autorimesse, metropolitane, scuole, edifici di civile abitazione di altezza superiore a 12 m, attività turistico-alberghiere), oltre al certificato di reazione al fuoco del materiale, deve essere esibito anche il documento di omologazione, rilasciato dal Ministero dell’Interno.



sulla superficie opposta a quella esposta al fuoco;

- la perdita della stabilita meccanica.

3.4 Prescrizioni al fuoco relative agli impianti aeraulici La normativa, per le attività soggette alla prevenzione incendi precedentemente citate, fornisce precise indicazioni in merito alle caratteristiche che i materiali e gli elementi costruttivi devono possedere negli specifici impieghi.

Per quanto riguarda gli impianti aeraulici, non esiste nella regolamentazione un richiamo puntuale alla loro classe di reazione o resistenza al fuoco, per tutta la possibile casistica.

Per quanto riguarda gli isolamenti, di norma si fa riferimento all’art. 137 della circolare 16/51 ”Norme di sicurezza per la costruzione, l’esercizio e la vigilanza dei teatri, cinematografi e altri locali di pubblico spettacolo in genere” e, di recente, all’art. 8, paragrafo 8.2.2.2 del Decreto Ministeriale 9/4/94 ”Approvazione della regola tecnica di prevenzione incendi per la costruzione e l’esercizio delle attività ricettive turistico-alberghiere”.

L’art.137 ”Condotte” della circolare 16/51 cosi recita: ”Eventuali rivestimenti delle condotte, sia interni che esterni, applicati ai fini dell’isolamento termico od acustico, debbono essere eseguiti soltanto con materiali incombustibili; le superfici interne delle condotte devono risultare lavabili.”

L’art.8 paragrafo 8.2.2.2 del DM 9/4/94 prevede che: ”Le condotte vengano realizzate con materiale di classe zero di reazione al fuoco e che le tubazioni flessibili di raccordo siano di classe non superiore alla classe 2. Negli attraversamenti di pareti e solai lo spazio attorno alle condotte venga sigillato con materiale di classe zero, senza ostacolare le dilatazioni delle stesse.”

Infine, in base al DM 6/7/83 ”Norme sul comportamento al fuoco delle strutture e dei materiali da impiegarsi nella costruzione di teatri, cinematografi ed altri locali di pubblico spettacolo in genere” e successive modificazioni, le intercapedini, indipendentemente dalla loro giacitura, devono essere totalmente riempite di materiali di classe zero, cioè non combustibili.

A tal fine l’impiego di lamiera zincata (o altri metalli) con le caratteristiche di incombustibilità (classe 0) risolve i problemi del non innesco e della non propagazione dell’incendio dovuti al materiale impiegato. L’impiego di materiali diversi nella costruzione delle condotte (es. pannelli in materiale sintetico, poliuretano), anche se

La conclusione che può essere tratta da quanto esposto e che, per ragioni cautelative e per preciso orientamento dei Comandi dei Vigili del fuoco, debbano essere previsti, nella maggior parte dei casi, rivestimenti isolanti delle condotte di classe 0.

Per quanto riguarda invece i materiali impiegati nella costruzione delle condotte si fa riferimento alla norma UNI 5104/63 ”Impianti di condizionamento dell’aria - Norma per l’ordinazione, l’offerta e il collaudo” che prescrive al punto 2.1.9.2: ”la rete dei canali deve essere realizzata con materiali incombustibili”.



realizzate con materiali non propaganti il fuoco di classe 1 o 2, permette, a causa della deformazione sotto l’azione del calore, la fuoriuscita di eventuali gas e la loro propagazione in compartimenti attigui.

Propagazione dell’incendio e salvaguardia della compartimentazione

Qualora le condotte di una rete aeraulica attraversino differenti zone di un fabbricato, esse possono costituire veicolo di propagazione dell’incendio da un compartimento all’altro dell’edificio.

La propagazione può avvenire in modi diversi, descritti nella figura a lato.

A: qualora la condotta non sia costruita con materiale incombustibile (lamiera d’acciaio), essa si deforma sotto l’azione del calore, consentendo ai fumi dell’incendio di invadere i compartimenti attigui.

B: per effetto del calore, le pareti delle condotte metalliche si riscaldano rapidamente; il fuoco si trasmette per irraggiamento ai compartimenti vicini;

C: il fuoco si propaga per convezione, essendo la condotta elemento di collegamento tra due compartimenti;

Le serrande tagliafuoco rappresentano un componente essenziale delle reti aerauliche, e il loro posizionamento, che interessa in genere gli attraversamenti di solai o di pareti compartimentali, e regolato da precise disposizioni dei Vigili del fuoco. Si tratta, in sintesi, di un sistema passivo per interdire l’immissione e/o l’estrazione dell’aria da compartimenti invasi dal fuoco e dal fumo che, una volta attivato, diviene definitivamente statico.



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3.5 Normativa sul risparmio energetico In Italia il contenimento dei consumi energetici negli edifici e stato per molto tempo regolamentato dalla legge 30/4/1976 n. 373 e dai suoi decreti di attuazione.

La legge 373/76 era costituita da tre parti: la prima riguardava gli impianti di produzione del calore e gli annessi sistemi di termoregolazione, la seconda trattava l’isolamento termico degli edifici e la terza le sanzioni previste per la mancata osservanza della legge. Era inoltre integrata da tre importanti documenti e cioè:

- D.P.R. 1052/77, che definiva i criteri di applicazione della legge, nonché le modalità e i termini per la presentazione della relazione tecnica;

- D.M. 10/3/1977, che stabiliva le zone climatiche ed i valori minimi e massimi del coefficiente di dispersione del calore negli edifici;

- D.M. 30/7/1986, che aggiornava i valori limite dei coefficienti di dispersione termica Cd, sulla base del rapporto di forma S/V (Superficie disperdente/Volume riscaldato) dell’edificio e della fascia climatica di ubicazione.

In data 9 gennaio 1991 e stata emanata la legge 10, che ha abrogato non solo la legge 373/76, ma anche la legge 308/82 (solo parzialmente), relativa alle incentivazioni economiche per gli interventi di risparmio energetico, il D.M. 23/11/1982 sul contenimento dei consumi di energia negli edifici a destinazione industriale e artigianale e la legge 645/83 sugli orari di funzionamento degli impianti di riscaldamento.

In particolare, i decreti attuativi di maggiore interesse, che contengono le cosiddette regole tecniche, ossia le prescrizioni, sono i seguenti:

– D.P.R. attuativo dell’art. 4 comma 1, su proposta del Ministero dei Lavori Pubblici, che definisce i criteri generali tecnico-costruttivi e le tipologie per l’edilizia sovvenzionata e convenzionata, per l’edilizia pubblica e privata, anche riguardo la ristrutturazione degli edifici esistenti;

- D.M. attuativo dell’art. 4 comma 2, sempre su proposta del Ministero dei Lavori Pubblici, che contiene la normativa tecnica al cui rispetto risulta condizionato il rilascio delle autorizzazioni e delle concessioni e l’erogazione di finanziamenti e contributi per la realizzazione di opere pubbliche;

– D.P.R. attuativo dell’art. 4 comma 4, su proposta del Ministero dell’Industria, del Commercio e dell’Artigianato, diventato D.P.R. 26/8/1993 n. 412 ”Regolamento recante norme per la progettazione, l’installazione, l’esercizio e la manutenzione degli impianti termici degli edifici ai fini del contenimento dei consumi di energia, in attuazione all’articolo 4 comma 4 della legge 10/91” e pubblicato sulla G.U. del 14/ 10/93. Sulla Gazzetta Ufficiale del 19/4/94 e stata pubblicata inoltre la circolare 12/ 4/1994 n. 233/F, interpretativa e di chiarimento al suddetto D.P.R. 412/93;

La legge 10/91 ”Norme per l’attuazione del Piano Energetico Nazionale in materia di uso razionale dell’energia, di risparmio energetico e di sviluppo delle fonti rinnovabili di energia”, per poter essere applicata necessita sia di provvedimenti attuativi, da emanarsi a cura dei Ministeri competenti, che di norme tecniche specifiche, di competenza dell’UNI, che forniscano adeguate metodologie di calcolo per l’adempimento degli obblighi di legge.

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- D.M. attuativo dell’art. 28 comma 3, su proposta del Ministero dell’Industria, del Commercio e dell’Artigianato, diventato D.M. 13/12/1993 ”Approvazione dei modelli tipo per la compilazione della relazione tecnica di cui all’art. 28 della legge 10/91, attestante la rispondenza alle prescrizioni in materia di contenimento del consumo energetico degli edifici” e pubblicato sulla G.U. del 20/12/93. Sulla stessa Gazzetta Ufficiale e stata pubblicata anche la circolare 13/12/1993 n. 231/F, che riporta alcune interpretazioni e chiarimenti in merito alla relazione tecnica;

- D.P.R. attuativo dell’art. 30, su proposta del Ministero dell’Industria, del Commercio e dell’Artigianato, che specifica le modalità per la certificazione energetica degli edifici;

- D.P.R. attuativo dell’art. 32, su proposta del Ministero dell’Industria, del Commercio e dell’Artigianato, che definisce le norme per la certificazione dei materiali e dei componenti che presentano prestazioni termiche tali da contribuire al risparmio energetico degli edifici;

- D.M. 6/8/1994 del Ministero dell’Industria, del Commercio e dell’Artigianato, pubblicati sulla G.U. del 24/8/94, relativi a ”Modificazioni ed integrazioni alla tabella relativa alle zone climatiche di appartenenza dei comuni italiani allegata al D.P.R. 26/8/1993 n. 412, concernente il contenimento dei consumi di energia degli impianti termici degli edifici” e ”Recepimento delle norme UNI attuative del D.P.R. 26/8/1993 n. 412, recante il regolamento per il contenimento dei consumi di energia degli impianti termici degli edifici, e rettifica del valore limite del fabbisogno energetico normalizzato”.

3.6 DPR 26/8/1 993 n. 412 Dal confronto delle nuove norme con il corpo normativo precedentemente in vigore emergono sostanziali modifiche per quanto riguarda l’ambito di applicazione, la progettazione e l’esercizio dell’impianto termico e infine le prescrizioni circa le responsabilità nell’esercizio e nella manutenzione dell’impianto stesso.

L’ambito di applicazione si estende a tutte le categorie di edifici, compresi quelli a destinazione industriale e artigianale, nei quali venga installato un impianto adibito alla climatizzazione, esclusivamente invernale, degli ambienti o alla produzione di acqua calda per usi igienici e sanitari, alimentati con combustibili solidi, liquidi e gassosi.

Per quanto riguarda la progettazione dell’impianto termico, la nuova normativa pone maggiore attenzione al sistema edificio-impianto e introduce il concetto del contenimento del fabbisogno energetico, cioè del bilancio tra l’energia entrante e quella uscente da tale sistema.

Rispetto alla normativa precedente sono stati elevati da +1 ’C a +2’ C i limiti di tolleranza

Ai fini di una corretta progettazione che tenga conto del contenimento dei consumi di energia, il progettista può intervenire sui seguenti parametri: - isolamento termico dell’involucro edilizio; - orientamento dell’edificio e dimensionamento delle superfici finestrate; - rendimento medio globale stagionale del generatore di calore; - rendimenti di produzione, emissione, regolazione e distribuzione del calore. In quest’ultimo caso vengono imposti dei valori minimi di isolamento termico delle reti di distribuzione, in funzione del diametro esterno della tubazione e del valore di conduttività termica utile dell’isolante alla temperatura media di 40 ’C.



delle temperature degli ambienti, per tutte le categorie di edifici.

In merito infine alle responsabilità nell’esercizio e nella manutenzione dell’impianto la nuova normativa ha introdotto due aspetti sostanziali:

– la figura del terzo responsabile, che deve possedere adeguati requisiti tecnici e occuparsi della gestione dell’impianto;

- il ”libretto di centrale” per impianti con potenzialità superiore a 35 kW e il ”libretto di impianto” per impianti con potenzialità inferiore a tale limite, anche se individuali.

Da un’analisi più dettagliata del D.P.R. 412/93 emergono altri aspetti particolarmente significativi.

Individuazione delle zone climatiche e dei gradi giorno

Il territorio nazionale resta suddiviso nelle sei zone climatiche consuete (A, B, C, D, E ed F).

Il decreto fornisce inoltre, nell’allegato A, i valori dei gradi giorno e la relativa fascia climatica di appartenenza per oltre 8.000 località italiane. Si tratta di un ulteriore aggiornamento del precedente D.M. 7/10/1991, cessato quindi di validità.

Classificazione degli edifici per categorie

La classificazione degli edifici in base alla loro destinazione d’uso viene solo parzialmente modificata rispetto a quella della normativa precedente (D.P.R. 1052/77). E’ stata infatti aggiunta la categoria E.S ”Edifici adibiti ad attività industriali ed artigianali e assimilabili”, che in precedenza era disciplinata dal D.M. 23/11/1982, ormai decaduto. Viene qui sottolineato il concetto della separabilità dell’edificio, qualora questo presenti delle parti adibite ad usi differenti.

Valori massimi della temperatura ambiente

Le temperature massime da non superare, nel periodo in cui e in funzione l’impianto di climatizzazione invernale, sono di:

18 ’C (+2 C di tolleranza) per edifici rientranti in categoria E.S; 20 ’C (+2 ’C di tolleranza) per tutti gli altri edifici.

Sono concesse deroghe a tali limiti qualora sussista almeno una delle seguenti condizioni:

a) le esigenze tecnologiche o di produzione richiedano temperature superiori al valore massimo ammesso; b) l’energia termica per il riscaldamento ambiente derivi da sorgente non convenientemente utilizzabile in altro modo.

Requisiti e dimensionamento degli impianti termici

Questo punto raccoglie le maggiori novità, ed in particolare una serie di norme tecniche UNI, che sono state emanate e recepite da un decreto del Ministero dell’Industria, il D.M. 6/8/1994, pubblicato sulla G. U. del 24/8/94. Con il recepimento da parte del Ministero dell’Industria queste norme tecniche sono diventate cogenti.

Viene ribadito il fatto che sono soggetti al rispetto delle prescrizioni di legge gli impianti



di nuova realizzazione, quelli sottoposti a ristrutturazione e anche la sostituzione del generatore di calore.

Per gli impianti nuovi o da ristrutturare il dimensionamento deve avvenire in relazione al valore massimo della temperatura interna, alle caratteristiche climatiche della zona, alle caratteristiche termofisiche dell’involucro edilizio e al regime di conduzione dell’impianto (se continuo o intermittente) e deve essere tale da garantire un ”rendimento medio globale stagionale” non inferiore al valore fornito dalla seguente espressione:

(1)

hg = (65 + 3 log Pn) [%]

dove log Pn e il logaritmo in base 10 della potenza utile nominale del generatore o del complesso dei generatori di calore al servizio del singolo impianto termico, espressa in kW.

Il calcolo del rendimento medio globale stagionale di progetto, da confrontare con quello limite sopra riportato, deve essere effettuato sulla base della norma UNI-CTI 1 0348-94.

Il rendimento globale medio stagionale, che viene definito come rapporto tra il fabbisogno di energia termica utile per la climatizzazione invernale e l’energia primaria delle fonti energetiche, compresa quella elettrica, con riferimento al periodo annuale di esercizio, deve essere la risultante del prodotto dei quattro rendimenti di produzione, emissione, regolazione e distribuzione.

Nel caso invece di sostituzione del generatore di calore, deve essere rispettato un ”rendimento di produzione medio stagionale”, il cui limite viene definito dalla se-guente formula:

(2)

hp = (77 + 3 log Pn) [%]

dove il significato di log Pn e identico a quello precedentemente illustrato.

Il rendimento di produzione medio stagionale viene definito come il rapporto tra l’energia termica utile generata ed immessa nella rete di distribuzione e l’energia primaria delle fonti energetiche, compresa l’energia elettrica, calcolato con riferimento al periodo annuale di esercizio.

Fabbisogno energetico normalizzato per la climatizzazione invernale

Vengono introdotte le definizioni di:

- Fabbisogno energetico convenzionale, ossia la quantità di energia primaria globalmente richiesta (kJ), per mantenere negli ambienti riscaldati la temperatura al valore costante di 20 ’C, durante i periodi fissati per le diverse zone climatiche, per tutta la stagione di riscaldamento.

– Fabbisogno energetico normalizzato (F.E.N.), cioè il fabbisogno energetico convenzionale, rapportato al volume riscaldato e ai gradi giorno della località in esame (kJ/m’GG).



Le metodologie di calcolo relative al F.E.N. sono contenute nelle norme UNI-CTI 10344 e 10379 e prevedono livelli differenti di complessità.

Esistono tre metodi di calcolo:

Metodo A: il più completo, articolato e preciso, su base mensile, che può essere applicato sempre ed a qualsiasi tipologia di edificio (dalla villetta monofamiliare all’edificio multipiano).

Metodo B: semplificato rispetto al metodo A, poiché si applica su base stagionale e utilizza quindi dei valori medi di riferimento. II metodo B si può applicare a tutte le tipologie edilizie, indipendentemente dalla loro volumetria, solo quando il rapporto tra gli apporti di calore gratuiti e le dispersioni termiche non risulta superiore al 60%.

