FIRE 62 N. 6 - SETTEMBRE 2002

Spegnimento Reti idranti

NICOLA MAROTTASPECIALISTA IN SICUREZZA E PROTEZIONE INDUSTRIALE. ASSISTENTE ALLA DIDATTICA FACOLTÀ DI INGEGNERIA UNIVERSITÀ STUDI PISA

Le manichette antincendio di mandata sono tubazioni flessi-bili aventi diametro nominale da 45 e 70 mm, per pressioni di esercizio fino a 1,2 MPa, utiliz-

zate nelle reti idriche antincendio per portare l’acqua dagli idranti al luogo dell’intervento dove si è sviluppato l’incendio. Sono formate da spezzoni di tubo di 20 m da collegare, secondo la UNI 7422, alla relativa coppia di raccordi UNI 804; costituiscono quindi il mezzo più idoneo di congiunzione tra le bocche degli idranti e le lance

Le manichette antincendio secondo la nuova versione della UNI 10779

Lo scorso maggio è stata pubblicata la nuova versione della norma UNI 10779 “Reti idranti antincendio: progettazione, installazione ed esercizio”, che, rispetto alla precedente, vede modificati i punti relativi ai requisiti per gli impianti, all’installazione e ai collaudi

idriche. La nuova versione della norma UNI 10779 del maggio 2002 sulle reti di idranti, che sostituisce la UNI 10779 del 1998, in conformità al D.M. 30.11.83, definisce la tubazione flessibile come un “tubo la cui sezione diventa circo-lare quando viene messo in pressione e che è appiattito in condizioni di riposo”. La nuova edizione della UNI 10779, per gli idranti a colonna sopra-suolo, sottosuolo e a muro, prevede espressamente la dotazione di una tubazione flessibile conforme alla norma CNVVF-CPAI-UNI 9487 edita

nell’aprile del 1989 e intitolata ”Tu-bazioni flessibili di DN 45 e 70 per pressioni di esercizio fino a 1,2 MPa”.

Quest’ultima norma UNI detta i requisiti e le prove alle quali devono soddisfare le tubazioni da impiegarsi nelle reti idriche antincendio.

Caratteristiche e requisiti

Sono costituite essenzialmente da due strati di cui uno interno e uno esterno (è consentita anche l’interpo-

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5 CHE COSA SONO Le manichette antincendio

di mandata sono tubazioni flessibili aventi diametro nominale da 45 e 70 mm, utilizzate nelle reti idriche antincendio per portare l’acqua dagli idranti al luo-go di intervento.

5 UNI 10779, NUOVA VERSIONE La nuova UNI 10779 dello

scorso maggio sulle reti di idranti, che sostituisce la UNI 10779 del 1998, defini-sce la tubazione flessibile come un “tubo la cui sezio-ne diventa circolare quan-do viene messo in pressio-ne e che è appiattito in con-dizioni di riposo”.

5 DOTAZIONI La nuova UNI, per gli idranti

a colonna soprasuolo, sot-tosuolo e a muro, prevede espressamente la dotazio-ne di una tubazione flessi-bile conforme alla norma CNVVF-CPAI-UNI 9487 edita nell’aprile del 1989.

pillolesizione di uno strato intermedio tra lo strato esterno e quello interno). Lo strato interno è impermeabile, solita-mente di gomma sintetica di spessore variabile, ed è protetto esternamente da un rivestimento costituito da una calza flessibile in fibre tessili sinteti-che (poliestere o poliammide ad alta tenacità), composta da ordito e trama in spirale continua e uniforme tale da formare un’armatura compatta e regolare lungo tutto il perimetro della tubazione.

Presentano bassa scabrezza per contenere le perdite di carico, mode-rato peso ed elevata pieghevolezza per ragioni di maneggevolezza ed elevata resistenza alla pressione per evitare perdite o trasudamenti.

Quando non sono in pressione presentano una forma schiacciata offrendo in tal modo la possibilità di essere piegate e facilmente arrotolate (Fig. 1); in pressione assumono una sezione circolare.

Al contrario di quelle grezze senza rivestimento gommato utilizzate nel passato (di cotone, lino o canapa), con buona resistenza all’abrasione ma soggette ad ammuffire se riposte ancora umide, le manichette di recente fabbricazione presentano caratteristi-che di ottimo livello di impermea-

l’idrante o per il collegamento ad altra precedente manichetta). La rac-

un idoneo strato esterno sovrapposto di protezione impermeabilizzante.

