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I canali d’ariaI canali di distribuzione dell’aria svolgono una
funzione essenziale e costituiscono una voce molto
significativa del costo d’acquisto e d’esercizio di un
impianto di climatizzazione. La loro progettazione,
costruzione e installazione, nonché il bilanciamento,
devono quindi essere eseguiti con grande
attenzione e cura.
Luca Stefanutti
I canali sono utilizzati per la distribuzione dell’aria dalle unità di tratta-
mento fino all’ambiente da climatizzare e, viceversa, per la ripresa del-
l’aria dall’ambiente e la sua espulsione o ricircolo.
Dato che la portata d’aria immessa in ambiente dovrebbe essere molto
prossima a quella di progetto, i canali devono essere realizzati in mo-
do da ridurre al minimo le perdite di carico e le fughe d’aria lungo il
percorso. Ciò garantisce non solo il raggiungimento delle condizioni di
progetto di comfort ambientale ma anche il contenimento dei consumi
energetici. Non è infatti più accettabile il metodo, una volta in uso, di
sovradimensionare le portate d’aria del 10-15% per tenere conto delle
perdite, in quanto ciò significa utilizzare canalizzazioni e centrali di tratta-
mento più grandi e rumorose, e quindi un maggiore consumo energeti-
co sia dei ventilatori sia per il riscaldamento ed il raffreddamento dell’aria
(e di conseguenza quello di gruppi frigoriferi e caldaie).
Le canalizzazioni vengono classificate in funzione dei seguenti parametri:
velocità e pressione d’esercizio;
tenuta all’aria;
materiali di costruzione.
Velocità e pressione
Si definiscono a bassa velocità i canali percorsi da aria con valori inferiori
a 10 m/s, mentre quelli ad alta velocità arrivano fino a valori di 25 m/s.
Negli impianti di climatizzazione per edifici commerciali e residenziali il
massimo valore accettabile della velocità dell’aria nei canali di mandata
dipende essenzialmente dall’esigenza di garantire basse perdite di ca-
rico (e contenere quindi i consumi energetici dei ventilatori) nonché un
ridotto impatto acustico, in particolare nei tratti posti all’interno degli
■
■
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Tab. 1 - Velocità massime raccomandate nei canali di mandata e di ripresa per diverse tipologie di applicazioni.
ApplicazioneCanali
principali m/s
Canali
secondari m/s
Uffici direzionali
Biblioteche5-6 4-5
Uffici open space
Ristoranti
Banche
6-7 5-6
Alberghi
Ospedali4-5 3-4
TeatriAuditorium 3,5-4 2,5-3,5
Negozi - Bar 6-9 5-8
Industrie 6,5-11 5-9
ambienti. La tabella 1 indica le velocità mas-
sime raccomandate per i canali di mandata
nei tratti principali (installati nelle centrali
tecniche e nei cavedi) e nei tratti secondari
(installati in ambiente), in funzione del tipo
di applicazione. Si definiscono a bassa pres-
sione i canali con valori inferiori a 900 Pa, a
media pressione quelli con valori compre-
si tra 900 e 1.700 Pa, e ad alta pressione
quelli con valori superiori a 1.700 Pa. Nel
campo della climatizzazione la pressione to-
tale è in genere limitata a 2.000 Pa per mo-
tivi energetici e di rumorosità, mentre negli
impianti industriali si può arrivare a pressioni
di 7.000 Pa. Negli Stati Uniti per i canali uti-
lizzati nelle applicazioni commerciali e nel
terziario si identificano 8 classi di pressione
da ±125 Pa fino a ±2.500 Pa.
Il valore di pressione che identifica la clas-
se del canale è quello effettivo, non quello
di progetto del ventilatore; pertanto, per
reti estese, si possono avere diverse classi
di pressione nella stessa canalizzazione. La
classe di pressione deve essere chiaramente
indicata sui disegni esecutivi.
La tenuta
Le perdite d’aria dai canali possono essere
definite come la differenza tra la portata
complessiva dell’impianto di trattamento,
stabilita in fase di progettazione, e quella ef-
fettivamente distribuita attraverso i terminali
di diffusione. Il fenomeno delle perdite ri-
guarda indifferentemente impianti di piccole
e grandi dimensioni ed è causato da un’ese-
cuzione non corretta dei canali e da una ve-
rifica non adeguata della tenuta sia durante
la costruzione sia in sede di collaudo.
Tutti i sistemi di distribuzione dell’aria sono
soggetti a perdite che si verificano lungo il
percorso, in particolare lungo le giunzioni
tra le diverse sezioni. E’ frequente incontrare
nei capitolati di progetto la richiesta di cana-
li ”a perfetta tenuta”, senza ulteriori chia-
rimenti circa le metodologie da seguire per
fare in modo che tale condizione sia soddi-
sfatta. In realtà non esistono canali a tenuta
totale, a meno che le giunzioni longitudinali
e trasversali non siano ”stagnate” o saldate,
tecniche che non sono più in uso nella rea-
lizzazione delle giunzioni. Risulta quindi più
corretto stabilire il grado di tenuta dei canali
in funzione del tipo di applicazione.
La norma UNI EN 12237 considera quattro
classi di tenuta, come riportato nella tabella 2.
La norma UNI EN 13779 specifica a sua
volta che la classe A può essere adottata
solo per condotte a vista in ambiente e per
valori di pressione statica (ps) non superiori
a 150 Pa, mentre la classe D deve essere uti-
lizzata per applicazioni speciali. In pratica è
sempre consigliabile realizzare canalizzazioni
aventi almeno una classe di tenuta C.
Le perdite d’aria dai canali comportano vari
effetti negativi che provocano un aumento
Tab. 2 - Classi accettabili di tenuta per le condotte aerauliche secondo la norma UNI EN 12237.
Classi di
tenutaValori limite della pressione statica (ps) Pa
Massima perdita
consentita
m3/(s m²)positiva negativa
A 500 500 0,027. pt0,65 .10-3
B 1.000 750 0,009. pt0,65 .10-3
C 2.000 750 0,003. pt0,65 .10-3
D 2.000 750 0,001. pt0,65 .10-3
del consumo energetico dell’impianto.