Metodo C: ancora più semplificato, poiché non tiene in alcuna considerazione gli apporti di calore gratuiti e comunque applicabile solo agli edifici con volumetria inferiore a 10.000 m³, quando il rapporto percentuale tra gli apporti di calore e le dispersioni termiche non risulta superiore al 20%.

Viene inoltre definito il valore limite del fabbisogno energetico per la climatizzazione invernale, che non deve essere superato da quello di progetto, calcolato con una delle metodologie sopra indicate.

II valore limite e dato dalla seguente espressione:

FEN lim = [(Cdlim+ 0.34 n) - ku(0.011/dTm+ a/dTm)] 86.4/hg [kJ/m³GG] (3)

dove:

Cdlim = valore massimo ammesso del coefficiente di dispersione volumica per trasmissione (W/m°C)

n = numero dei ricambi di aria in un’ora (1/h)

I = irradianza solare media mensile della zona (W/m³)

dTm = differenza di temperatura media stagionale ( C) a = valore degli apporti gratuiti interni (W/m³)

ku = fattore di utilizzazione degli apporti gratuiti solari e interni

86.4 = costante di conversione da W/m³ °C a kJ/m³GG

hg = valore del rendimento globale medio stagionale

Nella metodologia di calcolo semplificata di tipo C i valori di irradianza solare I e degli apporti gratuiti interni a vengono assunti pari a zero.

Il valore di n viene fissato in 0.5 nel caso di edificio residenziale e in assenza di ricambi d’aria meccanici controllati. Qualora sussistano norme igieniche e sanitarie imposte dalla diversa destinazione d’uso dell’edificio e di singoli locali, vanno considerati i valori minimi di ricambi d’aria fissati, moltiplicati per 1,1.

Limiti di esercizio degli impianti termici



Il D.P.R. 412/93 stabilisce e conferma i periodi annuali di esercizio, la durata giornaliera di funzionamento dell’impianto in base alla fascia climatica e il frazionamento dell’orario giornaliero.

Sono concesse deroghe al periodo annuale di esercizio e alla durata di attivazione dell’impianto solo per particolari destinazioni d’uso, quali cliniche, ospedali, scuole materne, asili nido, piscine, alberghi, ecc.

3.7 Gli impianti aeraulici secondo il D.P.R. 26/8/1993 n. 412 Nella nuova normativa le condotte dell’aria calda per la climatizzazione invernale devono essere coibentate con uno spessore di isolante non inferiore a quello prescritto nell’allegato B del D.P.R. 26/8/1993 n. 412, in funzione della conduttività termica utile alla temperatura media di 40 C.

I valori utili delle conduttività dei vari materiali isolanti non figurano nel decreto citato, ma vengono invece riportati, a titolo indicativo per la progettazione di massima, nella norma UNI-CTI 10376-94.

Per la pratica attuazione dei disposti della su citata normativa si rimanda al capitolo 2 paragrafo 2.4.

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3.8 D.M. 6/8/1994 - Recepimento delle norme UNI - CTI Per opportuna informazione si riporta di seguito l’elenco delle normative tecniche UNI attuative del D.P.R. 412/93, con le indicazioni degli articoli della legge 10/91 ai quali le norme stesse fanno riferimento e cioè:

- UNI 10344: ”Riscaldamento degli edifici – calcolo del fabbisogno di energia”, attuativa dell’art. 8, comma 3;

- UNI 10348: ”Riscaldamento degli edifici - rendimento dei sistemi di riscaldamento - metodo di calcolo”, attuativa dell’art. 5, comma 2;

- UNI 10376: ”Isolamento termico degli impianti di riscaldamento e raffrescamento degli edifici”, attuativa dell’allegato B;

- UNI 10379: ”Riscaldamento degli edifici - fabbisogno energetico convenzionale normalizzato - metodo di calcolo”, attuativa dell’art. 8, comma 3;

– UNI 10389: ”Generatori di calore - misurazione in opera del rendimento di combustione”, attuativa dell’art. 11, comma 14;

Il D.M. in questione recepisce inoltre le seguenti normative tecniche pubblicate dal- l’UNI, in quanto strumentali all’applicazione delle norme UNI 10344 e UNI 10379 e quindi attuative del D.P.R. 26/8/1993, n. 412:

- UNI 10345: ”Riscaldamento e raffrescamento degli edifici - trasmittanza termica dei componenti finestrati - metodo di calcolo”;

- UNI 10346: ”Riscaldamento e raffrescamento degli edifici - scambi di energia termica tra terreno ed edificio - metodo di calcolo”;

- UNI 10347: ”Riscaldamento e raffrescamento degli edifici - scambi di energia termica tra una tubazione e l’ambiente circostante - metodo di calcolo”;

- UNI 10349: ”Riscaldamento e raffrescamento degli edifici - dati climatici”;

- UNI 10351: ”Materiali da costruzione - valori della conduttività termica e permeabilità al vapore”;

- UNI 10355: ”Murature e solai - valori della resistenza termica e metodi di calcolo”.

3.9 D.M. 13/12/1993 - Modelli di approvazione della relazione tecnica

La Gazzetta Ufficiale n. 297 del 20/12/93 riporta due importanti documenti, e cioè:

il decreto del Ministero dell’Industria, del Commercio e dell’Artigianato (MICA) 13/ 12/93 ”Approvazione dei modelli tipo per la compilazione della relazione tecnica di cui all’art. 28 della legge 9/1/1991 n. 10, attestante la rispondenza alle prescrizioni in materia di contenimento del consumo energetico degli edifici”; la circolare del MICA 13/12/1993 n. 231/F ”Art. 28 della legge 10/91. Relazione tecnica sul rispetto delle prescrizioni in materia di contenimento del consumo di energia degli edifici. Indicazioni interpretative e di chiarimento”.



I disposti del decreto in esame sono entrati in vigore 180 giorni dopo la data di pubblicazione sulla Gazzetta Ufficiale e cioè dal 18/6/1994.

La circolare n. 231/F, esplicativa del D.M. 13/12/1 993, ha come scopo la semplificazione delle procedure con particolare riguardo ai punti seguenti:

– impianti di potenza inferiore ai 35 kW;

- deposito del progetto termico che può essere sostituito dalla sola relazione;

- sottoscrizione della relazione tecnica;

- varianti in corso d’opera.

Il D.M. 13/12/1993 sancisce che il proprietario dell’edificio deve presentare in Comune, in doppia copia, insieme alla denuncia di inizio dei lavori inerenti le opere di contenimento del consumo energetico, il progetto delle opere stesse, corredato da una relazione tecnica, sottoscritta dal progettista.

La relazione in questione deve dimostrare la rispondenza delle opere alle prescrizioni per il contenimento del consumo di energia degli edifici e dei relativi impianti termici.

Il decreto contiene un solo articolo nel quale vengono approvati i modelli tipo per la compilazione della relazione di cui all’art. 28 della legge 10/91. I modelli tipo suddetti sono riportati negli allegati A, B e C che si differenziano in base alle tipologie di intervento e precisamente:

A) Opere relative ad edifici di nuova costruzione o a ristrutturazione di edifici esistenti, ma sempre con riferimento all’intero sistema edificio-impianto termico

B) Opere relative agli impianti termici di nuova installazione in edifici esistenti oppure opere relative alla ristrutturazione di impianti termici esistenti

C) Sostituzione di generatori di calore.

Ciò premesso, poiché gli schemi di relazione tecnica riportati negli allegati B e C derivano dall’allegato A, tratteremo nel dettaglio solo quest’ultimo limitandoci, per gli altri allegati, ad elencarne solo i capitoli.

Allegato A

Contiene 9 paragrafi, più un facsimile della ”dichiarazione di rispondenza” che deve essere firmata dal progettista, e infine due tabelle nelle quali vanno riportati i dati di ingresso per i calcoli termici e igrometrici. I contenuti dei paragrafi possono essere sintetizzati come segue:

a) INFORMAZIONI GENERALI

- Comune

- Indirizzo

- Numero concessione edilizia

- Classificazione edificio – Numero unita abitative



- Committente

- Progettista impianti termici ed isolamento edificio

- Direttore dei lavori

- Disciplina a cui deve rispondere l’edificio (se rientra nei disposti dell’art. 4 comma 1 oppure in quelli dell’art. 4 comma 2)

- Consistenza demografica del Comune.

b) FATTORI TIPOLOGICI DELL’EDIFICIO (0 COMPLESSO DI EDIFICI)

- Piante, sezioni e prospetti degli edifici - elaborati grafici relativi ad eventuali sistemi solari passivi.

c) PARAMETRI CLIMATICI DELLA LOCALITA’

- Gradi giorno della zona di insediamento - Temperatura minima dell’aria esterna.

d) DATI TECNICO-COSTRUTTIVI DELL’EDIFICIO (0 COMPLESSO DI EDIFICI) E DELLE RELATIVE STRUTTURE

- Volume lordo V degli ambienti climatizzati (m³)

- Superficie esterna S che delimita V (m²)

- Rapporto S/V

- Massa efficace dell’involucro edilizio (kg/m³)

- Classe di permeabilità all’aria dei serramenti esterni

- Valori di progetto della temperatura e dell’umidità interna dell’aria.

e) DATI RELATIVI AGLI IMPIANTI

- Descrizione generale dell’impianto e relativo schema funzionale

- Specifiche dei generatori di calore

- Specifiche relative ai sistemi di termoregolazione

- Dispositivi per la contabilizzazione

- Terminali di erogazione dell’energia termica

- Condotti di evacuazione dei prodotti di combustione

- Sistemi di trattamento acque.

f) PRINCIPALI RISULTATI DEI CALCOLI

- Caratteristiche termoigrometriche dei componenti opachi dell’involucro edilizio



- Caratteristiche termiche dei componenti finestrati

- Trasmittanza termica K (W/m² °C) degli elementi divisori verticali ed orizzontali tra alloggi. Va precisato che il valore massimo di detta trasmittanza deve risultare inferiore a quelli che verranno fissati dai decreti attuativi dell’art. 4 commi 1 e 2

- Coefficiente volumico di dispersione termica per trasmissione Cd in W/m³C (valore di progetto e valore massimo consentito)

- Numero dei ricambi orari d’aria

- Valore dei rendimenti medi stagionali di progetto di produzione, di regolazione, di distribuzione e di emissione

- Valore del rendimento globale medio stagionale (valore di progetto e valore minimo imposto)

- Fabbisogno energetico normalizzato per la climatizzazione invernale (FEN) in kJ/ m³GG (Valore di progetto e valore limite fissato dal D.P.R. 412/93).

g) SPECIFICI ELEMENTI CHE MOTIVANO EVENTUALI DEROGHE A NORME FISSATE DAL REGOLAMENTO

- Temperature massime ammesse

- Generatori di calore separati (climatizzazione e acqua calda)

- Regolazione automatica per singoli locali o zone.

i) VALUTAZIONI SPECIFICHE PER L’UTILIZZO DELLE FONTI RINNOVABILI DI ENERGIA

- Tipo di tecnologia

- Investimento aggiuntivo

- Tempo di ritorno semplice dell’investimento aggiuntivo

- Eventuali elementi tecnici contrari.

i) DOCUMENTAZIONE ALLEGATA

- Piante di ciascun piano con orientamento e destinazione

- Prospetti e sezioni con sistemi di protezione solare – Elaborati sui sistemi solari passivi

- Schemi dell’impianto termico

- Tabelle sulle caratteristiche termiche ed igrometriche delle pareti (facsimile)

- Tabelle sulle caratteristiche termiche dei componenti finestrati (facsimile).

l) DICHIARAZIONE DI RISPONDENZA

In sintesi il progettista deve, utilizzando un apposito fac-simile contenuto nel D.M. in



esame, dichiarare sotto la propria responsabilità che:

- il progetto relativo alle opere e rispondente alle prescrizioni contenute nella legge 10/91 e nei suoi regolamenti attuativi e cioè: D.P.R. attuativo dell’art. 4 comma 1, D.M. attuativo dell’art.4 comma 2 e D.P.R. attuativo dell’art. 4 comma 4 (D.P.R. 412/93);

- i dati e le informazioni contenuti nella relazione tecnica sono conformi a quanto contenuto negli elaborati progettuali.

Allegato B

Opere relative agli impianti termici di nuova installazione in edifici esistenti e opere relative alla ristrutturazione degli impianti termici. I principali paragrafi dell’allegato B sono:


b) PARAMETRI CLIMATICI DELLA LOCALITA’

c) DATI TECNICO-COSTRUTTIVI DELL’EDIFICIO E DELLE RELATIVE STRUTTURE

d) DATI RELATIVI AGLI IMPIANTI TERMICI

- Descrizione generale dell’impianto e relativo schema funzionale

- Specifiche dei generatori di calore

- Specifiche relative ai sistemi di termoregolazione

- Dispositivi per la contabilizzazione

- Terminali di erogazione dell’energia termica

- Condotti di evacuazione dei prodotti di combustione

- Sistemi di trattamento acque.

e) PRINCIPALI RISULTATI DEI CALCOLI

- Cd, ricambi aria, rendimenti medi stagionali di progetto (produzione, regolazione, distribuzione, emissione) - Rendimento globale medio stagionale (di progetto, valore minimo imposto) - FEN (kJ/m’GG) (di progetto, valore limite).

f) SPECIFICI ELEMENTI CHE MOTIVANO EVENTUALI DEROGHE A NORME FISSATE DAL REGOLAMENTO

g) VALUTAZIONI SPECIFICHE PER L’UTILIZZO DELLE FONTI RINNOVABILI Dl ENERGIA

h) DOCUMENTAZIONE ALLEGATA

i) DICHIARAZIONE Dl RISPONDENZA



Allegato C

Opere relative alla sostituzione di generatori di calore di potenza nominale superiore a 35 kW.

I principali paragrafi dell’allegato C sono:


b) SPECIFICHE DEI GENERATORI DI CALORE DA SOSTITUIRE

c) SPECIFICHE DEI GENERATORI Dl CALORE DA INSTALLARE IN SOSTITUZIONE DI QUELLI ESISTENTI

d) VOLUMETRIA RISCALDATA

e) RENDIMENTO Dl PRODUZIONE MEDIO STAGIONALE f) OPERE AGGIUNTIVE

g) EVENTUALI SPECIFICHE MOTIVAZIONI Dl NATURA TECNICA 0 ECONOMI- CA

f) DICHIARAZIONE DI RISPONDENZA

3.10 Certificazione energetica secondo I’art. 32 della legge 10/91 L’art. 32 ”Certificazioni e informazioni ai consumatori” della legge 10/91 recita testualmente:

1. Ai fini della commercializzazione, le caratteristiche e le prestazioni energetiche dei componenti degli edifici e degli impianti devono essere certificate secondo le modalità stabilite con proprio decreto dal Ministero dell’Industria, del Commercio e dell’Artigianato, di concerto con il Ministero dei Lavori Pubblici, entro centoventi giorni dalla data di entrata in vigore della presente legge.

2. Le imprese che producono o commercializzano i componenti di cui al comma 1 sono obbligate a riportare su di essi gli estremi dell’avvenuta certificazione.”

A regime, il decreto attuativo dell’art. 32 della legge 10/91 imporrà quindi che, per tutti i componenti per i quali, ai fini della costruzione degli edifici e degli impianti, le norme in materia di risparmio energetico prescrivano determinati requisiti, la certificazione sarà sempre obbligatoria.

Per tutti gli altri materiali e manufatti l’obbligo di certificazione sarà limitato ai casi in cui nella denominazione di vendita, nell’etichetta o nella pubblicità siano usate espressioni che possano indurre l’acquirente a ritenere il prodotto destinato a un utilizzo finalizzato al risparmio di energia.

Per quanto riguarda le modalità di certificazione, gli orientamenti potrebbero essere i seguenti:

- La certificazione potrà essere costituita da una ”dichiarazione del produttore”,



attestante le caratteristiche e le prestazioni energetiche del componente e il fatto che tali prestazioni siano state determinate mediante prove specifiche eseguite presso un laboratorio ”accreditato” presso uno dei paesi membri della CEE oppure operante in conformità alle norme UNI-EN 45000.

La dichiarazione del produttore dovrebbe pertanto contenere:

- le caratteristiche e le prestazioni del prodotto;

- il nome del laboratorio presso il quale sono state effettuate le prove; - le procedure di prova applicate.

- Nel caso di componenti prodotti da aziende che avranno conseguito il riconoscimento di qualità secondo le norme UNI-EN 29000, la dichiarazione del produttore potrà non contenere il riferimento al laboratorio presso il quale sono state eseguite le prove.

Relativamente alle caratteristiche da certificare, per i materiali isolanti dovrebbe essere verificata la resistenza termica areica o la conduttività termica, mentre, ad esempio, per altre famiglie di componenti, quali ventilconvettori, aerotermi e gruppi di termoventilazione, dovrebbero essere certificate la potenza termica nominale resa, la potenza elettrica assorbita, la perdita di carico e la portata d’aria.