Ogni tubazione flessibile norma-lizzata deve riportare, in modo sta-bile e indelebile, oltre al nome del costruttore, al diametro nominale, alla lunghezza e all’anno di costruzione, anche il riferimento alla Norma UNI 9487 (Fig. 2).

I requisiti che le tubazioni flessibili devono soddisfare sono riassunti nellla tabella 1, tratti dalla stessa norma UNI 9487.

In esso sono riportate le caratteri-stiche specifiche che devono rispettare alla pressione di lavoro di 12 bar: dia-metro, peso, lunghezza e dilatazioni percentuali ecc.

bilità e di resistenza all’abrasione, maggior resistenza alla putrefa-zione (formazione di muffe) e non richie-dono asciugatura; tale operazione viene tut-tavia sempre consiglia-ta per ovvie ragioni di durata nel tempo.

Hanno normalmen-te pressioni di esercizio di 12 ÷ 20 bar (a secon-da del tipo), mentre la pressione di scoppio è di circa 42 ÷ 50 bar. So-no dotate a un’estre-mità di un raccordo fi-lettato maschio a nor-ma UNI che avanza sempre verso l’incendio (per l’accoppiamento con la lancia che porta sempre la filettatura femmina o il collega-mento ad altra succes-siva manichetta), e al-l’altra estremità di un raccordo filettato fem-mina a norma UNI (per l’attacco alla presa del-

Le portate che pos-sono trasportare sono commisurate al loro dia-metro interno, in modo che la velocità dell’acqua non raggiunga alti valori che produrrebbero per-dite di carico troppo ele-vate ed eccessive sovra-pressioni.

Le tubazioni da 45 mm vengono solitamen-te usate per portate fino a 100 ÷ 200 litri al mi-nuto, mentre quelle da 70 mm per portate che possono arrivare fino a fino a 600 ÷ 800 lt/min.

In commercio è pos-sibile trovare anche ma-nichette con diametri o lunghezze diverse da quelle indicate, ma sono poco utilizzate e non so-no normalizzate.

In ambienti con pre-senza di agenti aggressi-vi o dove è prevista una notevole usura superfi-ciale è necessaria, per la tubazione, la presenza di

cordatura è realizzata tramite filo di acciaio zincato fissato saldamente e coperta da un manicotto di gomma a prote-zione delle mani dell’operato-re. Le manichette antincendio di mandata normalizzate sono di diametro DN 45 e DN 70, in spezzoni della lunghezza di 20 m; gli spezzoni sono corredati, come già detto, di raccordi in bronzo che consentono tra l’al-tro di effettuare i collegamenti tra diverse manichette (stendi-menti), per poter raggiungere lunghezze superiori.Figura 1 - Manichetta antincendio avvolta in doppio

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Le tubazioni dovranno inoltre presentare una pressione di scoppio superiore o uguale al valore di 42 bar.

Sottoposto alla pressione di prova (due volte la pressione di lavoro) di 24 bar per 2 minuti, uno spezzone di tubazione non dovrà presentare trasudamenti o perdite.

Altre caratteristiche che vengono accertate e che hanno dei limiti prefis-sati sono:

resistenza al mutuo distacco tra calza e rivestimento interno impermeabilizzante

resistenza alle alte temperature (200° per 5 minuti)

resistenza alle basse temperature (-20° per 4 h)

invecchiamento (168 h a 70 °C)

Alcuni di questi valori vengono forniti dalle case costruttrici.

Perdite di carico nelle manichette

Una tubazione flessibile in pressio-ne può essere studiata come una con-dotta orizzontale a sezione costante. Se consideriamo il moto uniforme di un fluido attraverso un condotto orizzontale a sezione costante osser-viamo che si verifica, con riferimento ad una lunghezza L, un abbassamento della pressione pari a Yc dovuta alla resistenza di attrito che incontra il fluido nel suo movimento. Questo abbassamento di pressione viene chia-mato perdita di carico (Fig. 3).