Il più importante è costituito dal fatto che il
ventilatore della centrale di trattamento de-
ve muovere una maggiore quantità d’aria
per poter neutralizzare il carico termico, e
ciò comporta un aumento non lineare del
consumo di energia da parte del ventilatore.
La potenza assorbita dal ventilatore aumen-
ta infatti in funzione della portata secondo
un fattore esponenziale compreso fra 2 e 3.
Usando un valore medio di 2,4 una perdita
d’aria del 15% si traduce in un aumento del
40% del consumo di energia del ventilatore.
I materiali
I requisiti fondamentali per i materiali utiliz-
zati per la realizzazione delle canalizzazio-
ni sono i seguenti: ottima tenuta; ridotta
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rugosità interna per ridurre le perdite di
carico distribuite; basso accumulo di pol-
vere e sporcizia, facilità di pulizia; resi-
stenza meccanica; elevata durata; bassa
igroscopicità; incombustibilità; resistenza
alla corrosione; ridotto peso.
In base al materiale utilizzato per la co-
struzione i canali d’aria possono essere
classificati nelle seguenti tipologie: canali
in lamiera; canali in materiale plastico;
canali preisolati; canali in tessuto.
Canali in lamiera
Per la costruzione dei canali in lamiera pos-
sono essere impiegati i seguenti materiali:
acciaio zincato; acciaio inox; acciaio ver-
niciato e preverniciato; zinco alluminio e
alluminio.
L’acciaio zincato è il materiale di gran lunga
più utilizzato. Gli altri materiali vengono in-
fatti adottati soltanto quando è necessario
garantire un’elevata resistenza alla corrosio-
ne o all’azione di atmosfere aggressive.
Rigidezza e stabilità dei canali sono tra i re-
quisiti fondamentali per la costruzione di
una rete aeraulica. Lo spessore della lamiera,
come pure le altre caratteristiche costruttive
(rinforzi, tipologie di aggraffature e di giun-
zione), deve essere stabilito in funzione delle
dimensioni e dei valori di pressione e veloci-
tà dell’aria alle quali il canale è sottoposto.
In base allo spessore, alla dimensione in se-
zione e alla lunghezza si determina il peso di
una rete aeraulica. Il valore così calcolato si
riferisce alle sole condotte e non tiene conto
di elementi accessori quali profili, sostegni,
flange e deflettori che comportano un au-
mento di circa il 15% del peso complessivo.
Una rete aeraulica si compone di due ele-
menti fondamentali: tratti rettilinei e rac-
cordi. I tratti rettilinei si distinguono a loro
volta nei tratti modulari a sezione costante
(di lunghezza pari a 1,5 metri se a sezione
rettangolare e pari a 3 metri se a sezione
circolare) e nei tratti adattori.
Per raccordi si intendono componenti quali
curve, riduzioni di sezione, trasformazioni
(passaggio di forma da rettangolare a circo-
lare o viceversa), derivazioni ed innesti.
Gli accessori comprendono condotti flessi-
bili, giunti antivibranti, equalizzatori di flus-
so, serrande di regolazione e tagliafuoco
o tagliafumo, silenziatori, supporti antivi-
branti, porte e pannelli di ispezione, tappi
di scarico e stazioni per la misura di portata,
temperatura e pressione. I cambiamenti di
direzione devono essere eseguiti mediante
curve ad ampio raggio, con rapporto non
inferiore ad 1,25 fra il raggio di curvatura e
la dimensione della faccia del canale paralle-
lo al piano di curvatura. Qualora per ragioni
di ingombro sia necessario eseguire curve a
raggio stretto, queste devono essere munite
internamente di alette deflettrici per il con-
vogliamento dei filetti di aria allo scopo di
evitare fenomeni di turbolenza.
Tutte le canalizzazioni, anche se correnti non
in vista, vengono contraddistinte da etichet-
tatura e da apposite targhette che indica-
no il circuito di appartenenza e la direzione
del flusso dell’aria. La natura dell’aria con-
vogliata viene convenzionalmente indicata
mediante apposizione attorno al perimetro
dei canali di una striscia colorata larga 5 cm.
I canali d’aria in lamiera possono essere a
sezione rettangolare, circolare oppure ovale.
Canali rettangolari
I canali a sezione rettangolare sono ancora
i più utilizzati, in particolare nei tratti posti
non a vista, in quanto ritenuti di più facile
esecuzione nonché più adattabili agli spazi,
spesso ridotti, disponibili nei controsoffitti,
potendo ridurne l’ingombro in altezza (figu-
ra 1). Bisogna tuttavia tenere presente che il
rapporto di forma, ovvero il rapporto tra lar-
ghezza e altezza di un canale, non dovrebbe
mai superare il valore di 4:1. All’aumentare
del rapporto aumenta infatti il perimetro (e
quindi il peso ed il costo di acquisto del ca-
nale), nonché la perdita di carico (e quindi la
potenza del ventilatore ed i costi di eserci-
zio). La tabella 3 indica i valori minimi degli
spessori e dei pesi comunemente adottati
nella costruzione delle canalizzazioni ret-
tangolari in lamiera zincata e in alluminio
1 Canali rettangolari in lamiera zincata per la mandata e la ripresa dell’aria di una centrale di trattamento.
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nonché i tipi di giunzione, in funzione della
dimensione del lato maggiore del canale.
La tabella si riferisce a condotte di classe A,
mentre per le condotte di classe superiore si
suggerisce di adottare uno spessore mag-
giorato di 0,2 mm.
I canali vengono realizzati mediante piega-
tura delle lamiere e aggraffatura longitudi-
nale dei bordi eseguita a macchina. Il giunto
longitudinale più utilizzato per i canali ret-
tangolari è il cosiddetto giunto Pittsburgh.
I canali con lato maggiore di 400 mm de-
vono essere irrigiditi mediante nervature
trasversali, intervallate con passo compre-
so fra 150 e 250 mm, oppure con croci di
S. Andrea. Per i canali con dimensione del
lato maggiore superiore a 800 mm l’irrigidi-
mento deve essere eseguito mediante ner-
vature trasversali. Le giunzioni trasversali per
il collegamento dei singoli componenti dei
canali vengono effettuate mediante inne-
sti a baionetta per le dimensioni inferiori e
mediante flange per le dimensioni maggiori.
Le giunzioni prevedono il fissaggio con bul-
loni e dadi degli angoli della flangiatura e la
sigillatura con silicone per evitare il trafila-
mento d’aria.
I supporti per il sostegno delle canalizzazioni
devono essere posti ad intervalli stabiliti in
funzione dell’area della sezione trasversale
delle condotte, per evitare l’inflessione delle
stesse. Per le condotte con area di passag-
gio fino a 0,5 m2 i supporti devono avere un
interasse di 3 metri, per misure superiori di
1,5 metri.
Ogni punto di staffaggio prevede il fissag-
gio a soffitto, con tasselli, di 2 fascette in
lamiera zincata oppure di 2 barre filettate di
lunghezza sufficiente a raggiungere il livello
inferiore del canale, ed il loro fissaggio con
dadi alla traversa in profilato su cui appog-
gia il canale. Fra le staffe ed i canali deve
essere interposto uno strato isolante di neo-
prene in funzione di antivibrante.
Ove sia possibile, ogni tronco di canale deve
essere staffato singolarmente, in modo da
permettere lo smontaggio indipendente-
mente dalle restanti tratte di canalizzazione
adiacenti.
Canali circolari
L’utilizzo dei canali in lamiera zincata a se-
zione circolare è sempre più diffuso in ragio-
ne di una serie di vantaggi.
I canali circolari sono prodotti con diametri
Le norme EN (12097 per i canali in lamiera,
13403 per quelli preisolati) prescrivono che le
condotte debbano essere realizzate in modo
da impedire ogni crescita microbica, facilitare
l’ispezione e la pulizia e garantire la resistenza
alle operazioni di pulizia. Le operazioni di pulizia
vengono effettuate utilizzando robot filoguidati,
spazzole rotanti, sonde ad aria compressa. E’
necessario prevedere sempre aperture per la
pulizia e l’accesso ad apparecchiature interne
di regolazione nei canali, di qualsiasi forma essi
siano. In particolare le aperture vanno previste
in corrispondenza di serrande di taratura e
tagliafuoco; batterie di postriscaldamento a
canale; sonde di temperatura, umidità e di altro
tipo; punti bassi, cambi di direzione ed in generale
ovunque sia possibile l’accumulo di sporcizia.
La norma UNI EN 12097 e le norme SMACNA
forniscono particolari costruttivi per la
realizzazione delle portine di accesso o di
ispezione.
È da segnalare che due costruttori di canali,
rispettivamente in lamiera spiroidale a sezione
circolare e di tipo preisolato, producono anche la
versione con la tecnologia AgION che garantisce
una protezione microbica ad ampio spettro
adatta per la distribuzione dell’aria in tutti gli
ambienti con particolari esigenze igieniche, quali
ospedali, sale operatorie, industrie alimentari
e farmaceutiche. Il sistema brevettato AgION
prevede il trattamento dei canali, sul lato interno
oppure su entrambi i lati, con una vernice
contenente un composto a base di ioni d’argento
che agisce come antimicrobico inibendo la
riproduzione ed il metabolismo di batteri, muffe
e funghi. La probabilità che i batteri diventino
resistenti agli ioni d’argento è molto bassa,
essendo il composto inorganico.
Gli ioni d’argento sono contenuti all’interno di
una matrice di zeolite, un materiale ceramico a
struttura reticolare aperta.
Il sistema si attiva a contatto con l’umidità e
prevede il rilascio degli ioni d’argento dalla
superficie del condotto in modo lento e continuo.
Questo speciale trattamento contribuisce
pertanto, insieme alla normale pulizia e
manutenzione dei canali, a garantire una migliore
qualità dell’aria.
La maNUTENzIoNE dEI CaNaLI
Tab. 3 - Spessore, peso e tipo di giunzioni dei canali rettangolari in lamiera zincata e in alluminio in base alla dimensione (fonte aS.a.P.I.a).
Dimensioni
lato maggiore mm
Lamiera zincata Alluminio
Tipo di giunzioni e distanzaSpessore
mm
Peso
kg/m2
Spessore
mm
Peso
kg/m2
< 300 0,6 5,1 0,8 2,3 Baionette o flange distanti 2 m
300 – 750 0,8 6,7 1,0 2,7Baionette o flange distanti 1,5 m
con nervature di rinforzo
800 – 1200 1,0 8,2 1,2 3,3Flange in profilato distanti 1,5 m
con nervature di rinforzo
1.200 - 2.000 1,2 9,8 1,5 4,2Flange in profilato distanti 1,5 m
con rinforzo a metà
> 2.000 1,5 12,0 1,5 4,2Flange in profilato distanti 1,0 m
con rinforzo a metà
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compresi tra 80 e 2.000 mm e sono rea-
lizzati mediante calandratura oppure me-
diante profilatura continua di un nastro
con aggraffatura spiroidale (figura 2). La
tecnologia di produzione del canale con
aggraffatura spiroidale si è ormai imposta
in quanto consente di realizzare per i dia-
metri superiori a 600 mm delle nervature
di rinforzo aggiuntive tali da soddisfare i re-
quisiti indicati nella norma UNI EN 12237
in materia di resistenza meccanica e tenuta
aeraulica. L’irrobustimento fornito dall’ag-
graffatura spiroidale e dalla nervatura di
rinforzo aggiuntiva rende le condotte assai
resistenti alle sollecitazioni meccaniche e alle
deformazioni causate da elevate pressioni
o depressioni interne al condotto. Grazie a
questa tecnologia è quindi possibile impie-
gare ridotti spessori ottenendo una dimi-
nuzione del peso complessivo del materiale
impiegato.
La tabella 4 indica spessori e pesi di canali
circolari in lamiera zincata spiroidale, in fun-
zione del diametro nominale.
I canali spiroidali sono prodotti nelle versioni
a semplice parete oppure preisolata a dop-
pia parete con interposto un materiale iso-
lante in lana minerale con spessore di 25 o
di 50 mm. La lunghezza standard dei singoli
tratti è di 3 metri. Per coprire la stessa di-
stanza rettilinea, con il canale circolare serve
quindi un numero di componenti (e quin-
di di giunzioni) inferiore del 50% rispetto
a quello necessario con i canali rettangolari
che presentano una distanza massima tra le
giunzioni di 1,5 metri (vedi tabella 3).