Si rammenta inoltre che la legge 10/91 ha abrogato una serie di articoli della legge 308/82 (e in particolare l’art. 22, che prevedeva l’omologazione degli impianti e delle apparecchiature) e la legge 373/76, lasciando in vita i disposti del suo regolamento di attuazione (D.P.R. 1052/77), compatibili con la legge 10/91 stessa, fino all’adozione del decreto di cui all’art. 32.

Pertanto del D.P.R. 1052/77 e rimasto operante il Titolo I relativo all’omologazione di:

- componenti degli impianti di produzione del calore; - componenti degli impianti di utilizzazione del calore; - apparecchiature di regolazione automatica e contabilizzazione del calore.

In relazione a quanto sopra specificato, le condotte degli impianti aeraulici dovrebbero, in analogia con le tubazioni preisolate, essere sottoposte a certificazione nel caso che la loro coibentazione venga realizzata in fabbrica unitamente alla costruzione delle condotte stesse.

Un’altra caratteristica che potrebbe essere oggetto di certificazione e la classe di tenuta delle condotte, per gli evidenti riflessi sul risparmio di energia.

3.11 Cenni sulla Direttiva 89/106/CEE e sul D.P.R. 21/4/1993 n .246 La Direttiva 89/106/CEE e sicuramente la più importante per i prodotti che vengono impiegati nelle costruzioni e influirà anche sulla certificazione degli stessi.

Il punto saliente riportato nella suddetta direttiva riguarda l’enunciazione dei sei requisiti essenziali ai quali i prodotti, ma anche le opere finite, devono rispondere e cioè:

1) Resistenza meccanica e stabilita

L’opera deve essere concepita e realizzata in modo tale che le azioni cui può essere sottoposta durante la realizzazione o l’esercizio non provochino crolli, deformazioni non



ammissibili o danni accidentali.

2) Sicurezza in caso di incendio

L’opera deve essere concepita e realizzata in modo che, in caso di incendio:

- la capacita portante dell’opera sia garantita per un tempo determinato;

- lo sviluppo e la propagazione del fuoco e del fumo siano limitati;

- gli occupanti possano lasciare l’opera o essere soccorsi;

- le squadre di soccorso possano intervenire con una certa sicurezza.

In particolare quindi devono essere verificati: l’incombustibilità dei materiali, la dotazione di impianti, la resistenza al fuoco delle partizioni, la prossimità di punti di rischio, ecc.

3) Igiene, salute e ambiente

L’opera deve essere concepita e realizzata in modo da non provocare lo sviluppo di gas tossici, la presenza nell’aria di particelle pericolose, l’emissione di radiazioni pericolose, ecc., tali da compromettere la salute degli occupanti.

4) Sicurezza nell’impiego

L’opera deve essere concepita e realizzata in modo che la sua utilizzazione non comporti rischi di incidenti inammissibili.

5) Protezione contro il rumore

Devono essere garantite, all’interno dell’opera, determinate condizioni di comfort acustico, tali da non pregiudicare il sonno, il lavoro o il riposo.

6) Risparmio energetico ed isolamento termico

L’opera ed i relativi impianti di climatizzazione e/o di aerazione devono essere concepiti e realizzati in modo che il consumo di energia, durante l’esercizio e in funzione delle condizioni climatiche, sia contenuto e nello stesso tempo rispetti le condizioni di comfort ambientale.

All’interno della direttiva i sei requisiti essenziali sono espressi in termini generali, pertanto essi vengono meglio precisati in documenti interpretativi, che danno loro carattere di applicabilità a livello tecnico, fornendo inoltre un preciso riferimento anche per quanto riguarda la definizione di norme europee armonizzate.

Le proposizioni esigenziali devono, fatta salva la normale manutenzione, essere mantenute per un periodo di tempo economicamente adeguato.

In Italia la Direttiva CEE Prodotti da Costruzione e stata recepita con il D.P.R. 21/4/1993 n. 246 ”Regolamento di attuazione della direttiva 89/106/CEE relativa ai prodotti da costruzione”, apparso sulla Gazzetta Ufficiale n. 170 del 22/7/93.

Come indicato dal decreto stesso, esso e applicabile ai ”materiali da costruzione nei casi in cui essi debbano garantire il rispetto di uno o più requisiti essenziali, relativi alle opere di costruzione”. Il decreto specifica anche che per materiale da costruzione deve essere inteso ogni prodotto fabbricato al fine di essere inserito o assemblato in maniera



permanente nell’edificio o in altre opere di ingegneria civile. Risulta pertanto molto ampia la gamma di prodotti che rientrano nel decreto. Inoltre, le condizioni di immissione sul mercato di tali prodotti sono vincolate alla rispondenza dei requisiti essenziali, ovviamente se prescritti, in funzione della specifica applicazione.

I prodotti recanti il marchio CE vengono ritenuti idonei all’impiego previsto, in quanto conformi ai requisiti essenziali.

Il decreto stabilisce inoltre le procedure e i metodi di controllo per attestare la conformità di un prodotto ai requisiti contenuti nelle specifiche tecniche ad esso applicabili, e nello stesso tempo rimanda ad una serie di decreti da emanare per l’effettiva applicazione del regolamento.

In relazione a quanto sopra esposto, si ritiene che le condotte per gli impianti aeraulici debbano rispondere a tutti e sei i requisiti essenziali, con particolare riguardo a quelli relativi a:

- Sicurezza in caso di incendio;

- Igiene, salute ed ambiente;

- Sicurezza nell’impiego;

- Protezione contro il rumore;

- Risparmio energetico ed isolamento termico.

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4. I MATERIALI ISOLANTI TERMICI

4.1 Generalità Anche se e possibile realizzare isolanti molto particolari, la maggior parte dei coibenti presenti sul mercato e costituita da strutture cellulari a pareti sottili di materiale plastico o da strutture fibrose, entrambe contenenti un gas che, nella maggior parte dei casi, e aria.

In base ai principi esposti nel capitolo 1 della presente Guida, la trasmissione del calore in questo tipo di isolanti avviene, oltre che attraverso il gas, anche per mezzo della matrice solida. Quest’ultima, rispetto al volume totale occupato dall’isolante, e molto modesta, di norma inferiore al 5 % e talvolta anche all’1 %.

Quanto esposto spiega come la trasmissione del calore negli isolanti attraverso la matrice solida sia una frazione molto contenuta di quella totale. Pertanto gli isolanti comunemente usati sono sistemi eterogenei, costituiti da una matrice solida con interstizi pieni d’aria o di gas particolari, nei quali la trasmissione del calore avviene:

- in gran parte attraverso il gas;

- con forti contributi dovuti alla trasmissione per irraggiamento, soprattutto per i materiali a bassa densità;

- in misura molto modesta attraverso la matrice solida.

Nonostante la contemporanea presenza dei tre tipi su citati di trasmissione del calore, si può ancora parlare di conduttività termica dell’isolante ricorrendo a una grandezza che viene definita ”conduttività apparente del prodotto” o anche ”conduttività misurata”. Tale parametro dunque tiene conto, in condizioni di esercizio assegnate, delle proprietà del sistema e non solo del materiale costituente. Da sottolineare poi che negli isolanti leggeri, per l’influenza degli scambi radiativi molto importanti presenti all’interno del materiale, la conduttività apparente risulta funzione anche del loro spessore.

Più precisamente, poiché la conduttività negli isolanti a bassa densità aumenta con lo spessore, se si vuole ricorrere a un solo valore prudenziale di detta conduttività, e opportuno determinarlo per forti spessori (di norma superiori o uguali a 10 cm), cosi come previsto dalla norma UNI 10351. Quanto detto vale soprattutto per l’edilizia e per gli isolamenti industriali dove sono utilizzati spessori elevati.

4.2 Definizioni

Si definisce porosità p di un materiale isolante il rapporto tra il volume del gas contenuto ed il volume totale dello spazio isolato.

Si definisce porosità locale Pe nel punto P il rapporto precedente, riferito pero a un

volume contenente P e piccolo rispetto a quello totale, ma sufficientemente grande da

Nel caso invece dell’isolamento delle condotte degli impianti aeraulici, gli spessori imposti dalla normativa sono molto modesti (vedi tabella 1 dell’allegato B del D.P.R. 26/8/1993 n. 412 e tab. 2.10 della presente Guida), per cui possono essere utilizzate anche le conduttività misurate in laboratorio anche su spessori nettamente inferiori a quelli suindicati.



contenere un numero di eterogeneità, cime di celle o di fibre, tali da costituire una media significativa di tutte le proprietà che caratterizzano l’isolante attorno a quel punto.

Si definisce tecnicamente omogeneo - ovvero ai fini dei calcoli pratici - un materiale per il quale in ogni punto si abbia:

P=Pe

Si definisce tecnicamente isotropo un materiale le cui proprietà, riferite al volume elementare precedentemente definito, non dipendono dalla direzione nella quale sono valutate.

4.3 Classificazione dei materiali isolanti Gli isolanti in questione possono essere classificati in base a vari criteri.

Nel caso in esame si e adottata la classificazione che si basa sulla natura della matrice solida degli isolanti, per cui in quanto segue verranno illustrate le principali caratteristiche delle seguenti famiglie di materiali, cosi come riportate nella norma UNI 10376:

Fibre minerali (lana di vetro e lana di roccia)

Polietilene espanso (PEF)

Poliuretano espanso (PUR o PIR)

Elastomeri espansi (FEF)

Polistirene espanso sinterizzato (PSE)

Polistirene espanso estruso (PER)

Resine fenoliche espanse (FF)

4.4 Caratteristiche principali Per questa categoria di materiali isolanti le caratteristiche più importanti, in funzione della specifica applicazione, sono:

- la densità apparente;

In relazione a quanto sopra sono pertanto tecnicamente omogenei tanto gli isolanti fibrosi che quelli cellulari, pur essendo entrambi costituiti da strutture fisicamente eterogenee.

Sotto questo aspetto i materiali isolanti costituiti da materie plastiche cellulari possono, in prima approssimazione, essere definiti tecnicamente omogenei ed isotropi. Per contro gli isolanti fibrosi sono tecnicamente omogenei ma anisotropi poiché le fibre possono essere disposte sia su piani perpendicolari al flusso termico che paralleli a quest’ultimo (fibre orientate).



- la conduttività termica ”utile”, cioè nelle reali condizioni di esercizio;

- gli spessori minimi fissati dalla norma in vigore per le condotte trasportanti aria calda negli impianti di riscaldamento (allegato B del D.P.R. 26/8/1993 n. 412 e tab. 2.11 della presente Guida);

- la classe di reazione al fuoco;

- il fattore di resistenza al passaggio del vapore acqueo;

- le temperature limiti di impiego.

Invero gli isolanti in questione possiedono anche altre importanti caratteristiche i cui valori, pero, sono spesso ottenuti con metodi di misura molto diversi da un materiale isolante all’altro, per cui non sempre e possibile fare confronti significativi.

Queste e altre considerazioni hanno spinto a dare alla materia questa particolare impostazione che, anche se limitata alle caratteristiche principali, fornisce gia al progettista gli elementi per scegliere e valutare l’isolante più idoneo per le varie applicazioni.

Anche la scelta per famiglie e sembrata essere la soluzione più razionale, nell’impossibilita di citare tutti i produttori di materiali isolanti e per i riferimenti a metodi di misura diversi delle varie grandezze.

Tra queste sicuramente la più importante e la conduttività termica ”utile”, i cui valori da adottare nella progettazione esecutiva di dettaglio devono essere fissati dal progettista partendo dal valore dichiarato dal produttore, se certificato.

Per agevolare al progettista il compito di valutare le maggiorazioni da apportare ai valori dichiarati dal produttore per determinare le conduttività ”utili”, cioè nelle effettive condizioni di esercizio, riassumiamo in quanto segue i parametri che influenzano dette maggiorazioni.

Invecchiamento

Normalmente si hanno effetti macroscopici di invecchiamento negli isolanti cellulari schiumati con gas differenti dall’aria. In tali isolanti si ha diffusione verso l’esterno dell’agente espandente e diffusione all’interno del coibente dell’aria ambiente.

Esempi classici sono i poliuretani, che possono richiedere consistenti maggiorazioni della conduttività se mancano barriere alla sublimazione del gas espandente.

Altro fattore di invecchiamento può risultare l’esposizione agli agenti atmosferici e cioè al sole (e in particolare alla radiazione ultravioletta), alla pioggia e al gelo.

Per agevolare i confronti tra i vari isolanti utilizzati nello specifico impiego, in quanto segue sono riportate delle schede riassuntive dei parametri su citati per ciascuna delle famiglie precedentemente indicate.

Il progettista, nella progettazione di massima, può pero utilizzare i valori forniti, a titolo indicativo, dall’appendice della norma UNI 10376, che sono appunto quelli riportati,per le varie famiglie, nelle schede tecniche.



Umidità

La conduttività termica dell’acqua e di 0,6 W/mK, assai maggiore dunque della conduttività dell’aria contenuta nei materiali isolanti, per cui assorbimenti anche modesti di umidità possono alterare sensibilmente le prestazioni isolanti.

Escludendo l’infiltrazione di acqua piovana con il ricorso ad adeguati sistemi di posa, la presenza di acqua all’interno dell’isolante può verificarsi a causa delle condense interstiziali del vapore acqueo.

E’ questo il fenomeno che può avvenire nei materiali isolanti che proteggono condotte trasportanti fluidi freddi, quali ad esempio aria condizionata per il raffrescamento estivo.

Infine di decisiva importanza, per tutti gli isolanti, al fine di evitare le condense sulla superficie fredda delle condotte, risulta importante la cura da porre nella sigillatura dei giunti trasversali e longitudinali degli isolanti al momento della loro posa in opera, anche se si tratta del tipo a celle chiuse.

Tolleranze dimensionali

La misura della conduttività viene eseguita in laboratorio sullo spessore reale del campione di prova, mentre invece il produttore dichiara la conduttività dell’isolante associando detto valore al suo spessore nominale, che ha evidentemente una sua tolleranza.

IL fatto e rilevante sui piccoli spessori, quali ad esempio quelli richiesti dalla normativa per le condotte installate in locali di tipo B e C (vedi schede dei prodotti): se la tolleranza sullo spessore e di 2 mm e lo spessore del prodotto e di 10 mm la prestazione termica va peggiorata del 20 %.

Altro fattore di rilievo e la possibilità che il manufatto isolante venga compresso durante l’installazione, non rispettando quindi il valore di progetto. In quest’ultimo caso non devono essere maggiorati i dati di specifica, ma deve essere controllata la corretta installazione da parte della direzione lavori.

Effetto della posa in opera e del sistema applicativo

In generale, dunque, gli isolanti vanno protetti dagli agenti atmosferici e questo elemento rientra non tanto nei criteri di maggiorazione della conduttività termica, ma nella regola dell’applicazione corretta dell’isolante, in funzione della specifica applicazione.

Per evitare il grave inconveniente occorre utilizzare barriere al vapore per i materiali fibrosi e i materiali cellulari a celle aperte aventi un’insufficiente resistenza alla diffusione del vapore acqueo. Non richiedono invece barriere al vapore gli isolanti a celle chiuse, che possiedono un sufficientemente elevato fattore di resistenza alla diffusione del vapore.

Ne deriva che il progettista, per calcolare la resistenza termica, deve utilizzare non gia lo spessore nominale ma lo spessore minimo che risulta considerando anche le tolleranza dimensionale negativa sullo spessore.



Entrambi i suddetti parametri possono risultare determinanti sul valore delle prestazioni termiche in opera dei materiali isolanti. Mentre pero il primo e affidato all’accuratezza dell’esecuzione e alla sorveglianza della direzione lavori, il secondo dipende dalle scelte del progettista, che deve considerare le reali condizioni di esercizio del manufatto isolante, quali ad esempio la pioggia o la necessita di prevedere adeguate barriere al vapore.

Di grande importanza risulta in ogni caso una precisa descrizione del sistema di posa che possa permettere alla direzione lavori di controllare la rispondenza dell’esecuzione alla prescrizione di progetto.

Influenza della temperatura di esercizio sulla conduttività termica

Si ricorda infine che le conduttività termiche indicate nelle schede sono riferite a una temperatura media di 40 °C (ad esempio 60 °C per la faccia calda dell’isolante e 20 °C per quella fredda).

Poiché detta conduttività aumenta con la temperatura media, dovranno essere apportati opportuni correttivi qualora le condizioni di esercizio siano diverse da quelle su indicate.

4.5 Note importanti Le notizie tecniche riportate nelle schede sono fornite in buona fede:

- sulla base della normativa vigente;

- sulla scorta delle informazioni riportate dai produttori;

- in funzione delle conoscenze acquisite dall’AS.A.P.I.A.;

e hanno quindi carattere orientativo e non vincolante.

Va inoltre precisato che il presente documento e da considerarsi ”datato”, per quanto riguarda le famiglie di materiali isolanti e le relative caratteristiche, poiché non possono essere previsti in questa sede i futuri miglioramenti che i produttori andranno ad apportare ai loro manufatti.