Nella letteratura tecnica l’espres-sione più generale che lega la perdita di carico J per unità di lunghezza

Tabella 1

Requisiti delle tubazioni flessibili

Requisito Unità di misura Tubazione da 45mm 70 mm

Lunghezza dello spezzone elementare m 20±0,5% 20±0,5%

Diametro interno mm 45±0,5 70±01

Massa lineica Kg/m ≤0,4 ≤0,6

Diametro del rotolo cm ≤ 50 ≤60

Resistenza al distacco (tra il rivestimento N ≥15 ≥15

impermeabilizzante e la calza tessile)

Variazioni di lunghezza e diametro alla pressione di 1,2 Mpa - ≤5% ≤5%

Angolo di torsione sotto pressione - Non presentare Non presentare

torsione antioraria torsione antioraria

Impermeabilità alla pressione di 2,4 Mpa - Nessuna perdita Nessuna perdita

Resistenza allo scoppio MPa ≥4,2 ≥4,2

Resistenza alle alte temperature °C ≥200 ≥200

Resistenza alle basse temperature

Impermeabilità a 2,4 Mpa - Nessuna perdita Nessuna perdita

Resistenza allo scoppio MPa ≥3,2 ≥3,2

Invecchiamento

Impermeabilità a 2,4 Mpa - Nessuna perdita Nessuna perdita

Resistenza allo scoppio MPa ≥3,2 ≥3,2

Resistenza al distacco N ≥12 ≥12

Raggio di curvatura minimo alla pressione di 1,2 Mpa mm 900 1400

Figura 2 - Riferimento normativo impresso sulla manichetta

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funzione, in generale, della scabrezza relativa del tubo (ε/D) e del numero di Reynolds:

(2)

con ρ = densità e µ = viscosità dinamica del fluido.

Per il calcolo di λ si può utilizzare la formula generale di Colebrook-White valida per tutti i tipi di tubi:

(3)

La (3) ha l’inconveniente di non consentire la valutazione diretta di λ, ma di richiedere successive iterazioni di calcolo. Sostituendo nella (1) la velocità media v con il valore ricavato dalla Q= v.A (ove A = πD2/4 è l’area della sezione della condotta) otteniamo la formula comunemente usata nel calcolo delle perdite di carico per questi tipi di tubazione:

(4)

Il coefficiente β dipende dalla sca-brezza del materiale della condotta e per esso sono state condotte nel passato prove sperimentali per lo più presso il Laboratorio di Idraulica Applicata

del Centro Studi ed Esperienze del Corpo Nazionale dei Vigili del Fuoco di Capannelle - Roma. Per tubazioni con rivestimento gommato, il coefficiente β differisce a seconda delle caratteristiche con cui è realizzata la tubazione (trama, ordito, tessitura, ecc.).

Nel caso di rivestimento gommato liscio si può ritenere valida, in prima approssimazione, la formula attribuita a Marchetti:

(5)

che nel caso di tubazioni con rivesti-mento gommato non liscio diviene:

(6)

ove abbiamo indicato con Q la portata in m3/s, D il diametro in m e J la perdita di carico in m3/m.

La (5) e la (6) sono valide indif-ferentemente per diametri DN 45 e DN 70. Ciò è dovuto al fatto che il coefficiente β che compare nella formula è un valore medio; lo stesso per ciascuna serie di valori afferenti i due diversi diametri.

Nella tabella 2 sono riportate le perdite di carico in m di H20 per 100 metri di tubazione flessibile da 45 e 70 mm (5 spezzoni da 20 m con raccordi) determinate con la (5) e la (6).

In generale si può tuttavia af-fermare, come risulta chiaro dalla trattazione sin qui esposta, che le perdite di carico:

Figura 3 - Rappresentazione grafica della perdita di carico lungo uno stendimento

L della condotta di un fluido incomprimibile in moto permanente (J=Yc/L), è quella di Darcy-Weisbach:

(1)

avendo indicato con D diametro della condot-ta, v la velocità media della corrente, g l’acce-lerazione di gravità e λ un coefficiente adimen-sionale di resistenza,

J =2g Dλν2

Re = ρ νD/µ

J = βQ2

D5

J = 0,0017Q2

D5

J = 0,0021Q2

D5

√λ1 = -2 log √λ

2.51Re

+ ε/D3.71[ ]

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Tabella 2

Perdite di carico nelle manichette internamente gommate

Perdita di carico in m di H2O per 100 m di stendimento

Rivestimento gommato Portata liscio non liscio l/m β = 0,0017 β = 0,0021 DN 45 DN 70 DN 45 DN 70 100 2,6 3,2 125 4 4,9 150 5,8 7,1 200 10,2 1,1 12,6 1,4 250 16 1,8 20 2,2 300 23 2,5 28,4 3,1 350 3,4 4,3 400 4,5 5,5 450 5,7 7 500 7 8,7 550 8,5 10,5 600 10,1 12,5 650 11,9 14,7 700 13,8 17 750 15,8 19,5 800 18 22,2

della tubazione raddoppiando la porta-

ta, aumentano di circa 4 volte

a parità di lunghezza e portata aumentano al di-minuire del diametro

a parità di portata, deter-minano su 20 m di sten-dimento DN 45, la stessa cadiente piezometrica ri-levabile su 200 m circa di stendimento DN 70