Le giunzioni sono effettuate con manicotti
a tenuta dotati di guarnizione in gomma
premontate sulle estremità che garantisco-
no una classe di tenuta D. La guarnizione
di tenuta è costituita da un doppio labbro
in EPDM ed è saldamente fissata al pez-
zo speciale mediante una fascetta metalli-
ca saldata al componente ed alloggiata in
un’apposita sede. Il campo d’impiego per la
guarnizione è compreso tra – 30 e +100 °C.
Il sistema di tenuta viene utilizzato anche
su tutti i tipi di raccordi quali curve, riduzio-
ni, tee, innesti, ecc.
Per diametri superiori a 315 mm e per con-
dotte posizionate in verticale è necessario
fissare le canalizzazioni al manicotto con ri-
vetti o viti autoforanti nel numero minimo
prescritto, per aumentare la tenuta mecca-
nica dell’accoppiamento tra i canali.
Lo staffaggio prevede il fissaggio a soffitto
di una sola barra filettata di lunghezza suf-
ficiente a raggiungere il livello superiore del
canale ed il fissaggio di un collare di staffag-
gio attorno al canale ed alla barra filettata.
L’interasse degli staffaggi è di 3 metri.
Per quanto riguarda gli aspetti relativi alla
qualità dell’aria, i canali circolari non presen-
tano spigoli vivi ed asperità interne e quindi
sono facili e veloci da pulire internamente.
Inoltre all’interno delle condotte si verifica
una minore sedimentazione della sporcizia
grazie alle maggiori velocità dell’aria e al
flusso dell’aria più uniforme con assenza di
zone morte.
Confronto tra canali rettangolari
e circolari
La scelta di adottare un canale rettangolare
oppure circolare deve essere basata sulla va-
lutazione di: ingombri; peso; installazione;
bilanciamento; tenuta; costi di esercizio.
Per quanto riguarda gli ingombri, lo spa-
zio occupato nel controsoffitto dai canali
circolari non è superiore a quello dei cana-
li rettangolari. A parità dei valori di portata
d’aria, perdite di carico e rumorosità, per i
canali circolari è infatti possibile prevedere
velocità dell’aria superiori a quelle normal-
mente adottate per i canali rettangolari (ad
esempio 6 m/s invece di 4 m/s) e quindi ri-
durre le sezioni di passaggio. Se necessario
è comunque possibile suddividere un cana-
le in più canali circolari di diametro inferio-
re, installati in batteria in parallelo. Inoltre
il canale circolare non necessita di flange,
che presentano un ingombro complessivo
di 50-60 mm. Il peso dei canali circolari ri-
sulta inferiore, grazie alla maggiore rigidi-
tà fornita dalla aggraffatura spiroidale, che
permette di utilizzare spessori ridotti, e alla
minore superficie laterale del canale a parità
Tab. 4 - Spessore e peso dei canali circolari in lamiera zincata spiroidale in funzione del diametro (fonte Lindab).
Diametronominale
mm
Lamiera zincata
Spessore
mm
Peso
kg/m
< 250 0,5 3,7
315 - 400 0,6 5,6 - 7,1
450 - 630 0,7 9,3 - 13,2
710 - 800 0,8 17,0 – 19,2
900 - 1250 0,9 24,7 - 34,4
1.400– 2.000 1,25 53,4 - 76,3
2 Canali circolari con aggraffatura spiroidale (Lindab).
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di sezione. I tempi di montaggio sono mol-
to contenuti grazie ai pesi ridotti, al minore
numero di giunzioni e di staffaggi e al siste-
ma di innesto tra canali e pezzi speciali con
guarnizione a tenuta che evita la necessità
di siliconature e nastrature aggiuntive.
Per quanto riguarda il bilanciamento, esso
risulta semplice e preciso in quanto i com-
ponenti utilizzati per l’impianto hanno di-
mensioni standard e quindi perdite di carico
facilmente calcolabili. La bassa percentua-
le di fughe d’aria rende inoltre più facile la
regolazione dei componenti di taratura. La
possibilità di utilizzare un algoritmo di cal-
colo, capace di fornire l’esatto valore di per-
dita di carico necessaria per la regolazione
delle serrande, permette una notevole ra-
pidità nella taratura dell’impianto. L’esatta
corrispondenza tra i valori calcolati con l’al-
goritmo ed il comportamento reale di una
rete con canali circolari riduce in gran parte
il rischio di sorprese all’atto della messa in
funzione dell’impianto e del collaudo.
Le perdite d’aria sono inferiori, grazie alle
giunzioni ad elevata tenuta e alla minore
superficie laterale del canale a parità di se-
zione. Ciò si traduce in una minore quantità
d’aria da movimentare nei canali e quindi in
canalizzazioni e centrali di trattamento più
piccole e più silenziose e in un minore con-
sumo energetico sia dei ventilatori sia per il
riscaldamento ed il raffreddamento dell’aria
(e di conseguenza quello di gruppi frigoriferi
e caldaie).
Canali ovali
Le canalizzazioni ovali (flat oval), usate qua-
si esclusivamente per la mandata dell’aria,
combinano l’ingombro ridotto dei cana-
li rettangolari con la robustezza dei cana-
li circolari e sono inoltre molto valide dal
punto di vista estetico, specialmente se del
tipo preverniciato (figura 3). Esse presenta-
no purtroppo un costo elevato. Gli spessori
stabiliti dalla norma americana SMACNA
sono riportati nella tabella 5.
Per lo staffaggio dei canali si utilizzano fa-
scette in lamiera zincata, barre filettate o
profilati. Le grandezze degli staffaggi sono
riportate nelle norme SMACNA in funzione
delle dimensioni o del diametro dei canali
che devono sostenere.
Applicazioni speciali
Per i canali di estrazione delle grandi cuci-
ne si utilizzano in genere canali rettango-
lari in lamiera nera o in acciaio inox. Negli
Stati Uniti essi devono essere conformi al-
la normative antincendio NFPA 90A, con
spessore minimo di 1,4 mm per l’acciaio
nero e di 1,1 mm per quelli in inox. Tutti
i giunti longitudinali e trasversali devono
essere realizzati con saldatura continua, e
devono essere installati in modi che non si
creino punti bassi ove si possa raccogliere
sporcizia o grasso, salvo che in punti di pu-
lizia e drenaggio appositamente concepiti.
