Quale normativa applicare in questo caso?
La norma, o meglio, le norme da applicare per la progettazione, installazione e messa in servizio dell’apparecchiatura sono: la UNI 11528 e il D.M. 12 aprile 1996. Queste trattano rispettivamente:
- UNI 11528 – Impianti a gas di portata termica maggiore di 35 kW;
- D.M. 12/04/96 – Approvazione della regola tecnica di prevenzione incendi per la progettazione, la costruzione e l’esercizio degli impianti termici alimentati da combustibili gassosi.
ATTENZIONE! Non si applica invece la UNI 8723 valevole solo per l’alimentazione di grandi cucine ed incompatibile con la UNI 11528.
Caratteristiche del locale caldaia
Progettare l’impianto non esclude lo studio dell’idoneità o meno del locale caldaia. Non è affatto strano non progettare impianti ex-novo e invece ritrovarsi con un locale già destinato allo scopo ma non a norma.
La UNI 11528 al punto 6 tratta appunto le caratteristiche dei locali e recita: Il posizionamento degli apparecchi e l’aerazione dei locali devono essere eseguiti nel rispetto della legislazione vigente in materia di prevenzione incendi. Entra così in gioco la “Regola tecnica di prevenzione incendi” pubblicata con il Decreto Ministeriale 12 aprile 1996. Inoltre, riguardo l’ubicazione degli apparecchi impone che sia condotta in considerazione di (punto 4):
- tipologia degli apparecchi;
- tipologia del gas combustibile utilizzato;
- posizione dei sistemi di evacuazione dei prodotti di combustione;
- eventuale ubicazione dei sistemi di scarico dei reflui;
- compartimentazione del/dei locali di installazione del/degli apparecchi
Di seguito si riporta il D.M. 12/04/1996
Dal decreto il tecnico può determinare le caratteristiche di resistenza al fuoco delle strutture, delle aperture, la compartimentazione e le dimensioni delle aperture di aerazione del locale caldaia in funzione della sua geometria e ubicazione ed in funzione della densità del gas se superiore (GPL – apertura >/= 5000 cmq) o inferiore o uguale a 0,8 (metano – apertura >/= 3000 cmq).
Riguardo l’impianto si sottolinea l’importanza della valvola di intercettazione con apertura a leva posizionata prima dell’ingresso nel locale caldaia in posizione facilmente accessibile, e delle modalità di posa delle diverse tipologie di tubazioni (a vista, interrate, etc..). Riguardo le tubazioni a vista si ricorda che:
- le tubazioni gas con densità non superiore a 0,8 devono essere contraddistinte con il colore giallo continuo o in bande da 20 cm ad una distanza massima di 1 metro;
- le tubazioni gas con densità superiore a 0,8 devono essere contraddistinte da bande ogni 20 cm di colore giallo e arancione.
Punto d’inizio
ll collegamento tra impianto interno e gruppo di misura deve essere realizzato in modo tale da evitare sollecitazioni meccaniche al gruppo stesso; eventuali giunti elastici/flessibili devono essere dichiarati idonei dal fabbricante ed installati immediatamente a valle del rubinetto che costituisce il punto di inizio.
Gli impianti interni devono essere dotati di una o più prese di pressione accessibili e ad uso esclusivo dei singoli impianti.
La presa di pressione deve essere posta a valle del dispositivo d’intercettazione che costituisce il punto d’inizio, oppure può essere compresa nel dispositivo di intercettazione stesso. La presa di pressione può essera installata anche nel luogo dove sono presenti gli apparecchi a monte del rubinetto di utenza o dispositivo di intercettazione. In ogni caso deve essere possibile effettuare la verifica di tenuta di tutti i
tratti dell’impianto interno.
Dimensionamento impianto
Il dimensionamento delle tubazioni di adduzione dei combustibili gassosi, degli accessori, dei dispositivi, dei pezzi speciali e degli eventuali riduttori di pressione, facenti parte dell’impianto interno, deve essere tale da garantire il corretto funzionamento degli apparecchi di utilizzazione, nel rispetto delle pressioni stabilite per ciascun apparecchio dal rispettivo fabbricante. A questo scopo devono essere opportunamente determinate le perdite di carico sotto elencate:
- perdite di carico distribuite nel tratto di tubazione considerato;
- perdite di carico localizzate (giunti, valvole, cambi di direzione etc.);
- variazioni di pressione dovute all’eventuale differenza di livello tra il punto di inizio e l’apparecchio utilizzatore.
Perdite di carico
Per gli impianti oggetto della presente norma deve essere assicurata la pressione necessaria ai fini della corretta utilizzazione degli apparecchi (vedi anche manuale fornito costruttore):
- Impianti alimentati direttamente in 7a specie e pressione non maggiore di 25 mbar: la perdita di carico ammessa a partire dal punto d’inizio deve essere comunque tale da garantire il corretto funzionamento degli apparecchi a tutti i regimi.
- Impianti alimentati in 7a specie e pressione maggiore di 25 mbar ma minore di 40 mbar: la perdita di carico ammessa a partire dal punto d’inizio deve comunque essere tale da garantire il corretto funzionamento degli apparecchi a tutti i regimi. Eventuali pressioni superiori a quanto richiesto dagli apparecchi devono essere ridotte con adeguati sistemi di stabilizzazione di pressione (regolatori);
- Impianti alimentati direttamente in 6a specie con pressione compresa tra 40 mbar e 500 mbar: la perdita di carico ammessa a partire dal punto d’inizio deve essere tale da garantire comunque una perdita residua a monte degli apparecchi non minore di 17 mbar per il gas naturale e 25 mbar per il GPL. Deve essere sempre presente, a monte dei singoli apparecchi, un regolatore di pressione (stabilizzatore) che non pregiudichi il funzionamento a tutti i regimi delle apparecchiature.
