Progettazione del sistema di fornitura di acqua fredda: diretto o indiretto, dimensionamento dei tubi, materiali

Un sistema di fornitura di acqua fredda che eroga 12 litri al minuto da un rubinetto al piano terra può facilmente scendere a 5 o 6 litri al minuto in cima allo stesso edificio. Le tubazioni non sono cambiate, quindi la causa è altrove: la pressione disponibile a quell'uscita, il percorso che fa l'acqua per raggiungerla e il diametro del ramo che serve l'apparecchio. In pratica, la maggior parte dei problemi relativi all’acqua fredda vengono risolti molto prima che il primo tubo venga fissato al muro. Tre scelte iniziali determinano il risultato: il tipo di sistema, il materiale e il diametro del tubo, nonché la strategia di pressione e stoccaggio.

Cosa comprende effettivamente un sistema di fornitura di acqua fredda

Il confine conta. Tutto a monte della valvola di intercettazione in ingresso appartiene solitamente all'azienda idrica o al proprietario dell'immobile fino al contatore, a seconda delle norme locali; tutto ciò che sta a valle costituisce il sistema di distribuzione dell'edificio. Un impianto completo di acqua fredda normalmente contiene i seguenti elementi.

• Tubo di servizio: linea interrata dalla condotta principale all'edificio, dimensionata per i picchi di domanda e protetta dal gelo e dai movimenti del terreno.
• Contatore dell'acqua e valvola di arresto principale: il punto di isolamento primario utilizzato per riparazioni, perdite ed emergenze.
• Tubazioni di distribuzione interna: una colonna montante o una dorsale più diramazioni che corrono verso ciascun apparecchio.
• Valvole di isolamento: valvole locali in ciascuna zona umida in modo che una riparazione non spenga un intero edificio.
• Serbatoio di accumulo e valvola a galleggiante: presenti solo negli impianti indiretti, dove l'acqua di rete riempie un serbatoio prima della distribuzione.
• Raccordi terminali: rubinetti, cassette, scaldabagni e qualsiasi punto in cui viene prelevata o riscaldata acqua fredda.
• Protezione dal riflusso: traferri, valvole di ritegno o gruppi di zone a pressione ridotta ovunque esista un rischio di connessione incrociata.

Ognuna di queste parti influisce sulle prestazioni. Una spina dorsale di dimensioni corrette con un ramo sottodimensionato produce comunque una doccia debole, mentre un ramo di buone dimensioni dietro una valvola a saracinesca parzialmente chiusa fornisce ancora un flusso scarso.

Sistemi diretti e indiretti: la prima decisione

Se la pressione di rete è adeguata e costante, un sistema diretto è più semplice da installare, più facile da mantenere e fornisce una migliore pressione in uscita. Se la pressione di rete è debole, intermittente o l’edificio è alto, un sistema indiretto con un serbatoio di stoccaggio tampona la fornitura, al costo di una pressione di uscita inferiore e di una routine igienica aggiuntiva.

Vale la pena fare il calcolo della pressione prima di scegliere. La gravità fornisce circa 0,1 bar per metro di altezza, quindi l'uscita di un serbatoio 10 metri sopra una doccia fornisce circa 1 bar prima delle perdite per attrito. Un ramo da 15 mm con quattro gomiti può perdere ulteriori 0,2-0,4 bar. Ciò lascia una doccia praticabile ma insignificante. Spingete la stessa vasca 5 metri sopra la doccia e la situazione cambia notevolmente.

Materiali per tubi per servizio con acqua fredda

L'acqua fredda è un compito più delicato dell'acqua calda, il che amplia la lista pratica. Le opzioni principali sono polipropilene copolimero casuale, polietilene ad alta densità, rame, polietilene reticolato e composito multistrato tubo . La scelta giusta dipende da dove corre il tubo, da come è collegato e da cosa accetta la normativa locale per il contatto potabile.

Copolimero casuale di polipropilene

Coperto da standard come ISO 15874, questo materiale è unito mediante fusione a caldo, che produce un giunto omogeneo e resistente alle perdite senza O-ring o solventi. Le classi di pressione PN10, PN16 e PN20 coprono la maggior parte dei servizi dell'edificio. La sua bassa conduttività termica limita la formazione di condensa sulle linee fredde e la stessa famiglia di tubi può gestire l'acqua calda sanitaria, semplificando lo stoccaggio e l'installazione su sistemi combinati.

Polietilene ad alta densità

Specificato secondo ISO 4427 o EN 12201, il tubo PE100 è la scelta abituale per collegamenti di servizi interrati e lunghi tratti esterni. È flessibile, tollera l'assestamento del terreno e viene unito mediante fusione di testa o elettrofusione. Lo spessore della parete è descritto dall'SDR, quindi un SDR inferiore significa una parete più spessa e una pressione nominale più elevata. Per le condutture dell'acqua fredda, PN10 o PN16 copre le tipiche condizioni municipali e del sito.

Rame e polietilene reticolato

Il rame rimane comune nei lavori di ristrutturazione perché è rigido, dimensionalmente stabile e familiare alla maggior parte degli installatori. Il polietilene reticolato è adatto ai passaggi nascosti nei pavimenti e nelle pareti perché si piega attorno agli ostacoli e necessita di meno giunti. Entrambi i materiali richiedono transizioni nominali quando collegati al tubo in poliolefina e metalli diversi necessitano di separazione dielettrica per evitare la corrosione galvanica.

Dimensionamento, velocità e pressione

Un tubo sottodimensionato è la causa più comune di uno scarso flusso di acqua fredda, mentre un tubo sovradimensionato spreca materiale e rallenta l'acqua abbastanza da favorire la stagnazione. La velocità di progetto nella costruzione di tubazioni per l'acqua fredda è solitamente compresa tra 0,5 e 1,5 metri al secondo, con circa 2,0 metri al secondo come limite pratico su lunghe tratte. La pressione residua minima all'uscita più svantaggiata è tipicamente di 0,5 bar, mentre una pressione statica superiore a circa 5 bar giustifica solitamente una valvola di riduzione della pressione in ingresso.

Una sequenza di dimensionamento ripetibile assomiglia a questa.

1. Elenca ogni apparecchio e il relativo flusso di acqua fredda nominale.
2. Applicare un fattore di diversità, poiché non tutte le partite vengono eseguite contemporaneamente.
3. Dimensionare la struttura portante per il totale diversificato a una velocità accettabile.
4. Dimensionare ogni ramo per l'apparecchio più grande che serve, non per la media.
5. Controllare la pressione residua all'uscita più remota e più alta.

Anche la pressione di picco merita attenzione. Le valvole a chiusura rapida sulle linee ad alta velocità generano colpi d'ariete che possono rompere i raccordi e allentare i giunti nel tempo. Mantenere le velocità moderate e utilizzare valvole a chiusura lenta sui collegamenti della lavatrice e della cisterna riduce il rischio senza costi aggiuntivi.

Stoccaggio, igiene e riflusso

L’acqua fredda immagazzinata è un rischio gestito piuttosto che un problema automatico. I serbatoi dovrebbero essere coperti, protetti dagli insetti e ventilati attraverso un’apertura schermata, e l’acqua immagazzinata dovrebbe rimanere al di sotto dei 20 gradi Celsius per limitare la crescita microbica. Isolare il serbatoio e l’ambiente circostante e tenerlo lontano da fonti di calore è più importante del materiale stesso del serbatoio. La pulizia e la disinfezione dovrebbero seguire i requisiti locali, in genere annualmente per le installazioni domestiche e più frequentemente negli edifici commerciali.

La protezione dal riflusso è un obbligo separato. Laddove le linee di irrigazione, le caldaie, l'acqua di processo o i sistemi antincendio si collegano alla rete potabile, è necessario un traferro o un disconnettore meccanico. Le tubazioni appena installate devono essere lavate e, ove richiesto dalle normative, disinfettate e campionate prima della consegna del sistema.

Collaudo e consegna

Un test di pressione idrostatica è il singolo controllo di accettazione più utile. La pratica abituale è testare a 1,5 volte la pressione di esercizio e mantenerla abbastanza a lungo affinché la temperatura e lo scorrimento del materiale si stabilizzino, spesso un'ora per i sistemi poliolefinici, quindi ispezionare ogni giunto. I giunti di fusione dovrebbero essere registrati con i numeri di lotto e i parametri di saldatura in modo da poter tracciare eventuali guasti futuri. Una volta superato il test, il sistema viene lavato, clorurato dove richiesto e rimesso in servizio con un registro firmato delle pressioni e delle durate del test.

Cosa controllare prima di acquistare

In un progetto in cui i tubi vengono acquistati in grandi quantità, piccole lacune nelle specifiche diventano costose in loco. Questi punti coprono la maggior parte del rischio pratico.

• Valutazione della pressione e SDR o spessore della parete adeguati alla pressione di progetto, con un margine di sicurezza ragionevole.
• Polimero vergine di provenienza tracciabile; il contenuto riciclato richiede l'idoneità documentata al contatto con l'acqua potabile.
• Tolleranze dimensionali e rotondità, poiché il tubo ovale fonde male e perde sulla giunzione.
• Certificazione per il contatto con acqua potabile e relativa norma di prodotto.
• Raccordi dello stesso sistema, quindi i parametri di fusione e giunzione corrispondono al tubo.
• Tempi di consegna costanti, perché una squadra di fusione in stallo costa più del tubo.

I sistemi di acqua fredda raramente falliscono a causa di cause esotiche. Falliscono perché il tipo di sistema è stato scelto senza controllare la pressione della rete, perché un ramo è stato dimensionato per comodità piuttosto che per flusso, o perché il tubo è rimasto nel terreno per una stagione prima che qualcuno lo testasse. Ottieni il layout, il diametro e il materiale già in fase di progettazione, verificali con un test di pressione adeguato e l'installazione si comporterà in modo prevedibile per decenni.