L’ argomento e stato ampiamente trattato ai paragrafi 3.10 e 3.11 del capitolo 3 ”Panorama normativo” della presente Guida.

Da segnalare poi che anche l’entrata in vigore delle norme CEN sui materiali isolanti destinati agli impianti termici potrà influire su tutta la materia trattata, richiedendo adeguati aggiornamenti.

Un’ultima importante annotazione per quanto riguarda i riferimenti alle normative: mentre per alcune grandezze possono essere citati valori determinati secondo normative di altri paesi, relativamente alla sicurezza al fuoco e obbligatorio riferirsi solo ai disposti del Decreto Ministeriale 26/6/1984 e successivi aggiornamenti.

Le attuali incertezze sui valori di alcune delle caratteristiche tecniche riportate nelle schede potranno essere superate con l’emanazione del decreto di attuazione dell’articolo 32 della legge 10/91, che imporrà la certificazione dei materiali isolanti.



Tipo di manufatto

Densità (Kg/m³)

l utile a 40°C

(W/mk)

Spessori (mm) per condotte di tipo

A (100%) B (x 0,5) C

(0,3)

Lana di vetro

Feltri 19 0.050 44 22 13.2

Feltri 22 0.046 38 19 11.4

Coppelle 60 0.039 29 14.5 8.7

Polietilene espanso

estruso in continuo non

reticolatoLastra flessibile

o tubo 30 0.045 36.5 18.3 11

Polietilene espanso

estruso in continuo ret.

per via chimica

Lastra flessibile o tubo 30 0.045 36.5 18.3 11

Polietilene espanso

estruso in continuo ret. per via fisica

Lastra flessibile o tubo 33 0.045 36.5 18.3 11

Poliuretano espanso

rigido

Pannelli 32 0.038 28 14 8.4

Pannelli 32 0.030 19 9.5 5.7

Coppelle 15 0.040 30 15 9

Coppelle 20 0.039 29 14.5 8.7

Coppelle 40 0.038 28 14 8.4

Elastomeri espansi estrusi



Tab. 4.1 - Isolamento delle condotte dell'aria calda per la climatizzazione invernale secondo il D.P.R. 26/8/1993 n. 412

La tabella 4.1 riporta la sintesi degli spessori dei materiali isolanti illustrati al capitolo 4 della presente guida.

N.B. Le conduttività termiche ”utili” utilizzate per determinare gli spessori minimi dei materiali isolanti da utilizzare per l’isolamento delle condotte dell’aria calda secondo la tabella 1 dell’allegato B del D.P.R. 26/8/1993 n. 412 sono state dedotte, quando espressamente indicato, dall’appendice della norma UNI 10376. Si ricorda che le conduttività termiche ivi riportate devono intendersi come ”indicative di riferimento”, per cui i relativi valori non devono intendersi come valori normativi, bensì informativi. Le conduttività della norma UNI 10376 devono quindi essere utilizzate per la progettazione di massima, anche se occorre precisare che non sono ancora stati fissati i criteri per la progettazione esecutiva. In quest’ultima fase i valori della conduttività

Lastre, rotoli, tubi flessibili

da 55 s 70 0.040 30 15 9

Polistirene espanso

sinterizzatoLastre e

semicoppelleda 20 a

30 0.045 36.5 18.3 11

Polistirene espanso estrusoLastre e

semicoppelle 30 0.040 30 15 9

Resina fenolica rigida

espansaPannelli e

semicoppelleda 30 a

40 0.038 28 14 8.4

Si ricorda che detti spessori sono quelli minimi e sono stati dedotti dalla tabella 1 dell’allegato B del D.P.R. 26/8/1993 n. 412, utilizzando le conduttività indicative di riferimento della norma UNI 10376 (Tab. 2.8 e Tab. 2.10 – capitolo 2 della presente Guida).

Le riduzioni degli spessori per le condotte di tipo B e C sono state stabilite, anche se non espressamente previsto dalla normativa, in analogia con quanto prescritto per le tubazioni e cioè:

- condotte tipo B che corrono nelle pareti perimetrali al di dentro dell’isolamento termico dell’involucro edilizio: moltiplicare gli spessori minimi delle condotte tipo A per 0,5;

- condotte tipo C che corrono entro strutture non affacciate ne all’esterno ne su locali non riscaldati: moltiplicare gli spessori minimi delle condotte tipo A per 0,3.



termica devono essere desunti dal valore dichiarato dal produttore, se certificato, maggiorandoli opportunamente per determinare le reali condizioni di esercizio. Si termina precisando che le ”conduttività termiche indicative di riferimento” della norma UNI 10376:

- sono riferite alla temperatura media di 40 °C;

- devono intendersi come valori ”utili”, poiché tengono conto dell’influenza della posa, delle tolleranze di spessore, delle tolleranze medie di produzione, del comportamento nel tempo, della stabilita dimensionale, ecc.

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LANE MINERALI

DESCRIZIONE

Manufatti in lana di vetro, trattata con particolari leganti, per l’isolamento termico all’interno o all’esterno delle condotte.

SISTEMA PRODUTTIVO

Il procedimento di fabbricazione avviene attraverso le seguenti fasi;

- composizione del vetro attraverso dosaggio e mescola dei componenti;

- fusione del composto in un forno continuo alla temperatura di 1400°C circa e alimentazione con il magma fuso delle unita di fibraggio;

- trasformazione del vetro fuso in fibre mediante il passaggio attraverso i fori di una coppa rotante;

- dopo il fibraggio le fibre vengono apprettate con particolari resine, successivamente polimerizzate in una stufa ad aria calda, dopo la quale si ottengono i manufatti definiti in densità e spessore;

- fase finale di accoppiamento con eventuali supporti, di taglio, di rifinitura e di imballaggio.

ASPETTO

- Feltri (rotoli)

- Coppelle

Gamma spessori

– Feltri: da 15 mm a 50 mm

- Coppelle: da 20 mm a 80 mm

Rivestimenti

Feltri:

- Carta kraft alluminio retinata (isolamento dall’esterno);

- Velo di vetro di colore nero trattato superficialmente (isolamento dall’interno).

Coppelle: - Alluminio retinato (isolamento dall’esterno).

METODI APPLICATIVI PREVALENTI

0 Condotte a sezione quadrata o rettangolare


29/10/2006file://C:\Documents and Settings\Fax\Desktop\guida2\lana.htm

1) Isolamento esterno: applicazione in aderenza del feltro rivestito con carta kraft alluminio retinata, mediante utilizzo di appropriati collanti. Sigillatura dei giunti con nastri autoadesivi.

2) Isolamento interno: applicazione in aderenza del feltro rivestito con velo di vetro di colore nero trattato superficialmente, mediante utilizzo di appropriati collanti e applicazione di profili metallici antisfaldamento.


Isolamento esterno: applicazione delle coppelle o feltri come per il punto 1).

CARATTERISTICHE

Densità nominali

- Feltri: da 19 a 22 kg/m³

- Coppelle: 60 kg/m³ circa

Conduttività termiche ”utili”, alla temperatura media di 40 °C, secondo norma UNI 10376

Spessori isolanti minimi (mm) secondo DPR 26 agosto 1993 n.412 (da arrotondare agli spessori commerciali i mediatamente superiori)

Feltri densità 19 kg/m³

0.050 W/mK

Feltri densità 22 kg/m³

0.046 W/mK

Coppelle 0.039 W/mK

CONDOTTE TIPO A B C

spessore 100% x0,5 x0,3locali non

riscaldatipareti

perimetralipareti

divisorie

Tipo di manufatto

Feltri densità 19

kg/m³44 22 13.2

Feltri densità 22

kg/m³ 38 19 11.4



Reazione al fuoco secondo DM 26 giugno 1984

- Feltri - classe 1

- Coppelle - classe 1 (con rivestimento), classe 0 (senza rivestimento)

Fattore di resistenza alla trasmissione del vapore acqueo secondo norma DIN 52615 (23°C UR 50 %)

m = 700.000 circa per spessore di alluminio di 20 micron

Temperature limiti di impiego

- massima: la temperatura limite e data dal collante che fissa il rivestimento e non deve superare, di norma, + 80 °C

- minima: 0 °C

Caratteristiche particolari

I manufatti in lana di vetro possiedono particolari prestazioni acustiche, per le quali si rimanda alla scheda contenuta nella parte II: ”Isolamento acustico” della presente Guida.

Avvertenze

Per l'isolamento termico dall'interno la velocità massima dell'aria è consigliabile non superi i 10 m/s.

Coppelle 29 14.5 8.7



5. PROBLEMATICHE IGIENICO - SANITARIE E

MODALITÀ D’IMPIEGO

Le problematiche connesse alla corretta identificazione dei materiali più idonei all’isolamento delle condotte richiedono una preventiva classificazione in famiglie di appartenenza. Esse possono essere cosi suddivise:

A) Fibre artificiali tessili o minerali;

B) Prodotti a base di gomma sintetica (elastomeri espansi);

C) Derivati della polimerizzazione di idrocarburi (poliuretani, polietileni e polistireni).

I primi materiali a essere utilizzati sono stati quelli appartenenti alla famiglia A), principalmente a causa dell’importazione di tecniche di lavorazione dagli U.S.A. In particolare si trattava del materiale denominato ”Ultralite”, che e costituto da lunghe fibre di vetro di tipo tessile a orientamento casuale legate da una resina termoindurente, per formare un materassino resiliente, robusto e in grado di ritornare allo spessore iniziale se compresso. Le sue caratteristiche (fibre lunghe e di tipo tessile) lo differenziano sostanzialmente dai prodotti apparentemente similari.

Questo materiale e stato a lungo utilizzato per la coibentazione all’interno delle condotte, grazie all’elevato potere fonoassorbente e alle caratteristiche di incombustibilità. Ancora oggi si trova traccia della prescrizione di questo materiale in alcuni capitolati, pur esistendo forti difficoltà di approvvigionamento e nonostante l’alto costo dovuto all’importazione.

Questi fattori hanno portato nel tempo alla produzione, talvolta, di materiali similari a costi inferiori, ottenuti pero con accorgimenti tecnici di qualità difforme e che si sono rivelati, in alcuni casi, insufficienti a garantire i requisiti di igienicità e protezione ambientale oggi richiesti.

Sul piano legislativo nazionale la vigente normativa fa riferimento alla circolare n. 23 del 25/11/1991 del Ministero della Sanità, la quale precisa che e possibile realizzare l’isolamento delle condotte anche all’interno adottando ”speciali manufatti in fibre di vetro rivestiti con velo di fibre di vetro legate al fine di evitare l’erosione da parte dell’aria”. Oltre a queste prescrizioni, esistono disposizioni specifiche in materia emanate dalle U.S.L. o altri organismi locali. Alcuni di questi danno di tali norme un’interpretazione particolarmente restrittiva, vietando l’applicazione dei prodotti in questione all’interno delle condotte, innanzitutto perché essi possono trasformarsi, se il prodotto non e protetto come precedentemente indicato, in una fonte di veicolazioni di fibre o più in generale di polveri nocive in ambiente; relativamente poi all’aspetto microbiologico, tenuto conto della temperatura dell’aria che li attraversa, tali rivestimenti possono rappresentare un ottimo terreno di coltura, con successivo trasporto in ambiente, della carica batterica ivi prodotta.



Gli stessi organismi internazionali che si occupano della salute e gli studi legati alla qualità dell’aria e alle problematiche connesse all’inquinamento all’interno degli edifici hanno messo in discussione il principio stesso dell’applicabilità dei materiali isolanti in generale all’interno delle condotte.

L’evoluzione delle problematiche fin qui descritte ha sensibilizzato produttori e progettisti, creando le condizioni per la nascita di prodotti alternativi, come quelli derivati dalla gomma sintetica. Tali prodotti, pur facenti capo a noti marchi commerciali, sono genericamente definibili ”elastomeri espansi”.

Motivazioni economiche legate alla lievitazione dei prezzi della materia prima (caucciù), accompagnate dal progressivo incremento degli spessori di isolante richiesto dalle normative tecniche succedutesi nel tempo (legge 373/76 e legge 10/91) hanno favorito la commercializzazione nel settore aeraulico dei prodotti derivati della polimerizzazione di idrocarburi (poliuretani, polietileni e polistireni).

A partire dalla comune origine, questi prodotti si differenziano in base al processo chimico di produzione, che permette una ulteriore suddivisione in poliuretani e polietileni. I primi, a composizione chimica reticolare a cellula aperta, presentano ottime caratteristiche di fonoassorbenza se applicati all’interno delle condotte, ma possono presentare problemi di proliferazione di muffe e batteri come per altri materiali isolanti. I secondi, a composizione chimica reticolare a cellula chiusa, essendo meno porosi, danno maggiori garanzie dal punto di vista igienico, ma hanno scarso potere fonoassorbente qualora applicati all’interno delle condotte.

Per quanto riguarda le lane minerali, qualora applicate all’interno, essendo il materiale non combustibile (classe 0), necessita di collanti in soluzione acquosa per non alterare la classe di reazione al fuoco del prodotto. Per l’applicazione all’esterno, esse assolvono pienamente a tali prescrizioni a condizione che il materiale protettivo superficiale che viene applicato per contenere le fibre non sia a sua volta combustibile.

Elastomeri, poliuretani e polietileni, classificati inizialmente in classe 2, possono essere trattati chimicamente per raggiungere le caratteristiche di reazione al fuoco previste per la classe 1, richiesta per l’applicazione di questi materiali all’esterno delle condotte. Poiché per eseguire tali trattamenti si e dovuto fare ricorso a speciali additivi, in caso di incendio si verifica lo sviluppo e la propagazione di gas ad alto contenuto tossico, il che pone di nuovo il problema della valutazione di questi materiali in ordine alle loro caratteristiche igienico-sanitarie. E’ del resto prevedibile che presto verranno emanate normative in proposito, che potranno rendere la situazione problematica dal punto di vista del rispetto della legge.

Allo stato attuale, quanti devono operare una scelta in ordine ai materiali da impiegare per l’isolamento delle condotte si trovano di fronte a questa situazione: da una parte, la circolare n° 23 del 25/11/1991 del Ministero della Sanità che afferma, tra l’altro, che ”... le fibre minerali non pongono il problema dell’emissione di gas tossici in caso di

La continua attenzione agli aspetti igienico-sanitari ha portato, negli ultimi anni, a prendere in considerazione anche i problemi legati al comportamento al fuoco dei materiali di rivestimento, argomento gia trattato nel capitolo 3. Tuttavia, in questo contesto, e indispensabile evidenziare il diverso comportamento delle tre famiglie di materiali. Infatti, laddove i produttori hanno ritenuto di aver soddisfatto le prescrizioni relative alla reazione al fuoco, insorgono ulteriori problematiche che riguardano proprio il modo in cui tale prescrizioni vengono soddisfatte. Naturalmente, quanto segue sottintende l’utilizzo di condotte in classe 0, come prescritto dalla UNI 5104.



incendio, tipica degli isolanti plastici, la cui introduzione e molto più recente ed i cui rischi sulla salute non sono stati ancora adeguatamente indagati...”; dal- l’altra l’assenza di una normativa specifica in riferimento a tossicità e opacità dei fumi (cfr. il Decreto del Ministero dell’Interno del 26/6/1994, tuttora in vigore).

Per questo motivo, in attesa che le commissioni avviate a livello internazionale (ISO/ TC/92/SC 93 ”Toxic hazard in fire”) col compito di emanare precise prescrizioni a carattere cogente comunichino i risultati del loro lavoro, e auspicabile che i produttori riescano a conformare i materiali a tutte le esigenze poste dalle nuove tendenze in materia di sicurezza e igiene ambientale.

Fig. 5-1 - Effetti dell'erosione sulla coibentazione interna di una condotta

5.1 La scelta della tecnologia Nella fase di applicazione dei materiali isolanti e di fondamentale importanza agire con molta cura e attenzione. E’ bene innanzitutto che le modalità di applicazione degli isolamenti siano previste sin dal momento della progettazione, per tenere conto degli accorgimenti necessari a rendere l’impianto conforme alle prescrizioni teoriche (maggiorazione delle dimensioni delle condotte, qualora l’isolante sia previsto all’interno, imputazione del corretto coefficiente di attrito, rispetto dei vincoli igieni-cosanitari, ecc.).

In generale, e bene che sia sempre riconoscibile il materiale utilizzato, ricorrendo all’impiego di quei prodotti marcati sulla superficie con la loro sigla e il nominativo del produttore, per consentire in qualsiasi momento di ricondurre il prodotto isolante alle caratteristiche tecniche e alle certificazioni fornite dai produttori stessi.

In questa parte della Guida ci occupiamo soltanto degli isolamenti termici. Essi sono stati applicati, sino a oggi e nella maggior parte dei casi, all’interno delle condotte; tale situazione e frutto anche del fatto che alcuni dei materiali utilizzati come isolanti termici



(fibre minerali) hanno anche buone caratteristiche di isolamento acustico.

Tuttavia, poiché questa tendenza non si e ancora completamente affermata, riteniamo opportuno considerare in questa sede anche le modalità applicative degli isolamenti all’interno delle condotte, pur ritenendo non corretta tale scelta nel caso degli isolamenti termici.