Dimensionamento impianto
La velocità deve risultare rispettivamente non maggiore di:
- 5 m/s nel caso di condotte di 7a specie;
- 15 m/s nel caso di condotte di 6a specie
Gli impianti interni costituiti da condotte di 7a specie e di 6a specie possono essere dimensionati calcolando le perdite di carico totali (∆ Pt), date dalla somma delle perdite di carico distribuite (∆ Pd), delle perdite di carico localizzate (∆ Pl) e delle eventuali variazioni di pressione per differenze di quota (∆ Ph), secondo quanto espresso nella relazione seguente:
∆ Pt = Σ(∆ Pd + ∆ Pl + ∆ Ph)
Criteri e metodi di calcolo diversi da quelli indicati nelle presente norma, possono essere applicati purché garantiscano il corretto funzionamento degli apparecchi. Determinato il diametro si deve prendere come riferimento il diametro commerciale immediatamente superiore.
Perdite di carico ∆p
Si deve assicurare una pressione necessaria per la corretta utilizzazione degli apparecchi:
Impianti in 7a specie e p ≤ 25 mbar o 25 mbar < p < 40 mbar:
• Perdita di carico ∆p deve comunque garantire corretto funzionamento apparecchi a tutti i regimi.
• Ridurre eventuali pressioni superiori con regolatori di pressione.
Impianti in 6a specie e 40 mbar < p <500 mbar:
• perdita di carico ∆p deve garantire comunque una pressione residua a monte degli apparecchi:
≥ 17 mbar per il gas naturale
≥ 25 mbar per il GPL.
Prevedere, a monte dei singoli apparecchi, regolatori di pressione (anche parti integranti del bruciatore/apparecchio) per non pregiudicare il funzionamento degli apparecchi a tutti i regimi.
A differenza della 7129:2008 non vi sono limiti riguardanti la perdita di carico massima. La perdita di carico massima è solo funzione del corretto funzionamento degli apparecchi serviti.
Calcolo perdite di carico distribuite
In generale per il calcolo delle perdite di carico si utilizza una procedura di calcolo la cui efficacia sia riconosciuta dalla letteratura ed adeguata all’uso del gas nelle condizioni specifiche della presente norma. Una delle possibili modalità è quella riportata nei punti seguenti.
Impianti a gas con pressione di alimentazione non maggiore di 50 mbar
Per gli impianti di cui al presente punto, la variazione di pressione generata dalla perdita di carico distribuita nel singolo tratto di tubazione (∆Pd) si ottiene dall’applicazione della formula seguente (valida per qualsiasi fluido e qualsiasi regime}:
dove:
PA a PB sono la pressioni relative nelle sezioni a monte e a valle del tratto considerato [Pa],
L è la lunghezza del tratto di condotta [m],
V è la velocità del fluido [m/s],
Ɣ è la massa specifica [kg/m3 a 15 C° e 1013,25 mbar],
D è il diametro della condotta [mm],
ƛ è il coefficiente di attrito.
Nella formula (A1} il dato più difficile da definire e sicuramente il coefficiente di attrito ƛ, per il quale vengono fornite diverse formule di tipo empirico in funzione del Numero di Reynolds (Re).
Una di queste e la seguente:
dove:
con:
dove:
La formula (A.1) e valida per basse pressioni (fino a 50 mbar), in cui la massa specifica non cambia sostanzialmente. In questo campo di pressioni è tuttavia possibile utilizzare anche la seguente formula semplificata:
dove:
d è la densità relativa dell’aria.
lmpianti a gas con pressione di alimentazione maggiore di 50 mbar
Per gli impianti di cui al presente punto, le perdite di carico devono essere calcolate mediante l’applicazione della formula quadratica più generale sotto riportata.
dove:
Calcolo delle perdite di carico localizzate
Le perdite di carico localizzate (∆PI) sono perdite di pressione causate dalla presenza nell’impianto di diversi fattori quali giunti, deviazioni di percorso, variazioni di sezione, presenza di dispositivi e pezzi speciali che incidono sulla velocità del fluido. Tali perdite possono essere calcolate mediante l’applicazione della formula seguente:
Le perdite di carico dei pezzi speciali, non riportati nell’appendice informative A, sono fornite direttamente dal fabbricante.
Metodo di calcolo mediante determinazione della lunghezza equivalente
Anziché calcolare singolarmente le perdite di carico distribuite e le perdite di carico iocalizzate e poi sommarle, si può procedere con un metodo alternativo. Queste consiste nell’utilizzare direttamente la formula (A1), con la sola accortezza di maggiorare la lunghezza della tubazione L con L + Le. dove Le e la somma delle lunghezze equivalenti (le) di tutti gli elementi che causano una perdita localizzata (Le = Σ le).
Per determinare la lunghezza equivalente la di un pezzo speciale, si applica la formula seguente:
dove:
Calcolo delle variazioni di pressione dovute a dislivelli
Nel caso di tratti di tubazione verticali, la differenza di pressione relativa
misurata rispetto all’aria, si ottiene dall’applicazione dalla formula seguente:
dove:
Questa variazione di pressione, qualora esistente, è da sommare algebricamente alle perdite di carico distribuite e localizzate al fine di determinare la perdita di carico complessiva.
Utile a riguardo è il seguente foglio di calcolo:
A completamento del post si allega una utile file redatto dal Comando dei Vigili del Fuoco di Sondrio:
