Serbatoi e torrini piezometrici

Riccardo Rigon

Serbatoi per acquedotti

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Wednesday, May 16, 12

Serbatoi

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Sommario

Riccardo Rigon


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Sommario

• Nella lezione presente impareremo la struttura schematica di un serbatoio di compenso

Riccardo Rigon


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Sommario

• Nella lezione presente impareremo la struttura schematica di un serbatoio di compenso

• Si vedranno naturalmente dei semplici metodi di dimensionamento dei volumi dei serbatoi

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Serbatoi

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Tra le opere di trasporto e la rete di distribuzione sono

interposti i serbatoi i quali assolvono essenzialmente alle

seguenti funzioni:

• disconnettere idraulicamente l’opera di adduzione dalla

rete di distribuzione. Nel caso di reti a serbatoio terminale,

come si vedrà in seguito, tale funzione è assolta dalle torri

piezometriche;

• fissare il piano dei carichi sulla rete di distribuzione;

Generalità

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Tra le opere di trasporto e la rete di distribuzione sono

interposti i serbatoi i quali assolvono essenzialmente alle

seguenti funzioni (continua):

• compensare la variabilità delle portate richieste dalla rete

rispetto alla costanza della portata addotta dall’acquedotto;

• assolvere la funzione di riserva e soddisfare i fabbisogni

ordinari nei periodi di interruzione, accidentale o

programmata, dell’acquedotto;

•sopperire alle richieste straordinarie della rete per lo

spegnimento di incendi.

Generalità

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Tipologie dei serbatoi

after Da Deppo et al.

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Serbatoi di testata e di estremità

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Un sistema reale


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Un sistema reale


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Dimensionamento del serbatoio di compenso giornaliero :

volume di riserva Cr

La capacità del serbatoio associata ad interruzioni dell'acquedotto per

fatti accidentali e' detto Volume o Capacità di riserva, Cr.

Valutando in un giorno il tempo necessario per la riparazione di

eventuali guasti

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Dimensionamento del serbatoio di compenso giornaliero :


La portata nel giorno di massimo consumo

Per una popolazione Pn di 3000 abitanti con dotazione idrica di 275 l abitanti/

giorno

La capacità di riserva è, allora:

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Dimensionamento del serbatoio di compenso giornaliero


Per una popolazione di 200000 mila abitanti, la dotazione idrica pro-capite cambia a:

conseguentemente:

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La portata nel giorno di massimo consumo è:

Allora:

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1. Area di livello 1 o classe A : comprende edifici di civile

abitazione, luoghi di culto, alberghi (con esclusione delle centrali

termiche), impianti sportivi. L’impianto deve garantire il funzionamento

di due idranti con lancia DN45 con portata per ciascun idrante di 2 l/s ed

una pressione residua di 2 bar (20 m di colonna d’acqua) per almeno 30

minuti.

Dimensionamento del serbatoio di compenso giornaliero:

volume anti incendio Ci

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2. Area di livello 2 o classe B : stabilimenti industriali e

commerciali con materiali di ordinaria combustibilità. Per

questo tipo di aree deve essere previsto oltre un impianto interno

anche una rete esterna che deve garantire il funzionamento di non

meno di quattro idranti con lancia DN70 con portata per ciascun

idrante di 5 l/s ed una pressione residua di 4 bar (40 m di colonna

d’acqua) per almeno 60 minuti.



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3. Area di livello 3 o classe C: in queste aeree rientrano particolari

opifici per la lavorazione, confezionamento e deposito di

materiali infiammabili. Per questo tipo di aree deve essere previsto

oltre un impianto interno anche una rete esterna che deve garantire il

funzionamento di non meno di sei idranti con lancia DN70 con portata

per ciascun idrante di 5 l/s ed una pressione residua di 4 bar (40 m di

colonna d’acqua) per almeno 120 minuti.



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Idranti

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Allora, per un piccolo centro abitato (fino a 3000 abitanti):

n = numero di abitantiqi = portata fornitath = durata della fornitura

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Ipotizzando l'utilizzo contemporaneo di due idranti DN45 con portata complessiva di 4 l/s per una durata di 3 ore:

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Per una popolazione maggiore



Allora per un centro di 200000 abitanti:

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volume di compenso Cc

La determinazione del Volume o Capacità di compenso Cc da assegnare al

serbatoio affinchè la domanda d'acqua risulti soddisfatta, è governata dalla

equazione di continuità:

qa è la portata assunta costante che proviene dalle captazioni

qu è la portata richiesta dalla rete di distribuzione

Cc il volume di compenso

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Nei periodi in cui qa > qu la fornitura alla rete è garantita. Viceversa, nei

sottoperiodi, di durata complessiva ti in cui qa < qu la fornitura alla rete

deve essere garantita dal serbatoi che pertanto deve avere stoccata una

quantità d’acqua almeno pari a:

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Nel caso in cui non si conosce con precisione la funzione qu(t) , legata alle abitudini degli utenti ed alla variabilità nel tempo delle stesse, per la determinazione della Cc viene fatto spesso rife- rimento a dati assunti da rilevamenti che hanno portato alla seguente valutazione statistica di correlazione tra Cc e q

a: ricordato che la portata addotta nel serbatoio è, generalmente, la potata media del giorno dei massimi consumi :

Cc =924

86.4 Qgm3

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Vs = Cc + max(Ci + Cr)

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Se si posseggono però rilevamenti dei consumi, è possibile determinare direttamente il volume richiesto.

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massimo invaso

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minimo invaso

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V (t) =�⇤ t

0Qin(t) dt

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volume di compenso

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Serbatoio di testata schema idraulico

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Saracinesca


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Direttamente alla rete


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Alla rete


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Alla fognatura


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Valvola di non ritorno


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Serbatoio di estremità: schema idraulico

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Serbatoi: esempi costruttivi

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Torrino piezometrico o no ?

I torrini piezometrici hanno un elevato impatto visivo e quindi ci si può

chiedere se siano necessari.

Poichè modernamente gli impianti di pompaggio sono molto sofisticati,

almeno in teoria, il fabbisogno idrico potrebbe essere pompato direttamente

in rete con il vantaggio di poter variare la pressione in funzione della

richiesta, con notevoli risparmi di energia.

In effetti, quando il torrino c’e’, può essere, a questo scopo, “bypassato” dal

sistema di pompaggio, e si conoscono, alcuni casi nei quali si è effettivamente

eliminato il torrino.

In attesa di conferme sull’affidabilità di questi sistemi senza torrino piezometrico,

bisogna certamente rilevare che il sistema serbatoio + torrino piezometrico

rappresenta un sistema forse non economico ma affidabile.

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