L’applicazione della coibentazione all’interno delle condotte necessita, comunque, di una maggiore consapevolezza delle problematiche connesse e di regole precise al fine di evitare errati utilizzi.

Per tutti i tipi di coibentazione, indipendentemente dalla loro destinazione d’uso e dal materiale impiegato, i problemi che si presentano a livello di progettazione e costruzione si possono riassumere in:

- realizzazione di un isolamento continuo, senza ponti termici;

- realizzazione di una barriera vapore continua ed efficace, quando si opera con temperature inferiori al valore limite di rugiada.

E’ importante isolare tutte le parti di condotte, anche quelle che sono costituite da pezzi speciali. I punti di discontinuità delle coibentazioni tra un elemento e l’altro di una condotta diritta o di un raccordo devono essere evitati utilizzando i sistemi di giunzione che lo consentano. E’ necessario operare con buon senso, evitando in particolar modo i ponti termici che possono dare origine a condensazioni sulle pareti delle condotte e in ogni caso a dispersioni di calore all’esterno delle stesse.

Un elemento critico nella coibentazione e l’utilizzo di adesivi o collanti. Esistono sul mercato prodotti isolanti che presentano buoni requisiti dal punto di vista dell’isolamento termico, ma che per la loro composizione e le loro caratteristiche specifiche comportano difficoltà al momento della loro applicazione sulle superfici metalliche delle condotte. In alcuni casi non e realizzabile il processo di applicazione preventiva del collante al momento della fabbricazione del prodotto isolante, determinando quindi la necessita di intervenire al momento dell’applicazione sul manufatto in lamiera, con l’utilizzo di collanti specifici. In entrambi i casi, la natura di questi materiali isolanti obbliga all’impiego di prodotti compatibili. Infatti l’utilizzo di colle che necessitano di solventi volatili per l’applicazione e sconsigliabile con l’impiego di lastre di materiali isolanti a cellule chiuse. In questo caso, infatti, la non permeabilità dei materiali non permette I’evaporazione della componente volatile dei collanti utilizzati, non garantendo quindi la perfetta aderenza del prodotto coibente alla condotta, con la possibilità che si formino bolle d’aria. Peraltro, questo tipo di collanti non ha caratteristiche di reazione al fuoco corrispondenti a quelle del materiale coibente, col risultato di vanificarne la rispondenza ai requisiti richiesti dalle normative vigenti. A questo proposito e necessario tenere presente che gli obiettivi da perseguire sono tanto la rispondenza alle prescrizioni in materia di reazione al fuoco quanto il rispetto dei requisiti igienico-sanitari.

Negli ultimi tempi la maggior attenzione agli aspetti igienico-sanitari dei materiali isolanti ha portato spesso i progettisti a suddividere le due problematiche, creando una nuova tendenza: da un lato, infatti, si affronta l’isolamento termico prescrivendo l’applicazione all’esterno delle condotte dei materiali di volta in volta identificati come i più adeguati; dall’altro si cercano le soluzioni al problema del rumore con l’utilizzo di silenziatori o, comunque, con l’applicazione di sistemi che tendono ad abbattere il rumore alla fonte.



Ad esempio, sia nel campo delle lane minerali che in quello dei polietileni, sono stati commercializzati prodotti del tipo sopra descritto con lamine di alluminio di diversi spessori. Questo tipo di accoppiamento consente di ottenere risultati soddisfacenti mirando alla risoluzione di entrambi i problemi, perché permette di utilizzare materiali molto vantaggiosi dal punto di vista dell’isolamento termico rendendoli accettabili anche per quanto concerne il loro comportamento al fuoco. In tal modo e possibile scegliere, di volta in volta, il materiale più adatto a ogni circostanza senza la preoccupazione di avere trascurato o ignorato le normative riguardanti la sicurezza e l’igiene. Più in generale, laddove le caratteristiche della struttura architettonica nella quale e inserito l’impianto aeraulico lo consentano (ad esempio un cavedio o un controsoffitto completamente compartimentato), non e necessario che i materiali isolanti posti all’esterno delle condotte rispondano a norme restrittive relative al comportamento al fuoco.

5.2 Metodi specifici di applicazione all’interno delle condotte L’accumulo di polvere e scorie, la possibilità di proliferazione di microbatteri, il maggior rischio di propagazione del fuoco in caso di incendio, il rischio di sfibramento, il rilascio di sostanze volatili e il deterioramento nel tempo del materiale, consigliano di limitare l’applicazione dei rivestimenti interni alle condotte solo ai casi in cui ciò sia assolutamente necessario. Recenti studi attestano che applicazioni improprie possono diventare fonte importante di inquinamento microbiologico dell’aria in ambienti chiusi, con influenza negativa sulla salute umana.

Per questo negli ultimi anni i produttori di materiali isolanti hanno realizzato prodotti composti accoppiando il materiale stesso a films o lamine metallici, consentendo in questo modo di contenere l’isolante termico all’interno di due pareti metalliche, con il conseguente impedimento al materiale di venire a contatto sia con l’aria trattata che scorre nelle condotte sia con il fuoco nell’eventualità di un incendio.

Ci sono inoltre casi in cui la coibentazione interna non deve essere impiegata per motivi funzionali. Ad esempio nelle seguenti applicazioni:

a) condotte di aspirazione da cucine e di aspirazione fumi o trasporto polveri e gas corrosivi;

b) installazioni interrate;

c) in prossimità di batterie elettriche di post-riscaldamento senza protezione dall’irraggiamento;

d) quando la pressione all’interno della condotta o la velocità dell’aria possono subire incrementi anche repentini (impianti a portata variabile);

e) in condizioni di vincolo degli impianti connessi alla compartimentazione al fuoco ove esistano serrande tagliafuoco e/o tagliafumo (per materiali da coibentazione non incombustibili in classe 0);

f) quando, in prossimità di umidificatori, l’umidità possa ristagnare all’interno delle condotte.



Il rischio di sfaldamento e trascinamento del materiale e divenuto il motivo principale dell’abbandono di questa soluzione. Perciò, oltre all’incollaggio del materiale e all’esecuzione dei pezzi che deve essere fatta in modo molto accurato, anche le estremità delle condotte devono essere protette dai rischi di sfaldamento.

Quando si prende in considerazione l’incollaggio del materiale all’interno del piano di una condotta e importante subito identificare a quale regime di funzionamento la rete aeraulica e asservita.

E’ utile a questo punto riprendere la distinzione in impianti a bassa, media e alta velocità e applicare le considerazioni seguenti ai casi specifici.

Impianti a bassa velocità

Occorre applicare a pennello sulla superficie interna della condotta adesivi di tipo ininfiammabile, ricoprendo almeno il 50% della superficie. Per applicazione a spruzzo si consiglia di ricorrere a prodotti specifici. Occorre stendere il materiale isolante tenendolo pressato per alcuni secondi, in modo da favorirne una uniforme aderenza.

I lembi da unire dovranno essere ben accostati, esercitando su di essi una leggera pressione dopo aver applicato l’adesivo utilizzato. Si suggerisce, inoltre, l’applicazione addizionale di arpioni o borchie, fissati alla superficie interna della condotta: sui piani orizzontali quando la lunghezza di quest’ultima supera i 400 mm, e sulle pareti laterali quando queste hanno un’altezza superiore ai 600 mm. Gli arpioni dovranno essere posti a non più di 300 mm l’uno dall’altro.

Impianti a media velocità

Occorre seguire il procedimento descritto al punto precedente, applicando l’adesivo su tutta la superficie. Si dovrà inoltre applicare a pennello, sui lembi del materiale, uno strato di adesivo per proteggere le parti sovrapposte, che deve essere applicato uniformemente sulle due superfici che verranno successivamente compresse tra di loro per assicurare il completo contatto. L’area interessata da questa copertura sarà di almeno 75 mm a destra e a sinistra della sovrapposizione.

Impianti ad alta velocità

Seguire il procedimento descritto al punto 2), avendo cura, in questo caso, di applicare inoltre arpioni sull’intera superficie della condotta, a un intervallo fra di essi non superiore ai 300 mm, e a una distanza dall’intersezione delle pareti non superiore ai 75 mm.

Dopo avere visto il corretto impiego dei metodi di incollaggio e ancoraggio dei materiali, prendiamo in esame altre particolarità esecutive che riguardano la protezione delle estremità delle condotte, che devono essere particolarmente protette dai rischi di sfaldamento. A tale riguardo vengono utilizzati dai costruttori di condotte diversi sistemi di seguito descritti. La scelta tra di essi deve essere effettuata in funzione del costo e del problema specifico definito nella richiesta di offerta.

METODI DI FISSAGGIO (vedi immagine 5-2)

METODI DI RIFINITURA (vedi immagine 5-3)

SOLUZIONE A



VANTAGGI: costo modesto, nessuna dispersione di calore, rischi di condensazione ridotti.

INCONVENIENTI: Rischi di sfaldamento accentuati in fase di trasporto.

SOLUZIONE B

VANTAGGI: buone protezioni contro il rischio di sfaldamento.

INCONVENIENTI: perdita dell’efficacia termica nei primi 50 mm. circa delle condotte, ponte termico (condensazione), difficilmente realizzabile con materiali di spessore superiore a 25 mm.

SOLUZIONE C

VANTAGGI: nessuna dispersione di calore, ponti termici attenuati, nessun rischio di sfaldamento.

INCONVENIENTI: alto costo di esecuzione.

E’ evidente che le soluzioni B e C sono più onerose della soluzione A a causa della realizzazione e messa in opera di profili in lamiera antisfaldamento.Ma anche se viene scelta la soluzione C e c’e modo di fissare i profili sui lati di alcuni pezzi, il rischio di erosione rimane ancora alto sulle pareti interne arrotondate delle curve, delle derivazioni a ”T” e degli innesti sulle estremità divergenti dei coni o delle riduzioni, sulle derivazioni con angolo accentuato.

5.3 Metodi specifici di applicazione all’esterno delle condotte

In questo caso le problematiche sopra affrontate, soprattutto per quanto riguarda il rischio di sfaldamento e di trascinamento del materiale, sono ovviamente superate. Occorre pero porre particolare attenzione al problema della continuità del materiale applicato all’esterno della condotta e del suo sistema di fissaggio, che deve tener conto anche della movimentazione dei manufatti (se la coibentazione viene effettuata in officina) e soprattutto dei rischi di danneggiamento della superficie esterna degli stessi. Nei casi in cui il materiale coibente venga applicato su condotte gia poste in opera e di fondamentale importanza la continuità dell’applicazione anche nei punti più remoti e di difficile accesso della rete. In taluni casi, e di fondamentale importanza anche il livello di finitura esterna per esigenze estetiche e di durata nel tempo.

Prendiamo ora in esame i singoli materiali e le loro problematiche specifiche.

Lana di roccia o lana di vetro

Prima di procedere all’isolamento delle condotte e buona norma verificarne il livello di finitura dal punto di vista della resistenza meccanica della condotta (irrigidimento dei piani e corretto fissaggio delle flangie) e di tenuta alle fughe d’aria (corretta sigillatura delle giunzioni).

Per la posa dell’isolante all’esterno delle condotte si procede come segue:

1) si applica sulla condotta da isolare il materassino o il pannello di lana minerale;

2) si fissa mediante legatura il prodotto utilizzando filo di ferro zincato. Laddove questo tipo di materiale sia gia completo di finitura esterna (carta kraft alluminio retinata) esso può essere applicato con nastri adesivi di alluminio, ottenendo un risultato migliore e un



aspetto più ordinato. Si possono utilizzare anche reggette o borchie. Si sconsiglia in questo caso l’uso di arpioni (vedi fig. 5.2), perché la loro fuoriuscita all’esterno del materassino può risultare pericolosa durante la posa e nelle successive fasi di manipolazione del prodotto.

In caso di rivestimento con doppio strato isolante i giunti dei due strati devono essere accuratamente sfalsati.

Nel caso di foratura dei piani delle condotte per applicazione di innesti o bocchette, e necessario proteggere i lembi tagliati del materassino con adesivo, bende o profili metallici.

Resine fenoliche espanse

Le resine fenoliche espanse vengono applicate direttamente sotto forma di lastre sul materiale da isolare. Si collegano i giunti con ritagli dello stesso materiale, si lega con filo zincato, si da una mano di apposita vernice protettiva, si mette una rete di vetro e si da infine un’altra mano di vernice protettiva.

Poliuretano

Il poliuretano può essere fornito come materiale espanso in lastre; in questo caso si opera esattamente come per i prodotti fenolici. Può essere anche applicato in espansione libera o iniettato in opportune intercapedini: occorre in questi casi rivolgersi a ditte specializzate dotate delle attrezzature necessarie per realizzare la reazione chimica. Si ricorda che si tratta di miscelare in un’opportuna pistola spruzzatrice poliolo e isocianato. Quest’ultimo e un composto chimico difficile da manipolare e può dare problemi di sicurezza per il personale addetto all’applicazione. E’ evidente che operando in espansione libera si possono rendere molto economiche le applicazioni, soprattutto su grandi dimensioni, per ammortizzare il costo dell’installazione che, per le ragioni suddette, e alquanto oneroso. Per contro, questo sistema non garantisce l’uniformità dello spessore coibente applicato.

Polietilene ed elastomeri espansi

L’utilizzo di questi materiali si e molto diffuso nel settore aeraulico negli ultimi anni. Le caratteristiche proprie di questi materiali (flessibilità, standardizzazione dei formati, assenza di controindicazioni di tipo ambientale in fase di lavorazione, possibilità di accoppiamento con films protettivi o lamine metalliche, commercializzazione in rotoli adesivi, compatibilità con i sistemi di taglio automatizzati, ecc.) li rendono i più adatti alla coibentazione delle condotte realizzata in stabilimento.

Prima di procedere all’applicazione dell’isolante sulla superficie metallica, e opportuno verificare che quest’ultima sia asciutta e rimuovere eventuali strati oleosi o scorie metalliche di lavorazione.

Per la posa dell’isolante si procede come segue:

1) nel caso di materiale autoadesivo si applica sulla condotta da isolare il foglio preventivamente tagliato a misura;

2) nel caso che il materiale non sia autoadesivo occorre procedere all’applicazione dell’apposito collante su entrambe le facce da far aderire. Per evitare la formazione di bolle (trattandosi di materiale a cellule chiuse) e necessario attendere l’evaporazione della parte solvente del collante prima di procedere all’accoppiamento. Si trovano oggi in commercio collanti a base di soluzioni acquose che non richiedono tale procedura. La buona tenuta di tali collanti e soggetta pero a particolari condizioni termoigrometriche di



difficile controllo: per questo motivo l’affidabilità del risultato e determinata dal ricorso all’integrazione con sistemi di fissaggio meccanico (borchie, fascette, angolari di protezione, ecc.). Si sconsiglia l’uso di arpioni (vedi fig. 5.2), perché la loro fuoriuscita all’esterno del materassino può risultare pericolosa durante la posa e nelle successive fasi di manipolazione della condotta. E’ importante inoltre tenere conto, qualunque sia il sistema di fissaggio meccanico prescelto, che esso sia uniformemente realizzabile sia per le condotte rettilinee che per i pezzi speciali. E’ opportuno infine che il materiale di fissaggio presenti caratteristiche di comportamento al fuoco almeno pari a quelle dell’isolante. Ciò esclude, ad esempio, l’uso di reggette o borchie in materiale plastico.

Per la bordatura e possibile invece utilizzare, come per le lane minerali, nastri adesivi di alluminio o dello stesso materiale coibente.

In caso di rivestimento con doppio strato isolante, i giunti dei due strati devono essere accuratamente sfalsati.

Nel caso di foratura dei piani delle condotte per applicazione di innesti o bocchette, e necessario proteggere i lembi tagliati ricorrendo ai sistemi meccanici summenzionati o a nastri di bordatura dello stesso materiale utilizzato per la coibentazione.

5.4 Materiali di rivestimento e finitura I materiali isolanti sono spesso costituiti da prodotti facilmente danneggiabili. Se esposti all’atmosfera esterna o in presenza di agenti particolarmente aggressivi essi devono perciò essere protetti. Occorre fare particolare attenzione alle infiltrazioni d’acqua che potrebbero danneggiare fortemente l’isolamento termico per successive rievaporazioni. Inoltre, la necessita di una finitura esterna può presentarsi anche per motivi estetici. In tutti questi casi si ricorre a un ulteriore rivestimento con opportuni materiali.

Ecco i principali tipi di rivestimento:

a) Neoprene

Il neoprene nero, a base di gomma naturale, usato per l’apprettatura degli isolanti a base di fibre, e il più efficace dei composti protettivi, poiché, mentre fornisce un’assoluta garanzia contro la tendenza dell’aria ad erodere le fibre, consente alle onde sonore di penetrare totalmente nel materassino che provvede ad assorbirle; ciò non si verifica nella maggior parte dei prodotti isolanti similari dove viene usato, sotto forma di velo superficiale, un appretto non a base di gomma e quindi non permeabile alle onde sonore.

b) Lamierino di alluminio

Si utilizzano fogli di alluminio di spessore variabile da 5 a 10 decimi di millimetro, a seconda che l’installazione sia in ambienti interni o esterni. II foglio di alluminio viene tagliato a misura, poi calandrato e bordato. Infine viene posto sopra il materiale isolante e fissato con viti autofilettanti fino a costituire un vero e proprio guscio.