Poiché l’incendio dei fumi di cottura è sem-
pre possibile, si deve tenere conto in sede di
installazione delle dilatazioni che si possono
verificare in corrispondenza di temperature
che possono raggiungere i 1.100 ° C.
Nelle applicazioni industriali, ove le pressioni
positive e negative possono raggiungere i
7 kPa, si utilizzano canali in lamiera zinca-
ta, in acciaio nero o in alluminio. La lamiera
zincata non si utilizza per temperature su-
periori a 200 °C e l’alluminio non è indicato
per estrazione di aria contenente particelle
abrasive. Gli spessori di lamiera da utilizzare
ed i particolari costruttivi sono riportati nella
pubblicazione SMACNA Accepted Industry
Practice for Industrial Ventilation.
Canali in materiale plastico
I canali in materiale plastico (PVC o polie-
tilene) vengono utilizzati per condotte di
ventilazione che convogliano fumi o vapori
corrosivi; un’applicazione tipica è costituita
dai locali carica batterie che richiedono, oltre
a ventilatori con coclea e girante in plastica e
motori elettrici in esecuzione antideflagran-
te, anche condotte non sensibili alla corro-
sione. Essi sono utilizzati per pressioni posi-
tive o negative fino a 2,5 kPa. Le modalità
di costruzione e montaggio sono reperibili
3 Canale ovale in lamiera zincata verniciata (Veronesi).
4 I canali preisolati sono realizzati con pannelli sandwich in poliuretano espanso con rivestimento esterno ed interno in lamierino di alluminio (P3Ductal).
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nella pubblicazione SMACNA Thermoplastic
Duct (PVC) Construction Manual. Aspetti
negativi dei canali in plastica sono il costo
elevato, la scarsa resistenza alle temperature
elevate (massima temperatura ammissibile
70÷80 °C) e la fragilità a bassa temperatura.
Canali preisolati
I canali preisolati (figura 4) a sezione ret-
tangolare sono realizzati con pannelli sand-
wich in poliuretano espanso (la tipologia
più utilizzata in Italia) oppure in lana di
vetro (molto diffusa negli Stati Uniti), con
rivestimento esterno ed interno mediante
una pellicola centesimale in lamierino di al-
luminio.
I componenti delle reti sono i medesimi
esaminati per i canali in lamiera e sono di-
sponibili dai produttori come un sistema
completo composto da pannelli, attrezza-
ture per la costruzione e l’assemblaggio, ed
accessori di montaggio in cantiere.
I pannelli sono disponibili in diverse ver-
sioni, con densità di 48 o 52 kg/m3 e con
spessore di 20 o 30 mm. La lamina d’al-
luminio può essere liscia o goffrata, con
spessore standard di 80 micron oppure con
spessore di 200 micron per installazione
esterna.
I canali preisolati presentano le seguenti ca-
ratteristiche: peso ridotto (circa 1,6 kg/m2);
facilità di montaggio e di adattamento agli
spazi disponibili in cantiere; bassa perdita
di carico; ottima tenuta; elevata qualità
dell’aria; elevata durata nel tempo; elevato
isolamento termico (λ = 0.024 W/m K); non è
necessaria una coibentazione in opera, es-
sendo il materiale di costruzione già di per
sé isolante; elevata attenuazione acustica.
Per quanto riguarda il comportamento al
fuoco i canali preisolati sono omologati nel
loro insieme in classe di reazione al fuoco 0
(zero). Il solo componente isolante è omo-
logato in classe 1 (uno), in conformità al
D.M. 31/03/2003. Per la progettazione e
l’installazione il riferimento normativo è co-
stituito dalla EN 13403.
Canali in tessuto
I canali in tessuto (detti anche “diffusori
tessili”) sono costituiti da canali circolari o
semicircolari realizzati in vari tipi di tessuto
permeabile oppure non permeabile all’aria.
I canali in tessuto permeabile sono prodotti
in filato di poliestere e distribuiscono l’aria
su tutta la superficie grazie alla porosità del
materiale (figura 5).
Con i canali in tessuto impermeabile, realiz-
zati in vari tipi di materiale (filato di poliam-
mide, sandwich di vetro e alluminio, nylon
o poliestere resinato, tessuti di vetro o po-
liestere spalmato di PVC), l’aria viene invece
immessa attraverso microugelli ottenuti me-
diante foratura (figure 6 e 7).
In entrambe le tipologie i canali sono dispo-
nibili in una vasta gamma di colori.
Le caratteristiche peculiari dei canali tessili
sono le seguenti:
distribuzione omogenea e silenziosa del-
l’aria negli ambienti, con una velocità su-
perficiale massima di uscita dalla canaliz-
zazione anche minore di 0,10 m/s;
ridotta rumorosità: la canalizzazione in
tessuto è di per sè fonoassorbente, atte-
nuando il rumore proveniente dall’unità
ventilante;
nessuna possibilità di formazione di con-
densa anche con valori estremi di umidi-
tà nell’ambiente essendo il filato idrore-
pellente. Il valore massimo accettato di
umidità relativa dell’aria in tali canalizza-
zioni è del 95%;
efficace filtrazione: il tessuto agisce da
mezzo filtrante ed è in grado di filtrare
anche impurità dell’aria fino alla gran-
dezza di 5 micron;
assenza di proliferazione di microrgani-
smi che non trovano adatto ambiente di
coltura, trattandosi di fibre inorganiche;
■
■
■
■
■
Tab. 5 - Spessore dei canali ovali in lamiera zincata secondo la norma SmaCNa HVaC duct Construction Standards - metal and Flexible (1995).