I valori delle perdite di carico così determinati, pur validi nelle applicazioni pra-tiche, devono considerarsi approssimati, non solo per le motivazioni dette in prece-denza, ma anche perché non tengono conto dell’elasticità della tubazione, ovvero del-la variazione di diametro (deformazione trasversale) e dell’allungamento (defor-mazione longitudinale) che si verificano a seguito della

Messa in opera delle manichette

Le manichette antincendio vengono poste all’interno di ap-posite cassette e avvolte in dop-pio (partendo dalla mezzeria della manichetta) per renderne più agevole lo stendimento.

L’avvolgimento in doppio si ottiene piegando la mani-chetta in due e sovrapponendo una parte all’altra in modo da affiancare i due raccordi maschio e femmina. L’arroto-lamento avviene a partire dalla piegatura fino ad arrivare ai raccordi, con la femmina verso l’esterno del rotolo sporgente leggermente rispetto al ma-schio. Il diametro del rotolo, che così viene a formarsi, non deve essere maggiore di 50 cm. All’interno della cassetta non è necessario tenere col-legate permanentemente la

Figura 4 - Stendimento di una manichetta

risultano maggiori quanto più le pareti della tubazione sono scabre

sono proporzionali alla lunghezza

incrociato o diagonale; in quest’ultimo caso il relativo β risulta inferiore e minori risultano le perdite di carico

a parità delle altre condizioni. La stessa deformazione provoca anche un aumento della lunghezza, che comporta a sua volta un aumento delle perdite, mentre un aumento della sezione (deformazione trasversale) determina una loro diminuzione.

A tal riguardo si può aggiungere che, essendo le perdite di carico inver-samente proporzionali alla quinta potenza del diametro e dipendenti solo linearmente dalla lunghezza, le conseguenze relative alla variazio-ne di sezione sono da considerare di gran lunga più rilevanti rispetto alla variazione delle perdite relative all’allungamento.

Si deve poi infine considerare che l’esistenza dei raccordi presenti lungo tutto lo stendimento è causa di perdite di carico concentrate.

variazione di pressione. Una trattazione rigorosa, che esula tuttavia dagli scopi del presente articolo, esigerebbe un’analisi più approfondita.

Infatti la deformabilità della tubazione a seguito dell’au-mento di pressione comporta una variazione della scabrezza relativa della tubazione causato dalla diminuzione dello spesso-re del tubo, con aumento del coefficiente β e conseguente va-riazione delle perdite di carico, tanto maggiori quanto più la tubazione è elastica. Un’altra causa che determina una varia-zione di β è il tipo di tessitura:

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manichetta al rubinetto dell’idrante e alla lancia idrica (come invece era espressamente previsto dalla pre-cedente versione della UNI 10779), perché in tal caso le operazioni di srotolamento e messa in opera risulte-rebbero più laboriose.

Nello stendimento di una mani-chetta si deve avere l’accortezza di tenere il raccordo femmina verso l’idrante e il raccordo maschio verso la lancia (il maschio corre sempre verso l’incendio) (Fig. 4). Lo stendimento delle manichette è un’operazione che deve essere effettuata nel più breve tempo possibile; si esegue normal-mente compiendo alcune semplici ma importanti operazioni:

impugnare il rotolo della mani-chetta con le due mani

srotolare la manichetta piegata in doppio lanciandola nella direzione desiderata, avendo l’accortezza di tenere saldamente con una mano i raccordi filettati

collegare il raccordo filettato fem-mina alla bocca dell’idrante da cui si vuole prelevare l’acqua

afferrare il raccordo filettato maschio con una mano e correre nella dire-zione desiderata per stendere la ma-nichetta in tutta la sua lunghezza

zione flessibile, avendo cura di serrare i relativi raccordi

collegare il maschio dell’ultimo spezzone di tubazione con il rac-cordo femmina della lancia idrica che consentirà di dirigere il getto sull’incendi.

Dopo l’uso le manichette devono essere lavate, pulite, asciugate e riposte nelle apposite cassette, pronte per un successivo impiego.

controllare che non vi siano strozzature o avvitamenti che possano ostruire il passaggio dell’acqua e provocare inde-siderate perdite di carico

procedere con l’eventuale unione di prolunghe, colle-gando in successiva serie uno o più spezzoni di tuba-