E’ questo il sistema più costoso di rivestimento, ma anche il più efficace e quello con i migliori risultati estetici. E’ consigliabile il suo utilizzo quando siano da isolare condotte a vista. E’ pure necessario il suo impiego per opere esterne e pertanto soggette a continue variazioni di condizioni di esercizio (sole, acqua, vento ecc.), ma in tal caso vanno particolarmente curati la sigillatura dei giunti e l’accoppiamento con materiali di finitura adatti (viti autoforanti in acciaio inox).

c) Lamiera zincata



Ha le stesse proprietà del lamierino di alluminio, ma e meno pregevole esteticamente e più soggetta alla corrosione. Posta in opera, il suo costo e simile a quello del lamierino di alluminio e pertanto non vale la pena di ricorrervi per le realizzazioni comuni. II suo impiego si limita pertanto a quando vi e la necessita di effettuare rivestimenti particolarmente robusti e quindi di spessore elevato.

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BIBLIOGRAFIA

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Cammerer, J.S., Les procedes employes dans I’industrie contre la deperdition de la chaleur et du froid, Libraire Polytecnique Ch. Beranger.

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Danckaert, J., L’isolation thermique industrielle, Eyrolles.

Kreith, F., Principi di trasmissione del calore, Liguori.

Palmizi, F., Vademecum del termotecnico, PEG.

Rumor, C., Strohmenger, G., Riscaldamento, ventilazione, condizionamento, impianti sanitari, Hoepli.

UNI, Volume M 13, La progettazione, I’installazione, I’esercizio e la manutenzione con la legge 10/91. Impianti termici degli edifici.

Circolare Ministero della Sanita 25/11/1991, n. 23 Usi delle fibre di vetro isolanti - Problematiche igienico-sanitarie - Istruzioni per il corretto impiego.

Disposizioni per la prima applicazione dell’articolo 4 del decreto del Presidente della Repubblica 10 settembre 1982, n. 915, concernente lo smaltimento dei rifiuti (deliberazione 27 luglio 1984). Supplemento ordinario alla G.U. n. 253 del 13/9/ 1984.

Circolare dell’Enel del 6/12/1989 Specifiche tecniche per lavori di rimozione e messa in opera di materiali isolanti.

Documenti: DS 91.11 - 12/91, DS 91.21 - 12/91, DS 91.31 - 12/91 del FILMM (Comite Sante du Syndacat National des Fabricants d’Isolants en Laines Minerales Manifaturees).

Autore?, Il punto sulle fibre di vetro, in ”Giornale degli igienisti industriali” Vol 15 n. 2 - Roma 31/3/1989.

Atti del Convegno Nazionale ”Utilizzo delle fibre di vetro isolanti” - Roma, 24/11/ 1992.

Guida Tecnica n 2 per la classificazione, la scelta e l’applicazione di materiali e sistemi per l’isolamento termico e acustico nelle distribuzioni aerauliche Parte prima - Gli isolamenti termici

A cura del Gruppo di lavoro AS.A.P.I.A. Redazione: Franco Innocenzi e Vincenzo Veronesi Disegni: Andrea Valgimigli e Lino Luchetta Impaginazione: Enzo Toto

Questa pubblicazione non e in vendita. Copie di essa possono essere richieste a: - AS.A.P.I.A. - Uffici tecnici delle ditte associate all’AS.A.P.I.A. AS.A.P.I.A. - Sede legale: Piazza dei Martiri, 3 – 40121 BOLOGNA

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Questa pubblicazione e stata redatta come manuale di consultazione per gli operatori del settore e non costituisce standard di qualità. L’applicazione dei contenuti a un progetto dipende esclusivamente dalla scelta del progettista. L’AS.A.P.I.A. non assume alcuna responsabilità in merito alla corretta interpretazione e applicazione di quanto contenuto nella Guida. L’associazione ha inoltre facoltà di modificare a propria discrezione i contenuti della Guida in successive redazioni o mediante supplementi, anche in ordine a eventuali risultati dei lavori del Comitato Europeo di Normazione (CEN), a cui essa intende uniformarsi.

Un’interpretazione autentica di parti del testo che dovessero risultare di dubbia definizione può essere richiesta per iscritto all’associazione. Interpretazioni orali o scritte espresse da singoli associati non sono da considerarsi ufficiali. Ciò non impedisce a ogni associato di esprimere la propria opinione su parti della Guida, purché specifichi chiaramente che si tratta di un’opinione personale e che in nessun modo ciò rappresenta un atto ufficiale dell’associazione.

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GUIDA TECNICA n. 3

Criteri e metodi di misurazione delle condotte a sezione

quadrangolare

PRESENTAZIONE:

La presente guida tecnica n. 3 è uno degli elaborati tecnici che l'AS.A.P.I.A. (Associazione Nazionale tra le Aziende Produttrici di condotte e di componentiaeraulici) si è ripromessa di pubblicare a partire dalla sua costituzione.

Il suo obiettivo è comune agli altri, e cioè quello di fornire a progettisti, committenti e operatori del settore aeraulico gli strumenti di riferimento chepossano permettere a ciascuno di confrontarsi nello svolgimento del propriolavoro.

Quest'opera, supervisionata dalla Commissione Tecnica dell'AS.A.P.I.A., è stata redatta da un gruppo di lavoro - di cui troverete di seguito i nominativi - che vogliamo ringraziare per il lavoro prodotto. La fase preparatoria della presente Guida ha dato luogo a una larga consultazione presso i principali operatori delsettore (progettisti, ingegneri termotecnici, responsabili di aziende installatrici,tecnici di cantiere e addetti agli uffici acquisti) che hanno potuto apportare le loroosservazioni e critiche ai testi proposti e ne hanno consentito la redazione nellaforma oggetto della presente pubblicazione. Le differenze dei punti di vista sultema proposto e i confronti intercorsi ci garantiscono sull'obiettività e la qualità dei suoi contenuti.

Come potrete riscontrare nel prosieguo, questa guida tecnica è un documento innovativo del nostro settore. Noi l'abbiamo voluta così; non esiste a livello nazionale un documento trattante gli stessi temi e la condizione attuale della nostra professione esige un chiarimento: non è più possibile accettare come riferimento singole regole interne di una azienda produttrice oppure, al contrario,quelle di un committente; avvertiamo l’esigenza di creare un metodo valido per chiunque operi nel nostro settore.

Ci auguriamo che la semplicità del metodo proposto e la chiarezza di esposizione che abbiamo voluto perseguire nella redazione di questi testi ne consentano l’utilizzo da parte di tutti ma, soprattutto, che questa guida diventiuno strumento di riferimento tra tutti i produttori di condotte che svolgono questa attività in campo nazionale.

Malgrado tutto l'impegno che abbiamo messo nel lavoro, potranno esserci in



esso degli elementi non condivisibili o delle conoscenze che possono evolversirapidamente.

L'AS.A.P.I.A. ha in programma di aggiornare periodicamente le propriepubblicazioni per adeguarle a nuove esigenze che dovessero emergere. Essaringrazia fin d'ora quanti, a tutti i livelli e con diversa professionalità, vorranno trasmetterci le loro osservazioni, suggerimenti o nuovi elementi di integrazione a quanto contenuto nell’elaborato.

Presupposto e scopo

Il presupposto su cui si basa il documento è la constatazione che, per determinare il costo complessivo di una rete di condotte, occorrenecessariamente passare attraverso la rilevazione geometrica della superficiedell’intera rete, utilizzando a questo scopo le rappresentazioni planimetriche(piante e sezioni).

Lo scopo che ci si propone è rappresentato dall’opportunità di fornire, con la maggior chiarezza possibile, un insieme omogeneo di criteri di facile impiego daproporre all’esame degli operatori del settore (committenti, progettisti, produttorie installatori). Si vuole, in definitiva, perseguire l’obiettivo di una chiara determinazione delle quantità da considerare per la valutazione delle opere, perridurre i margini di inattendibilità e di incompletezza nella formulazione delle offerte da parte dei produttori, fornendo inoltre alla committenza e ai progettistiun metodo oggettivo di analisi e di controllo delle opere richieste dall’offerta.

Esigenza di unificazione dei criteri di stima

L’avvio di un dibattito in sede europea su questo tema passa attraverso ilconfronto delle problematiche dei produttori delle singole nazioni checonfluiscono nei gruppi di lavoro degli organismi di unificazione europea(Eurovent - CEN). Tale processo ha evidenziato i diversi livelli di affinamento raggiunti nelle singole realtà tecnico-produttive nazionali, frutto dello sforzo comune di tecnici progettisti, aziende produttrici e aziende installatrici,accomunati nel tentativo di identificare un sistema di elaborazione in grado disoddisfare l’esigenza di una corretta interpretazione delle problematichecommerciali e funzionali connesse alle reti aerauliche.

Allo stato attuale, i diversi livelli raggiunti nelle singole nazioni sono così riassumibili:

- gli Stati Uniti adottano un criterio basato sul kg, rilevabile quasi esclusivamente dagli elaborati grafici di progetto;



- la Francia adotta il kg come unità di misura nella stima delle reti aerauliche;

- la Germania ha concretizzato nelle norme DIN un standard di stima riferito allo sviluppo geometrico delle condotte;

- il Belgio e l’Olanda hanno adottato un metodo denominato “LUKA”, dotato di un buon grado di affidabilità e di più difficile applicazione rispetto, ad esempio, al sistema tedesco;

- la Svizzera, attraverso un’organizzazione di produttori, ha elaborato un documento molto approfondito che si ricollega ai criteri adottati in Germania;

- l’Austria si affida alla superficie compensata come unità di misura delle reti e codifica in una norma i criteri da utilizzare (ÖNORM M7615);

- in Italia si utilizza un metodo, non chiaramente definibile, che ha comunque il suo punto di riferimento più importante nel considerare come unità di misura delle condotte il kg. Tale metodo comporta un passaggio obbligato che consiste nella trasformazione del peso ottenuto dalle superfici teoriche, rilevate solamente sulle planimetrie, nel peso effettivo, pur sempre stimato, del manufatto posto in opera.

Nuovi criteri di stima delle reti aerauliche

E’ ormai opinione consolidata e comune di committenza e produttori nazionaliche, per giungere a un’affidabile e non discutibile interpretazione degli elaboratigrafici necessari per la realizzazione delle reti aerauliche (siano esse prodotte inlamiera zincata che in altri materiali) occorre definire nuovi metodi di stima,suddivisi per fornitura di condotte, staffaggi, accessori, posa in opera, ecc. E’opportuno che ciascuna di queste fasi sia riferita a uno stesso criterio di analisi eche tale metodo possa essere giudicato attendibile anche all’insorgere di qualsiasi richiesta e/o contestazione, e riconducibile ai disegni a base deicomputi metrici anche per la verifica di reti aerauliche già installate.

Con il metodo di misurazione che qui si propone si intende superare il limite finoa oggi esistente di ottenere, pur partendo dalla rappresentazione grafica dellarete aeraulica, il risultato di stime di quantità di materiali talvolta così difformi da fornitore a fornitore in misura tale da inficiare l’affidabilità delle stime stesse e impedire il raffronto commerciale tra valutazioni diverse perché basate su valori tra loro non omogenei.



Perché un sistema di misurazione riferito all’area di superficie laterale

Oltre ai criteri di unificazione già esposti, altre ragioni inducono all’applicazione di un nuovo metodo:

a) i risultati delle prove per il collaudo della resistenza meccanica e della tenuta alle fughe d’aria riferita alle varie classi delle condotte sono espressi in m2 di superficie laterale;

b) i materiali impiegati per la coibentazione termica delle condotte sono da sempre calcolati e commercializzati in m2 di superficie laterale;

c) il livello di igienicità, manutenzione e pulizia prescritto da alcune esigenze impiantistiche a cui sono asservite le condotte (camere bianche, reparti ospedalieri, industrie alimentari, ecc.) richiedono la valutazione in m2 di superficie laterale delle condotte sui quali vengono calcolati i costi di manutenzione e pulizia delle superfici interne;

d) i calcoli relativi all’abbattimento del rumore trasmesso dall’aria che attraversa la condotta sono espressi anche dal rapporto volume d’aria immessa/capacità di assorbimento delle superfici laterali della condotta, espresso in m2 ;

e) il recupero di energia e la ritenzione del calore dissipato dalle condotte sono anch’essi espressi in funzione dei m2 di superficie laterale;

f) il costo per l’applicazione dei trattamenti di verniciatura delle condotte è calcolato con riferimento all’area di superficie laterale. Le garanzie e i limiti di affidabilità dei trattamenti di zincatura nei vari spessori e per i vari impieghi delle lamiere (Z200 - Z250 - Z275) sono anch’essi espressi in m2 di superficie laterale.

Questi sono, in sintesi, i motivi più importanti che inducono progettisti e installatori, nelle specifiche di capitolato e nei computi metrici, a identificare ilvalore espresso in m2 di superficie laterale della condotta come il denominatore comune a cui applicare prezzi unitari che, pur diversi in ragione delle variabili dicostruzione e installazione, sono riconducibili a un parametro omogeneo.

Relativamente al calcolo dei costi di installazione abbiamo voluto distinguere tracosto di montaggio delle condotte vere e proprie e costo degli accessori acompletamento, che necessariamente devono essere installati all’interno della rete aeraulica.

Una tale impostazione mette in evidenza quali siano, sin dal momento dellavalutazione complessiva dell’opera, gli elementi caratterizzanti, e come sianecessario (e possibile) assegnare a ciascuno di essi il valore relativo che glicompete.



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CRITERI DI MISURAZIONE DELLE SUPERFICI

E’ bene chiarire subito che saranno prese in considerazione esclusivamente lereti aerauliche a sezione rettangolare. Ciò in quanto per le condotte a sezione circolare esistono cataloghi e listini commerciali che, a motivo delle minoridifformità di esecuzione, possono considerarle come componenti prefabbricati. Inquesto settore, infatti, anche i raccordi sono già da tempo standardizzati.

Prima di affrontare la trattazione di questo argomento può essere utile richiamare alcuni concetti fondamentali già esposti nella Guida Tecnica n° 1 e oggi supportati anche dall’esame dei documenti che il CEN sta elaborando per laredazione delle norme europee. Essi sono:

- classi di tenuta; - categorie di costo; - standard costruttivi.

Classi di tenuta

Le molteplici classificazioni fin qui usate per definire la funzione a cui le condotterettangolari sono destinate negli impianti aeraulici (come distribuzioni a bassa oad alta velocità, a bassa, media o alta pressione, tipo di esecuzione leggera,media o pesante) sono ormai sostituite dalla classificazione delle condotte stessein funzione delle classi di tenuta alle fughe d’aria (cfr. UNI 10381 - 4.4 pag. 4) come segue:

CLASSE DI TENUTA A - perdita ammessa 2,4 l/sec per m2 di superficie laterale

CLASSE DI TENUTA B - perdita ammessa 0,8 l/sec per m2 di superficie laterale

CLASSE DI TENUTA C - perdita ammessa 0,28 l/sec per m2 di superficie laterale

Il raggiungimento di queste condizioni di tenuta è connesso ai diversi metodi di fabbricazione delle condotte e all’impiego di criteri costruttivi di maggiore complessità (e quindi di maggior costo) e cresce proporzionalmente dalla classe A alla classe C.

La presente elaborazione si pone l’obiettivo di valutare i sistemi di misurazione relativi all’esecuzione di condotte in classe di tenuta A(standard), affidando alle valutazioni dei singoli costruttori la qualificazione deicosti delle condotte in classe di tenuta B e C (esecuzione speciale).


29/10/2006file://C:\Documents and Settings\Fax\Desktop\Guida3\pag2.htm

Categorie di costo e rapporto di forma

Per la definizione dei costi di produzione standard delle condotte rettangolari è importante tenere conto delle categorie di appartenenza delle stesse in funzionedelle dimensioni “a” e “b” dei lati. Di seguito si esporranno le variabili diproduzione (e quindi di costo) che concorrono all’attribuzione di differenti costi delle condotte in funzione della categoria di appartenenza.

Riprendendo il tema trattato nel paragrafo 2.2 della Guida Tecnica n° 1, nel quale si metteva in risalto la correlazione esistente tra il rapporto di forma e il prezzo diacquisto di una condotta, ricordiamo i criteri che portavano a tale conclusione.

La definizione di rapporto di forma ci ha consentito di introdurre un altro concetto, ad esso strettamente correlato, che si riferisce alla possibilità di classificare in categorie di costo le condotte rettangolari in funzione dellagrandezza del lato maggiore “a”.