Dimensione
lato maggiore
mm
Spessore canale mm Spessore lamiera
raccordi
mmAggraffatura
Longitudinale A spirale
Fino a 600 1,1 0,7 1,1
Da 650 a 900 1,1 0,8 1,1
Da 950 a 1.200 1,3 0,8 1,3
Da 1.250 a 1.800 1,6 1,1 1,6
Oltre 1.800 1,6 1,3 1,6
5 Canalizzazioni in tessuto poliestere a sezione circolare di grande diametro (Klimagiel).
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facile manutenzione: la canalizzazione in
tessuto è sezionabile ogni 5 metri me-
diante cerniere zip a scomparsa e può
quindi essere facilmente smontata, lava-
ta con acqua o a secco e reinstallata in
brevissimo tempo. I sistemi di pulizia non
producono alterazioni al tessuto, quali
infeltrimento e restringimento;
peso ridotto: 1 m² di superficie della ca-
nalizzazione in tessuto poliestere 100%
pesa circa 300 grammi;
ridotti costi di trasporto, in quanto l’in-
gombro delle canalizzazioni imballate è
minimo;
ampia gamma di temperature di eserci-
zio, con aria interna da -40 a +140 °C
senza alcuna alterazione fisica o chimica;
disponibilità di versioni in classi di reazio-
ne al fuoco 0 oppure in classe 1.
Il dimensionamento dei canali in tessuto
viene eseguito mediante tabelle e nomo-
grammi forniti dai costruttori, oppure con
appositi software che permettono di de-
terminare, in funzione della portata d’aria
da distribuire e la lunghezza delle canaliz-
zazioni, il tipo di tessuto da utilizzare e la
pressione statica minima da assegnare al
ventilatore perché il canale sia sempre in
pressione.
Condotti flessibili
I condotti flessibili sono utilizzati essenzial-
mente per collegare i canali in lamiera ai
plenum di bocchette e diffusori oppure alle
cassette terminali di riduzione velocità. Essi
sono disponibili fino ad un diametro di 630
mm e sono costituiti da una spirale di filo
di acciaio con un rivestimento di materia-
li diversi quali tessuto poliestere o fibra di
vetro impregnata di PVC, oppure di strati
multipli di foglio di alluminio con protezio-
ne in poliestere. Esistono anche versioni
con isolamento applicato in fibra di vetro e
finitura esterna in PVC o foglio di alluminio
(figura 8).
Il fissaggio dei condotti avviene tramite fa-
scette stringitubo in lamiera di acciaio te-
■
■
■
■
■
nute da viti autofilettanti e, anche se mol-
to agevole e veloce, richiede una notevo-
le cura per evitare rischi di fughe d’aria. I
condotti flessibili presentano una perdita di
carico distribuita notevolmente più elevata
dei canali in lamiera zincata (circa il 50% in
più), pertanto la loro lunghezza dovrebbe
essere quanto più possibile ridotta (indica-
tivamente non superiore a 2 metri). È op-
portuno inoltre evitare piegature eccessive
che comportino raggi di curvatura troppo
ridotti o schiacciamento dei condotti.
Isolamento dei canali
L’isolamento dei canali d’aria deve svolgere
le seguenti funzioni:
contenere i trasferimenti di calore (posi-
tivi o negativi) tra il flusso d’aria e l’am-
biente esterno;
attenuare la diffusione in ambiente del
rumore prodotto dal passaggio dell’aria
nei canali e dalle vibrazioni;
impedire la formazione di condensa al-
l’esterno dei canali;
■
■
■
garantire un buon comportamento al
fuoco per evitarne la propagazione in ca-
so di incendio;
garantire la qualità dell’aria.
Oggigiorno il problema di assegnare al-
l’isolante contemporaneamente la duplice
funzione di isolamento termico e acustico
è meno importante che in passato poiché
il problema del controllo del rumore può
essere risolto mediante l’installazione di
silenziatori oppure con l’abbattimento del
rumore alla fonte. Ciò ha portato al quasi
completo abbandono dell’impiego dell’iso-
lamento interno in considerazione dei rischi
connessi a proliferazione di batteri, accu-
mulo di polvere e scorie, rilascio di sostan-
ze volatili, deterioramento nel tempo del
materiale, nonché propagazione del fuoco
verso altri ambienti in caso di incendio. Un
importante aspetto da considerare è costi-
tuito dall’eliminazione di ponti termici che
possono parzialmente limitare l’azione coi-
bente del rivestimento e che possono for-
marsi in corrispondenza dei supporti della
■
■
Le norme relative alla progettazione, alla costruzione e alla manutenzione delle canalizzazioni sono le
seguenti:
• UNI EN 12097:2007 - Ventilation for buildings - Ductwork - Requirements for ductwork components
to facilitate maintenance of ductwork systems
• EN 1507:2006 - Ventilation for buildings - Sheet metal air ducts with rectaguar section –
Requirements for strength and leakage
• EN 13779:2007 - Ventilation for non residentail buildings – Performance requirements for ventilation
and room conditiong systems
• UNI EN 14239:2004 - Ventilation for buildings - Ductwork - Measurement of ductwork surface area
• UNI EN 12237:2004 - Ventilation for buildings - Ductwork - Strength and leakage of circular sheet
metal ducts
• UNI EN 13403:2004 - Ventilation for buildings - Non-metallic ducts - Ductwork made from
insulation duct boards
• UNI EN 12236:2003 - Ventilation for buildings - Ductwork hangers and supports - Requirements for
strength
• UNI EN 13180:2004 - Ventilation for buildings - Ductwork - Dimensions and mechanical
requirements for flexible ducts
• UNI EN 12220:2001 - Ventilation for buildings - Ductwork - Dimensions of circular flanges for
general ventilation
Negli Stati Uniti le norme e linee guida utilizzate per la costruzione e l’installazione dei canali
d’aria sono pubblicate dalla SMACNA (Sheet Metal Association of Contractors of North America). Le
principali sono le seguenti:
– HVAC Duct Construction Standards - Metal and Flexible;
– Accepted Industry Practice for Industrial Ventilation;
– Thermoplastic Duct (PVC) Construction Manual.
LE NormaTIVE
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condotta. Per i tratti ubicati in ambiente
esterno oppure all’interno delle centrali
tecniche si prevede in genere la finitura del
coibente attraverso l’apposizione di lamieri-
no di alluminio calandrato di spessore 6/10.
I materiali isolanti
Esaminiamo ora di seguito i diversi materiali
che possono essere utilizzati per l’isolamen-
to dei canali d’aria.