I presupposti sui quali si basa la divisione in categorie di costo sono essenzialmente tre:

- in primo luogo, l’esperienza dei costruttori che ben conoscono il valore del loro prodotto in termini di metri quadrati di materia prima trasformata, a prescindere dal peso che questa sviluppa alla fine della lavorazione;

- in secondo luogo, si basa sulle norme ISO R 1006, che risultano essere quelle che, di fatto, i costruttori hanno trovato più rispondenti alle esigenze di normalizzazione delle dimensioni “a” e “b” delle condotte rettangolari;

- infine, si basa sugli indirizzi proposti dal documento di lavoro CEN n° 36 del 9/90, che presenta, come traccia da seguire nelle future normative europee, delle ipotesi ancora più restrittive rispetto a quanto indicato in precedenza dalle norme ISO.

Categorie di costo delle condotte rettangolari

Scorrendo i dati esposti in tabella si può facilmente notare come, ad ogni variazione nella colonna relativa al lato “a”, corrisponda una variazione nel

CATEGORIA LATO MAGGIORE (mm) SEMIPERIMETRO PERIMETRO

1 150 - 300 250 - 600 500 - 1200

2 400 - 700 800 - 1400 1600 - 2800

3 800 - 1000 1600 - 2000 3200 - 4000

4 1200 - 1400 2400 - 2800 4800 - 5600

5 1600 - 2000 3200 - 4000 6400 - 8000



rapporto di forma, anche se si mantiene costante (o molto simile) l’area di sezione trasversale; in questo modo, passando da una categoria di costoall’altra, si ottiene sempre un aumento delle grandezze sottoindicate:

- perimetro (o semiperimetro);

- peso della lamiera impiegata;

- spessore della lamiera.

Alla data attuale, i criteri proposti nella Guida Tecnica n. 1 sono stati recepiti nella norma UNI 10381-1 del 05/96 (cfr. cap. 5)

Standard costruttivi Per rendere omogenea l’analisi che seguirà, è necessario scegliere un determinato criterio di costruzione tra quelli esposti nel cap. 3 della Guida Tecnica n° 1. In questa elaborazione ci riferiremo ai seguenti standard dicostruzione per le condotte rettangolari:

- materiale: lamiera zincata Fe P02 Z200

- spessori: riferiti a tabella di pag. 73 della Guida Tecnica n° 1

- pesi specifici: idem

- tolleranze dimensionali delle lamiere: ivi, pag. 75

- giunzioni trasversali: a flangia in profilato zincato

- spessori dei raccordi: uguale a quello delle condotte rettilinee a pari dimensioni di lato maggiore

- pezzi rettilinei: lunghezza standard riferita alle tipologie costruttive dei singoli produttori

- limiti costruttivi: i limiti minimi e massimi di dimensionamento delle condotte sono quelli indicati nella tabella 3 a pag. 24 della Guida Tecnica n° 1

- tolleranze dimensionali in lunghezza: per la lunghezza standard dei moduli rettilinei è ammessa una tolleranza variabile da +5 a -10 mm

Le dimensioni standard per i lati “a” e “b” delle condotte sono quelle del prospetto n. 4 della UNI 10381-1. Dimensioni difformi da quelle indicate escono daglistandard produttivi e la loro esecuzione si intende “speciale”.

Le giunzioni longitudinali tipo Pittsburgh sono quattro per i raccordi e un numerovariabile secondo la categoria di costo per i pezzi rettilinei.

Naturalmente, ciò che qui si intende fare è dimostrare la validità dei risultati e



quindi l’applicabilità del metodo. Scelte diverse, tra quelle proposte nel citato cap.3 della Guida Tecnica n° 1, condurranno ovviamente a risultati altrettanto validiqualora ad esse venga applicato lo stesso metodo.

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CONFRONTO TRA DIVERSI SISTEMI DI STIMA DELLE CONDOTTE

Qualunque sistema di determinazione della quantità delle condotte trae origine dall’impostazione di un criterio di rilevazione delle superfici delle stesse, dedottedalle rappresentazioni planimetriche delle reti aerauliche.

Tra tutti i criteri da noi analizzati, ci sembra utile confrontare i due che, per la lorofilosofia di base si pongono agli estremi opposti: quello adottato negli Stati Uniti equello da cui originano le Norme DIN in Germania. (in particolare la norma DIN18379 del dic. 92).

Negli Stati Uniti esiste una standardizzazione nella costruzione delle condotte,ormai consolidata; tale standardizzazione, così come accade per le condotte a sezione circolare, limita la scelta delle dimensioni e delle tipologie costruttive mafacilita la stima delle reti attraverso la semplice rappresentazione grafica unifilaredelle stesse.

Così ad esempio, i manuali tecnici si affidano a rilevazioni grafiche realizzatesugli elaborati di progetto che si riassumono nella lettura precisa dei tratti rettilineidi condotte e in una lettura “ragionata” dei raccordi. Tale lettura ragionata si esprime nella compensazione in lunghezza dei pezzi di costruzione più onerosa, (ad esempio, una curva è conteggiata due volte, una per ciascun sviluppoesterno della sua superficie).



In Germania, invece, il diverso approccio progettuale, fornisce ai produttori dicondotte direttamente il progetto esecutivo bifilare, consentendo lorol’attribuzione del costo specifico d’ogni pezzo tipico rappresentato.

Da questa filosofia è scaturita la norma DIN che raccoglie per ogni figura tipicale diverse formule di sviluppo matematico della superficie, tenendo conto dellecaratteristiche costruttive specifiche.

Questo concetto si traduce nella possibilità di realizzare in forma diversa singole famiglie di raccordi (es. curve a raggio arrotondato, a spigolo vivo, di diversaangolazione, curve ridotte ecc.)

In realtà, ciascuna delle due filosofie contiene aspetti positivi e negativi.

Gli americani hanno il pregio di ottenere con molta velocità le stime delle reti, a discapito di una certa precisione; tale mancanza di precisione gli obbliga adassumere una unità di misura come il kg. e ad adottare il criterio dellamaggiorazione percentuale sull’unità di misura a titolo di compensazione forfetaria degli oneri non meglio definibili e comunque compensativi della esiguità di pezzi tipici normalmente impiegati.

I Tedeschi presentano vari pregi: distinguono in categorie di costo le condotte,assegnano a ciascuna categoria di condotta le proprie caratteristiche, tengonoconto anche dei particolari costruttivi. La precisione, tuttavia, s’affida comunque a dei postulati che ne rendono dubbia l’accettazione (come lo stabilire che ciascun pezzo che misura meno di un metro quadrato è da considerare come un metro quadrato) e, soprattutto, non consente una accettabile velocità di rilevazione. Inoltre, anche la scelta degli standard costruttivi non tiene conto delle nuovetecnologie di produzione che hanno portato i costruttori italiani a produrre suformati di lamiere superiori alla larghezza di 900 mm. indicata come elementostandard nella norma DIN 18379. Infine, il criterio di compensare questalunghezza con un’aggiunta di 200 mm non trova accettabile giustificazione.

Per quanto riguarda la tipologia dei pezzi speciali rappresentati nella stessa DIN18379 si può osservare che essa non è abbastanza rappresentativa dei pezzi speciali utilizzati in Italia.

DIN 18 379 - Dicembre 1992

Procedura di contratto per opere edili Parte C: specifiche tecniche generali per lavori di opere edili



Sistemi di ventilazione degli ambienti

Tab. 1

DIN 18 379 - Dicembre 1992

Procedura di contratto per opere edili Parte C: specifiche tecniche generali per lavori di opere edili

Sistemi di ventilazione degli ambienti

Tab. 2

Denominazionemisure

Rappresentazione grafica

Perimetro Umax²)

Lunghezmaggiore l

Canale rettilineo standard

l =1500

2(a+b) l

Canale rettilineo l <1500

pezzo speciale adattatore

2(a+b) L1= l +2

Innesto l 900

c=a 2(a+b) l

√( l ²+(b-

Canale circolare

l 500

πd l

Denominazione misure

Rappresentazione grafica

Perimetro Umax²)

Lunghezza maggiore l max²)

Curva simmetrica

BS

2(a+b)@°π(r+b)+e+f

180



Per quanto sopra analizzato, riteniamo che ciascuno dei due metodi presi inconsiderazione non possa essere utilizzato per una proposta applicabile incampo nazionale.

Per giungere a una proposta innovativa, che prenda in esame un diverso sistemadi misurazione rispetto a quelli fin ora applicati, bisogna tener conto degli aspettipositivi del sistema americano e dall’altro l’affidabilità e una certa precisione riscontrabili nel metodo tedesco.

La nostra proposta tiene conto della realtà italiana che deve consentire l’applicabilità sia a rilevazioni grafiche unificai che a rappresentazioni bifilari della rete aeraulica.

Ciò premesso, prima di procedere in dettaglio alla esposizione del metodo dimisurazione proposto, è necessario enunciare i seguenti principi generali:

1. occorre riferirsi a elenco di materiali omogenei (lamiera zincata, acciaio inox, ecc)

2. suddividere le condotte in funzione delle categorie di appartenenza (come definite nella Norma UNI 10381 1-2)

3. utilizzare come unità di misura il metro quadrato di superficie laterale teorica delle condotte rilevabile dai disegni al netto delle maggiorazioni necessarie per la produzione del manufatto (sormonti per aggraffature longitudinali, sistemi di giunzione trasversale, ecc.)

e<500 f<500

Curva ridotta c=a

e 500 f 500

2(a+b)

2(c+d)

b>d @°π(r+b)+e+f

180

b<d @°π(r+b)+e+f

180

Curva a squadro r= 0³) e 500 f 500

2(a+b) 2b+e+f



4. distinguere nella rilevazione grafica i pezzi rettilinei standard differenziandoli dai pezzi rettilinei adattatori e dalle varie tipologie di raccordi.

5. rilevare separatamente gli staffaggi occorrenti e tutte le tipologie di accessori a completamento della distribuzione aeraulica.

6. non tenere conto, nel risultato finale dell’analisi di quantità, di tutti quegli oneri aggiuntivi che prima erano inglobati forfetariamente nella maggiorazione percentuale del peso dei manufatti. L’incidenza di questi deve essere considerata nel prezzo unitario di ciascuna categoria di costo, secondo le indicazioni che risultano dalle valutazioni commerciali di ciascun produttore di condotte.

E’ importante sottolineare che il metodo proposto funziona a prescinderedall’estensione complessiva della rete aeraulica in esame, e che è applicabile tanto alla rappresentazione sintetica dell’intera rete (rilevazione in scala) quanto all’esame analitico dei singoli elementi che la costituiscono (sviluppo delleformule relative a ciascun raccordo tipico), permettendo di scegliere liberamentein funzione delle possibilità fornite e delle necessità richieste dal singolo caso.

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CONDOTTE RETTILINEE

Le condotte rettilinee si identificano con le dimensioni “a” e “b” dei loro lati e la lunghezza “l”. Per convenzione si intende, in fase d rilevazione grafica delle dimensioni della condotta,che il lato “a” è il lato visibile in pianta indipendentemente dal fatto che sia maggiore o minore di “b”. Altra definizione di cui tenere conto è quella di pezzo rettilineo modulare e pezzo rettilineo adattatore.

Il pezzo rettilineo modulare è definito come nella Norma UNI 10381-2 (pag. 1) e corrisponde all’elemento costruttivo di esecuzione più industriale, pertanto ad esso vengono imputati i minori costi di produzione da tutti i costruttori di condotte.

Tutto ciò che non rientra nella definizione di pezzo rettilineo modulare è da classificare come pezzo rettilineo adattatore e rientra nella categoria dei raccordi.

La lunghezza del pezzo rettilineo modulare può variare infatti in funzione delle attrezzature di produzione di ogni singolo costruttore; attualmente, la maggior parte dei produttoriindividua questa lunghezza nello standard di 1.500 mm anche se le tecnologie di cuidispongono alcuni costruttori accompagnate da una tendenza commerciale dei produttoridella materia prima porteranno in tempi brevi ad una estensione della lunghezza delmodulo standard fino a 2000 mm

La rappresentazione della figura seguente esprime le formule di sviluppo relativo allacondotta rettilinea

RACCORDI Per raccordi si intendono i pezzi rettilinei adattatori, come sopra detto, e tutti i pezzi speciali utilizzati per la composizione di una rete aeraulica.

La rappresentazione seguente esprime le formule di sviluppo relativo

Denominazione Sigla Esecuzione mm Configurazione

Categoria di

esecuzione

Condotta rettilinea KS

l = 1500 l = 2000

A

Categoria



A differenza delle norme DIN 18379, abbiamo preferito raccogliere i pezzi speciali in“famiglie” di tipologia omogenea per assegnare a ciascuna famiglia una formula di sviluppospecifica. In questo modo siamo riusciti a condensare in cinque famiglie il maggior numerodi pezzi speciali comunemente utilizzati assegnando a queste le seguenti denominazioni:

CURVE

RIDUZIONI

SPOSTAMENTI

DERIVAZIONI

INNESTI

COSTI D'INSTALLAZIONE

Denominazione Sigla Esecuzione mm Configurazione di

esecuzione

Pezzo rettilineo

adattatoreKt l < 1500

B

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CURVE

Sono elementi delle reti aerauliche che comportano un cambio di direzione delflusso d’aria. Dal punto di vista costruttivo, le curve sono composte da due elementi principali detti comunemente “sagoma” e “fascia” (vedi fig. 4 pag. 40 G.T. 1)

In questo caso, ai fini della loro esatta computazione di superficie, è necessario attribuire la prima quota di imputazione “a” alla dimensione identificata dal senso di rotazione sul piano, indipendentemente da come essa appare disegnata nellarappresentazione grafica.

Curve ritte. Sono contraddistinte dalla rotazione sul piano del lato maggiore della sezione trasversale della condotta. Vengono pure indicate col termine inglese “Hard” (ricavato dalla norma DW142 - HVCA).

Curve piane. Sono contraddistinte dalla rotazione sul piano del lato minore della sezione trasversale della condotta. Vengono pure indicate col termine inglese “Easy” (ricavato dalla norma DW142 - HVCA).



Altri parametri di cui bisogna tenere conto per l’applicazione della formula sono i seguenti:

- il raggio di curvatura “r” è impostato all’inizio della rilevazione e rimane costante per tutti i tipi di curve, come indicato nella Norma UNI 10381-2 (pag. 5).

- il lato che non ruota sul piano deve rimanere costante; laddove esista una variazione di dimensione su questo lato essa richiede l’inserimento di una riduzione di sezione posizionata a valle della curva; tale soluzione è resa necessaria ai fini del computo ma, in fase costruttiva, può essere realizzata una curva ridotta che, comunque, rappresenta un costo che è pari alla somma dei costi dei due pezzi speciali computati.

- se varia la dimensione del lato che ruota sul piano, deve essere assunta a riferimento la dimensione maggiore tra i due lati.

- occorre indicare l’angolazione della curva.

r = raggio di curvatura preimpostato

B = costante

Perimetro = 2(A+B)

Se A≠C si considera il maggiore

α può assumere i valori: 30° - 45° - 90° - 120° - 180°

S= [2(A+B)] x [(απ)/180] x (A+2r)

BS

BA

WS WA



La formula per il computo della superficie può essere così sintetizzata: Superficie S = perimetro per angolazione per lunghezza che può essere così riscritta:

S = [2(A+B)] x [(απ)] x (A + 2r) 180 2(A+B) = perimetro

(A + 2r) = lunghezza. Questa formula è una semplificazione della seguente: 2(A + r) dovuta alla lettura della lunghezza effettuata sull’asse della curva stessa 2

(απ) = angolazione. Assegnando in successione i valori 90°, 45° e 30° è facile180 vedere che la formula esprime, rispettivamente, i seguenti valori:

1,57 - 0,785 - 0,523; tali valori rappresentano un parametro di correzione della lunghezza del pezzo

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RIDUZIONI


Se B≠D si considera il maggiore

L= 0.1 + (A-C) x 2.5

dove 2.5 ≈ ctg 11° = 5.14455

S= 2 x (A+B) x L

RE

RC

US

RA

RS



La formula per il computo della superficie può essere così sintetizzata:

Superficie S = perimetro x lunghezza minima x lunghezza parametrata

che può essere così riscritta:

S = 2(A+B) x L

dove:

2(A+B) = perimetro

L = 0,1 + (A-C) x 2,5

0,1+(A-C) rappresenta la lunghezza minima del pezzo, rappresentata dai diecicentimetri di parti rettilinee necessari alla realizzazione delle giunzioni trasversalisommata alla differenza di dimensione dei lati, rispettivamente, di ingresso e diuscita dell’aria.

2,5 rappresenta invece la lunghezza parametrata, necessaria a compensare lalunghezza minima al fine di rendere la lunghezza calcolata più vicina alla realtà. Tale parametro è stato ottenuto considerando una riduzione eccentrica esviluppando la formula seguente:



posto che α = 11°, poiché in questo modo sono orientate tutte le normative dinostra conoscenza,

U = ctg 11° = 5,14455

tale valore è stato diviso per 2 e arrotondato a 2,5

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SPOSTAMENTI

r = raggio preimpostato (delle curve standard)

B = costante

Perimetro = 2(A+B)


S= 2 (A+B) x L


Superficie S = perimetro per lunghezza parametrata


ES

EA

DS

DA



S = 2(A+B) x L

dove:

2(A+B) = perimetro

L = 0,1 + (A + 2r) x 1,7

0,1 + (A + 2r) rappresenta la lunghezza minima del pezzo, individuatadal lato maggiore sommato ad una dimensione pari a due raggi interni di curva,equivalente ad uno spostamento realizzato con due curve a 90°.