Fibre minerali
Gli isolanti in fibre minerali (lana di vetro o
lana di roccia), legate con resine termoin-
durenti, sono forniti sotto forma di rotoli di
feltri resinati idrorepellenti, con un rivesti-
mento in carta kraft alluminio retinata op-
pure in foglio di alluminio per realizzare la
barriera al vapore. L’isolamento deve essere
applicato con l’ausilio di nastrature in benda
alluminata adesiva e rifinito, nei tratti posti
non in vista, mediante l’applicazione di una
rete metallica zincata a maglia esagonale.
Gli isolanti fibrosi sono incombustibili e non
emettono fumi densi e tossici ma sono at-
taccabili dall’umidità in caso di difetti del ri-
vestimento.
Elastomeri espansi
Gli elastomeri sono materiali flessibili espan-
si a celle chiuse a base di gomma sintetica,
prodotti in lastre per estrusione. La superfi-
cie esterna si presenta liscia, quella tagliata
porosa. Risultano inattaccabili da muffe e
microrganismi e presentano elevata resi-
stenza all’assorbimento di acqua e alla dif-
fusione del vapore. Nei confronti del fuoco
sono autoestinguenti. Sono disponibili an-
che nella versione con rivestimento esterno
in lamierino di alluminio goffrato da 50 mi-
cron, in classe 0.
Der ivat i de l la pol imer izzaz ione
di idrocarburi
Alcuni materiali (polistirene, polivinilcloruro)
sono termoplastici rigidi, altri termoindurenti
rigidi (poliuretano, polisocianato), altri anco-
ra flessibili (polietilene, poliuretano flessibile).
Tra questi materiali il più utilizzato per l’iso-
lamento dei canali è il polietilene espanso a
celle chiuse, prodotto in lastre e tubi. È un
materiale autoestinguente e la sua notevole
flessibilità consente l’adattabilità alla forma
dell’oggetto da coibentare.
Il poliuretano espanso viene invece utilizzato
per la costruzione delle condotte preisolate.
Resine fenoliche espanse.
Sono materiali a celle chiuse, resistenti al
fuoco, inattaccabili da microrganismi, parti-
colarmente impiegati nel settore della refri-
gerazione.
Le proprietà caratteristiche degli isolanti
Le proprietà caratteristiche dei materiali si
identificano rispetto al loro comportamen-
to verso: l’isolamento termico; l’isolamento
acustico; la barriera al vapore; la sicurezza
antincendio; la qualità dell’aria.
Isolamento termico
La conduttività termica (λ espressa in W/mK)
è la caratteristica più importante in quan-
to essa determina, a parità di ogni altro
parametro, la quantità di calore che viene
scambiata. La resistenza termica di un rive-
stimento isolante si può migliorare aumen-
tando il suo spessore, oppure scegliendo
un materiale con un più basso valore di λ.
Il DPR 412/93, in attuazione della legge
10/91 sul risparmio energetico, stabilisce,
nei riguardi dei canali per la distribuzione
di aria calda per la climatizzazione inverna-
le, che essi, quando sono posti in ambien-
ti non riscaldati, devono essere coibentati
con uno spessore d’isolante non inferiore
ai valori indicati nella tabella 6 in funzione
della conduttività termica utile (alla tem-
peratura media di 40 °C) dell’isolante uti-
lizzato. I valori utili delle conduttività dei
vari materiali isolanti sono ricavabili dalla
norma UNI-CTI 10376-94.
Per i materiali di più comune impiego nel-
l’isolamento delle condotte d’aria, i valori
degli spessori minimi richiesti dalla normati-
va sono riportati nella tabella 7 che classifica
le condotte in 3 categorie:
- “condotte di tipo A” sono quelle che cor-
rono libere in ambiente non riscaldato;
- “condotte di tipo B” sono quelle che so-
no inserite nelle pareti perimetrali del locale
all’interno dell’isolamento termico dell’invo-
lucro edilizio: in tal caso gli spessori minimi
relativi a condotte di tipo A sono ridotti al
50%;
- “condotte di tipo C” sono quelle che cor-
rono entro strutture non affacciate né al-
l’esterno né su locali non riscaldati: gli spes-
sori minimi sono ridotti al 30%.
L’isolamento acustico
6 Impianto di distribuzione aria realizzato con canali perforati al servizio di un magazzino (Sintra).
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Gli impianti di trattamento e distribuzione
dell’aria trasmettono rumori anche attraver-
so la rete delle condotte. Tali rumori sono
prodotti, oltre che dalla turbolenza del flusso
d’aria che scorre in esse, dal funzionamento
del ventilatore dell’unità di trattamento che
comporta l’emissione di vibrazioni e di ef-
fetti acustici di vario tipo. Attraverso i canali
d’aria il rumore può propagarsi da un locale
all’altro. Mezzi che possono contrastare l’in-
tensità del rumore sono l’assegnazione di
basse velocità all’aria, l’impiego di un giunto
antivibrante nell’accoppiamento del venti-
latore alla condotta, la sospensione elastica
dei canali, l’interposizione di materiale ela-
stico nei punti in cui le condotte attraversa-
no pareti.
Il rumore che la condotta diffonde può es-
sere attenuato inserendo in essa specifici
dispositivi silenziatori oppure applicando
un rivestimento isolante. Numerosi isolanti
termici presentano buone caratteristiche fo-
noassorbenti e quindi possono essere utiliz-
zati anche come isolanti acustici. Nella scelta
dell’isolante termico da installare sulla con-
dotta va preso pertanto in considerazione
anche il coefficiente di prestazione acustica
che lo caratterizza.
La barriera al vapore
La permeabilità al vapore (µ) interessa par-
ticolarmente nell’isolamento di condotte
nelle quali scorre aria a bassa temperatu-
ra, ove il principale problema da risolvere è
quello di evitare la formazione di condensa
sulla loro superficie esterna che determina,
col ristagno di umidità, corrosione dei cana-
li e formazione di muffe; il gocciolamento
che ne può conseguire comporta inoltre il
rischio di danno alle strutture ed all'arredo
dell'edificio.
Per evitare il prodursi di tale fenomeno la su-
perficie interessata deve essere mantenuta a
temperatura superiore a quella di rugiada
dell'aria presente nell'ambiente nel quale la
condotta è installata. Il problema può essere
risolto con l’applicazione alla condotta di un
rivestimento isolante caratterizzato da un
alto valore del coefficiente di resistenza alla
diffusione del vapore. Lo spessore di isolan-
te da impiegare va stabilito in funzione della
prevista temperatura di rugiada, del salto
termico tra temperatura del fluido freddo
e dell’ambiente, del valore di conducibilità
termica dell’isolante e delle caratteristiche
della condotta.