1,7 rappresenta invece la lunghezza parametrata, necessaria a compensare la lunghezza minima al fine di rendere la lunghezza calcolata più vicina alla realtà. Tale parametro è stato ottenuto considerando uno spostamento che, al massimo, abbia un cambiamento della direzione dell’asse pari a 30°.

con α = 30°, U = ctg 30° = 1,73 arrotondato a 1,7

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DERIVAZIONI

S1 = [2(A3+B3)] x [(ap)] x (A3 + 2r) (1ª CURVA) 180 S2 = [2(A2+B2)] x [(απ)] x (A2 + 2r) (2ª CURVA)

180

S3 = [2(A1+B1)] x L2 (TRATTO RETTILINEO + RIDUZIONE)

dove L2 = A2+2r oppure A3+2r (considerando la maggiore)

MD

ND

DD

DE

DF BD




Superficie S = superficie S1 (1ª CURVA) + superficie S2 (2ª CURVA) + superficie S3 (TRATTO RETTILINEO) + superficie S4 (RIDUZIONE)

che possono essere così riscritte:

S1 = [2(A3+B3)] x [(απ)] x (A3 + 2r) (1ª CURVA)

180

S2 = [2(A2+B2)] x [(ap)] x (A2 + 2r) (2ª CURVA)

180

S3 = [2(A1+B1)] x L2 (TRATTO RETTILINEO +RIDUZIONE)

dove L2 = A2+2r oppure A3+2r ( considerando la maggiore)

dove la formula rappresenta la sommatoria di tre superfici calcolata secondo icriteri già esposti per ciascuna tipologia di pezzo speciale.

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INNESTI

La differenza tra derivazione ed innesto è data dal rapporto fra la portata del tronco principale e quella della derivazione. Se il rapporto Q2/Q1 (in cui Q1=portata tronco principale e Q2= portata derivazione) è inferiore a 1/10, si tratta d’innesto.

Questa regola vale per canali aventi rapporto dimensionale (A/B) fino a 1/4.

S= [2 (A+B)] x [(A/2)+r]


Superficie S = perimetro x lunghezza parametrata


S =[2 (A+B)] x [(A/2)+r]

dove:

SU

SA

IP

IS



2(A+B) = perimetro

[(A/2)+r] rappresenta la lunghezza parametrata, necessaria a compensare lalunghezza minima al fine di rendere la lunghezza calcolata più vicina alla realtà.

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COSTI DI INSTALLAZIONE DELLE RETI AERAULICHE

ANALISI DEGLI ELEMENTI DI COSTO

La stima di quanto verrà a costare il montaggio di una rete di condotte e dei relativiaccessori aeraulici costituisce frequentemente un motivo di forte difformità nelle valutazioni delle ditte installatrici.

Nella generalità dei casi la stima si basa sull’esperienza e sull’analogia con situazioni precedenti.

E’ tuttavia l’esigenza di disporre di strumenti analitici di stima che spinge alla ricerca di criteri univoci di valutazione nell’ambito delle aziende aderenti all’AS.A.P.I.A. (Associazione Nazionale tra Aziende Produttrici di condotte e componenti Aeraulici).

I metodi presentati, pur non essendo immuni da difetti, possono costituire validi riferimentinella maggior parte delle situazioni.

Anche escludendo la mano d’opera ausiliaria relativa a opere murarie, ponteggi equant’altro che, pur concorrendo agli oneri di installazione di una rete di condotte, nonfaccia parte dell’impiantistica aeraulica in senso stretto, i problemi di “discrezionalità” con cui ci si deve confrontare nel valutare il costo di installazione sono talmente ampi che sipuò giungere, a volte, a conclusioni economiche prive di un effettivo riscontro col risultatovalutato a conclusione dell’opera.

Pur se l’esperienza in tale campo può evitare - o meglio ridurre - il rischio di valutazioni economiche non “centrate”, il metodo del paragone con installazioni precedenti, contrariamente alle apparenze di “oggettività” che vorrebbe avere, è in realtà un metodo “soggettivo” dai contorni imprecisi. Infatti nessun impianto o tratto di rete aeraulica è uguale a un altro, e inoltre le condizioni di lavoro possono essere estremamente diverse.

Pensiamo ad esempio a reti aerauliche adducenti a centrali di trattamento di paripotenzialità e quindi a pari dimensionamento dei lati delle condotte che, eseguite con critericostruttivi simili, differiscono per lo sviluppo orizzontale e verticale della rete di condotte.

Pensiamo ai tempi di montaggio di una coppia di operai specializzati in condizioniclimatiche diverse (estate-inverno), in diverse condizioni di luce, con percorsi delle condottea soffitto, a parete o pavimento, per non dire della capacità e dei criteri di incentivazione dei montatori stessi (contrattisti o dipendenti). Si desume da ciò che il metodo del “paragone”presenta dei forti limiti.

Un altro metodo è quello di applicare coefficienti precisi al costo delle condotte “a piè d’opera” per ottenere il costo “in opera”, ricavando questi coefficienti da lavori eseguiti deiquali sia stata fatta una precisa analisi dei costi. Anche questo sistema ha come limite quelfattore di diversità che differenzia tutti gli impianti e che non può essere trascurato.



Da qui nasce la proposta di suggerire un metodo di calcolo di ispirazione più analitica dei precedenti, che non ha la pretesa di sostituirli, ma permette un’analisi più accurata e misurabile delle reali difficoltà di installazione che l’impianto presenta e una valutazione statistica dei tempi di posa in opera basati su condizioni standard.

Naturalmente anche questo sistema, basato su tabulati, ha l’inconveniente di essere meno preciso quanto più ci si discosta da condizioni operative “normali”, e va utilizzato quindi con la perizia, professionalità e discrezionalità che solo l’esperienza può dare e con il suggerimento da parte nostra di considerarlo un metodo di verifica di calcoli eseguiti conaltri sistemi e quindi da impiegarsi non “invece” ma “in più”.

Questo documento si propone come guida alla stima dei costi di installazione degli impiantiaeraulici. Non pretende di fornire un’elaborazione definitiva, ma al contrario richiede di essere perfezionato con i suggerimenti di tutti gli utilizzatori, per consentirne un più corretto e affidabile impiego alla determinazione preventiva dei costi di installazione.

Lo scopo che ci si prefigge non è quello di concorrere alla formazione di un listino prezzi,bensì di elaborare un tempario che possa essere fatto proprio dal maggior numeropossibile di aziende installatrici, laddove l’espressione dei tempi di posa anziché dei prezzi contribuirà a mantenere nel tempo la validità di questi dati, senza che essi siano influenzati dall’incidenza del costo della mano d’opera, che è variabile a fronte di fenomeni inflattivi e di fattori locali o di dimensioni dell’azienda installatrice.

Il documento vuole essere un punto di riferimento stabile nel tempo perché si possa successivamente giungere alla determinazione dei prezzi in opera dei singoli componentidegli impianti aeraulici.

Al fine di determinare il prezzo delle opere è quindi necessario moltiplicare il tempo indicatodalle tabelle per il costo della mano d’opera, tenere conto dei vari coefficienti di correzione (per le diverse situazioni e condizioni di difformità più oltre indicate), aggiungere le spese generali e infine considerare l’utile d’impresa.

La realizzazione di un programma software a ciò dedicato rientra nel progetto integrato di redazione dei computi metrici e di valutazione quantitativa delle offerte.

Ciò permetterà una determinazione univoca dei criteri di stima delle offerte, consentendo aciascuna azienda di integrare e personalizzare i dati, che potranno essere redatti eaggiornati rapidamente allo scopo di giungere alla redazione personale dell’offerta.

STIMA DEI TEMPI RIFERIMENTI PER L’UTILIZZO DELLE TABELLE

I valori indicati nelle tabelle sono basati sulle condizioni seguenti:

1) Condotte installate ad altezza compresa tra i 3,00 e i 4,00 m. da terra, in soffitti facilmente accessibili, in edifici liberi con aree interessate ai montaggi libere da ingombri a terra.

2) Assenza di pause forzate in corso di installazione prodotte dalla contemporaneità di posa di altri componenti nelle immediate prossimità



(impianti elettrici e tubazioni idrauliche, posa di pavimenti, controsoffitto o pareti modulari).

3) Utilizzo di materiali e attrezzature di posa di comune impiego (trabatelli, sollevatori per condotte).

Nel caso in cui tali condizioni non si verificassero occorre considerare opportuni fattori dicorrezione, dei quali viene data indicazione in ulteriori apposite tabelle.

I tempi di montaggio riportati nelle tabelle includono ove necessario:

1) PREPARAZIONE: verifica del disegno della committente, rilievi, lettura disegni e disposizioni in cantiere, tracciamento e controlli.

2) TRASPORTO: presa in consegna, scarico, classificazione dei pezzi ai piani di posa, distribuzione ai piani.

3) ASSSEMBLAGGIO: completamento della costruzione qualora i pezzi giungano al cantiere in più parti da assemblare (profilatura longitudinale SNAP-LOCK) per grandi dimensioni di condotte, oppure per riporto a misura delle condotte circolari ad aggraffatura spiroidale se rese al cantiere in lunghezze standard (3,00 - 4,00).

4) STAFFAGGIO: predisposizione dello staffaggio (posizionamento, fissaggio, supporto e allineamento dello staffaggio).

5) INSTALLAZIONE: sistemazione delle condotte alla quota di posa, assemblaggio dei singoli elementi, connessione con flangie e/o baionette, fissaggio al mensolame o ai tiranti, sigillatura giunzioni.

6) ACCESSORI: installazione dei componenti aeraulici accessori quali: giunti antivibranti, diffusori, bocchette, tubi flessibili.

I tempi di montaggio riportati nelle tabelle non includono:

1) Verniciatura, coibentazioni esterne, ripristini.

2) Tiro in alto delle condotte ai piani di posa.

3) Opere murarie per l’attraversamento di pareti divisorie in muratura.

4) Opere di falegnameria occorrenti per l’attraversamento di pareti attrezzate in legno e per il montaggio di bocchette di transito aria a porta.

5) Rimozione di materiali esistenti nelle aree di posa delle condotte.

6) Trasferte (intervalli per il pranzo, viaggi, vitto e alloggio, ecc...)

7) Prestazioni in orario straordinario.

8) Collaudi e assistenza all’avviamento degli impianti e prove di tenuta delle reti



aerauliche alle fughe d’aria.

9) Posa di coibentazioni e connessioni elettriche di messa a terra dei singoli tratti di condotte.

UTILIZZO DEI DATI

Come già accennato, i dati forniti non intendono sostituire quelli raccolti in proprio dai singoli utilizzatori, ma sono un punto di riferimento nell’ipotesi di ufficializzarli e consigliarne l’applicazione nella stesura dei contratti.

Tengono conto di tolleranze relative a normali tempi non produttivi e non devono essereutilizzati da soli per la stesura di piani di incentivi della manodopera o per la suapianificazione (cottimi) in deroga alle leggi e ai contratti di lavoro che tutelano lemaestranze dipendenti.

La stima dei tempi di montaggio viene effettuata secondo la procedura del metodo dei valori unitari.

Il metodo dei valori unitari comporta l’assegnazione di un valore preciso ai tempi diinstallazione per ogni dimensione di condotta e tipo di raccordo (curve, derivazioni, ecc...)

Le tabelle che seguono sono redatte applicando il metodo dei valori unitari.

Riprendendo la classificazione in categorie di costo delle condotte a sezione rettangolaree/o circolare, si può costruire la tabella seguente:

Tab. 1 - Tempi di posa per elementi di condotte rettilinee e raccordi a sezione rettangolare

Note:

1) I tempi di montaggio sono espressi in ore centesimali per sommatoria degli addetti al montaggio. Pertanto, ove la condotta ha dimensioni ridotte (classe 1) il tempo di montaggio prevede l’opera di un solo addetto. Ove la condotta risulta appartenere alla classe 5, il tempo di montaggio relativo è espresso come

CATEGORIA SEZIONE RETTANGOLARE LATO MAGGIORE (MM)

SEZIONE CIRCOLARE DIAMETRO (FINO A)

TEMPO DI MONTAGGIO (ORE)

1 150 - 300 300 0,50

2 400 - 700 700 0,80

3 800 - 1000 1000 1,15

4 1200 - 1400 1400 1,50

5 1600 - 2000 2000 2,80



sommatoria di n. 3 addetti.

2) Moltiplicando i tempi di montaggio espressi in tabella per la tariffa oraria si ottiene il costo a metro lineare del montaggio della condotta rettilinea appartenente alla categoria di riferimento.

Allo stesso modo possono essere espressi i tempi di montaggio dei componenti accessoridivisi in categorie di costo in funzione delle loro dimensioni:

A) GIUNTI ANTIVIBRANTI

B) SERRANDE TAGLIAFUOCO E DI REGOLAZIONE

E inoltre per quanto riguarda il montaggio di bocchette e diffusori, valgono le seguenti indicazioni:

CATEGORIA LATO MAGGIORE (MM) TEMPO DI MONTAGGIO

1 150 - 300 0,45

2 400 - 700 0,55

3 800 - 1000 0,75

4 1200 - 1400 0,90

5 1600 - 2000 1,45

CATEGORIA LATO MAGGIORE (MM) TEMPO DI MONTAGGIO

1 150 - 300 0,60

2 400 - 700 0,75

3 800 - 1000 0,90

4 1200 - 1400 1,45

5 1600 - 2000 2,20

DESCRIZIONE TEMPO DI MONTAGGIO



In condizioni differenti occorre correggere i valori facendo uso di quanto indicato nelle tabelle“fattori di correzione”.

Elenchiamo di seguito tre diverse categorie di fattori correttivi:

1) TIPO DI LAVORO

Si applicano a lavori relativamente brevi e definiti.

2) TIPO DI CANTIERE E ASSISTENZA

Si applicano alle tipologie del luogo di lavoro (altezza, estensione, ecc.)

3) FATTORI GENERICI

Sono quelli che possono avere incidenza sui costi di mano d’opera, quali la posizione geografica, le risorse disponibili attrezzature speciali, predisposizione di sistemi particolari di staffaggio entità del contratto in rapporto alla potenzialità operativa della ditta, stagione (ore di luce giornaliera e clima).

Questi tre tipi di fattori si applicano cumulativamente.

FATTORI DI CORREZIONE

TABELLA 1

Diffusori fino a 300 mm di diametro, bocchette a sezione fino a 300x300 mm installati con collare telescopico

0,60

Diffusori oltre 300 mm di diametro, bocchette a sezione oltre 300x300 mm installati con collare telescopico

0,80

Diffusori fino a 300 mm di diametro, bocchette a sezione fino a 300x300 mm installati direttamente sulla condotta

0,45

Diffusori oltre 300 mm di diametro, bocchette a sezione oltre 300x300 mm installati direttamente sulla condotta

0,65

TIPO DI LAVORO ALTEZZA (M) FATTORE DI CORREZIONE



TABELLA 2

TABELLA 3

Su ponteggi h = 3,00 1,00" h = 4,50 1,13

" h = 6,00 1,20

" h = 7,50 1,22

" h = 9,00 1,23

" h = 10,50 1,28

" h = 12,00 1,34

In cavedi h = 3,00 0,95

" h = 6,00 1,15

" h = 9,00 1,25

CONDIZIONI DI LAVORO FATTORE DI CORREZIONE

Luoghi di facile accesso 0,9 - 1,0

Spazi affollati 1,0 -1,5

Posizioni difficili e faticose 1,1 - 2,0

Su macchinari 1,1 - 1,25

In controsoffitti 1,1 - 1,25

Sotto pavimenti 1,1

In cunicoli h 2,00 m 1,5

CONDIZIONI DI LAVORO FATTORE DI CORREZIONE

piano interrato 1,04

piano terra - 1° piano 1,00

2° piano - 3° piano 1,04




TABELLA 4

TABELLA 5

TABELLA 6


10° piano - 12° piano 1,15

13° piano - 15° piano 1,20

16° piano - 18° piano 1,22

RIDUZIONE DI RESA PER LAVORO PROLUNGATO

FATTORE DI CORREZIONE

fino a 45 h/settimana 1,00






LAVORI IN ORARIO STRAORDINARIO


serale e prefestivo 1,30

notturno e festivo 1,50

a turni diurni 1,15

a turni notturni 1,65

LUOGHI DI LAVORO FATTORE DI CORREZIONE

nuovi cantieri 1,00 edifici esistenti (ristrutturazioni) 1,10 - 1,25

edifici occupati con limitazioni di rumore



TABELLA 7

1,20 - 1,50

lavori ripetitivi 0,75 - 1,00

DISTANZA DEI CANTIERI DALLA SEDE DELL’AZIENDA


60 km 1,05 90 km 1,10 150 km 1,15 300 km 1,20

600 km 1,50

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