Nei confronti dell’assorbimento di umidità
si comportano meglio gli isolanti che hanno
struttura a cellule chiuse. Va tenuto presen-
te che, nel corso degli anni, l'assorbimento
di umidità da parte dell'isolante, per quanto
modesto, porta all'aumento della sua con-
duttività termica. In caso di impiego di ma-
teriali isolanti con bassa resistenza alla dif-
fusione del vapore (materiali isolanti fibrosi
e a cellule aperte) va applicata un'idonea
barriera al vapore.
La norma UNI 10351 fornisce per i diversi
materiali isolanti i valori di conduttività ter-
mica e di permeabilità al vapore da utilizzare
nel calcolo degli spessori.
La sicurezza antincendio
Il comportamento di un materiale nei con-
fronti dell’incendio è espresso dal valore
della sua “reazione al fuoco”, cioè dalla
capacità che esso ha di sviluppare e propa-
gare la fiamma. Sono previste sei classi di
reazione al fuoco che partendo da 0 (non
combustibilità) arrivano fino a 5 in un cre-
scendo di pericolosità. La classe è assegnata
in funzione del risultato di prove nelle quali
un campione del materiale è sottoposto ad
alte temperature.
Il D.M. 31/03/03 “Requisiti di reazione al
fuoco dei materiali costituenti le condotte di
distribuzione e ripresa dell’aria degli impianti
di condizionamento e ventilazione“, abroga
tutte le precedenti disposizioni di prevenzio-
ne incendi impartite in materia e stabilisce
i requisiti di reazione al fuoco dei materia-
li costituenti le condotte di distribuzione e
ripresa dell’aria degli impianti di condizio-
namento e ventilazione a servizio di attività
soggette ai controlli di prevenzione incendi.
Le condotte devono essere realizzate in
materiale con classe di reazione al fuoco
0 (zero). Nel caso di condotte preisolate,
realizzate con diversi componenti tra loro
7 Canali perforati per la galleria di un centro commerciale (Air Mixing).
Tab. 6 - Valori minimi dello spessore di isolante per canali di distribuzione di aria calda per la climatizzazione invernale in funzione della conduttività termica utile (alla temperatura media di 40 °C) dell’isolante utilizzato, secondo il dPr 412/93.
Conduttività termica utile dell’isolante
W/m °C0,030 0,032 0,034 0,036 0,038 0,040 0,042 0,044 0,046 0,048 0,050
Spessore isolantemm 19 21 23 25 28 30 32 35 38 41 44
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stratificati di cui almeno uno con funzione
isolante, è ammessa la classe di reazione al
fuoco 0 - 1 (zero-uno). Detta condizione si
intende rispettata quando tutte le superfici
del manufatto, in condizione d’uso, sono
realizzate con materiale incombustibile di
spessore non inferiore a 0,08 millimetri e so-
no in grado di assicurare, anche
nel tempo, la continui-
tà di protezione del componente isolante
interno, di classe di reazione al fuoco non
superiore ad 1 (uno). I giunti ed i tubi di
raccordo, la cui lunghezza non è superiore
a 5 volte il diametro del raccordo stesso, de-
vono essere realizzati in materiale di classe
di reazione al fuoco 0 (zero), 0-1 (zero-uno),
1-0 (uno-zero), 1-1 (uno-uno) o 1 (uno).
Le condotte di classe 0 (zero) devono essere
rivestite esternamente con materiali isolanti
di classe di reazione al fuoco non superiore
ad 1 (uno).
Nelle more dell’emanazione di specifiche
norme tecniche armonizzate e dei connessi
sistemi di classificazione per la tipologia di
prodotti oggetto del decreto, sono ammessi
manufatti in classe di reazione al fuoco A1,
come definita nel sistema di classificazione
europeo di cui alla decisione 2000/147/CE.
La qualità dell’aria
Il materiale isolante deve possedere un’ele-
vata resistenza agli agenti biologici. Muffe,
insetti, microrganismi possono intaccare al-
cuni materiali provocando il loro degrado
e talvolta possono costituire il substrato di
proliferazione di microrganismi.
L’utilizzo dei canali d’aria non deve provo-
care lo sviluppo di gas tossici e diffusione in
aria di particelle pericolose o di quant’altro
possa compromettere la sicurezza e la salu-
te delle persone che occupano gli ambienti
interessati.
no in grado di assicurare, anche
nel tempo, la continui-
Tab. 7 - Valori degli spessori minimi richiesti dalla normativa per i materiali di più comune impiego nell’isolamento di condotte.
Tipo di manufattoDensità
kg/m³
λ utile a 40°C
W/m °C
Spessori (mm) per condotte di tipo
A (100%) B (50%) C (30%)
Lana di vetro:
feltri
feltri
coppelle
19
22
60
0.050
0.046
0.039
44
38
29
22
19
14.5
13.2
11.4
8.7
Polietilene espanso estruso in continuo
reticolato per via chimica e non reticolato:
lastra flessibile o tubo
30 0.045 36.5 18.3 11
Polietilene espanso estruso in continuo
reticolato per via fisica:
lastra flessibile o tubo
33 0.045 36.5 18.3 11
Poliuretano espanso rigido:
pannelli
pannelli
coppelle
coppelle
coppelle
32
32
15
20
40
0.038
0.030
0.040
0.039
0.038
28
19
30
29
28
14
9.5
15
14.5
14
8.4
5.7
9
8.7
8.4
Elastomeri espansi estrusi:
lastre, rotoli, tubi flessibilida 55 a 80 0.040 30 15 9
Polistirene espanso sinterizzato:
lastre e semicoppelleda 20 a 30 0.045 36.5 18.3 11
Polistirene espanso estruso:
lastre e semicoppelle30 0.040 30 15 9
Resina fenolica rigida espansa:
pannelli e semicoppelleda 30 a 40 0.038 28 14 8.4
8 Tubo flessibile in PVC doppia parete con isolamento
termico in lana di vetro (Tecnosystemi).
[email protected] 50 3-07-2008 16:22:14
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