IN.CO. Edile Soc. Coop. (Via B. Mattarella, 64 - Bagheria) GUIDA AL PROGETTO SECONDO LA UNI 8723 Di seguito si riporta un esempio di progettazione di impianto a gas metano soggetto alla norma UNI 8723. Il caso in esame riporta la presenza di apparecchi con scarico dei fumi a tiraggio naturale e apparecchi muniti di cappe aspiranti con convogliamento e smaltimento dei vapori di cottura tramite apposito canale di fumo e successivo camino. Con riferimento al dimensionamento del camino a pressione positiva, data l’esiguità della portata dei vapori di cottura, si ritiene soddisfacente la verifica dello stesso con il solo utilizzo di una simulazione temofluidodinamica. Tutti il necessario per la progettazione è stato i scaricato dalla rete ai seguenti indirizzi: - dimensionamento impianto a gas metano: http://incoedile.altervista.org/blog/duesoftware-gratis/ - dimensionamento camini a tiraggio naturale: http://www.cannefumarie.com/fluidodinamica-termodinamica/grafici-didimensionamento.html - simulazione termo-fluidodinamica: http://www.gbd.it/calcoli/cappe_ristorazione/ - All.I e allegati tecnici: http://incoedile.altervista.org/blog/un-utile-softwaregratuito/ L’esempio riportato vuole essere una prima guida al progetto di impianti secondo la norma UNI 8723. Gli argomenti trattati riportano all’applicazione di altre norme come la UNI EN 13384-1 di non facile interpretazione ed applicazione se non con particolari software commerciali. Sono pertanto ben accetti suggerimenti tecnici volti al miglioramento di questa prima guida. IN.CO. Edile Soc. Coop. DITTA XXXXXXXXXXXXXXXX Progetto dell’impianto a gas metano per l’alimentazione di apparecchi di cottura e smaltimento dei vapori di cottura Bagheria, Maggio 2014 Il Progettista A ) Descrizione del progetto Il progetto in oggetto riguarda il dimensionamento dell’impianto interno (tubazione e accessori, aerazione, ventilazione e prove di tenuta) necessario alla distribuzione del gas metano alle diverse apparecchiature utilizzatrici destinate alla cottura di cibo poste a valle del contatore e facenti parte dell’attività commerciale della ditta IN.CO. Edile Soc. Coop. con accesso dalla via B. Mattarella n. 64, nel Comune di Bagheria. B) Riferimenti normativi Il progetto è stato redatto in conformità alle seguenti norme di settore: UNI 7129-1 Impianti a gas per uso domestico e similari alimentati da rete di distribuzione Progettazione e installazione - Parte 1: Impianto interno; UNI 7129-2 Impianti a gas per uso domestico e similari alimentati da rete di distribuzione Progettazione e installazione - Parte 2: Installazione degli apparecchi di utilizzazione, ventilazione e aerazione dei locali di installazione; UNI 7129-3 Impianti a gas per uso domestico e similari alimentati da rete di distribuzione Progettazione e installazione - Parte 3: Sistemi di evacuazione dei prodotti della combustione; UNI EN 10255 Tubi di acciaio non legato adatti alla saldatura e alla filettatura - Condizioni tecniche di fornitura; UNI EN 1555-2 Sistemi di tubazioni di materia plastica per la distribuzione di gas combustibili Polietilene (PE) - Parte 2: Tubi; UNI EN 13384-1 Camini - Metodi di calcolo termico e fluido dinamico - Parte 1: Camini asserviti ad un solo apparecchio; UNI EN 14800 Assemblaggi di tubi metallici ondulati di sicurezza per il collegamento di apparecchi domestici che utilizzano combustibili gassosi; ed in particolare facendo riferimento alla norma: UNI 8723 - Impianti a Gas per l’ospitalità professionale di comunità e similare. C) Termini e definizioni La presente relazione tecnica fa riferimento ai seguenti termini e definizioni: Ospitalità professionale, di comunità e ambiti similari Per ospitalità professionale e di comunità si intende il complesso delle attività che afferiscono, a titolo esemplificativo ma non esaustivo, ai settori turistico alberghiero, della ristorazione, dei bar, delle grandi catene di ristorazione aperte al pubblico, delle comunità e degli enti pubblici e privati. Inoltre, per ambiti similari, ci si riferisce, a titolo esemplificativo ma non esaustivo, a: conventi, circoli, associazioni. Apparecchio di Tipo A Apparecchio non previsto per il collegamento a camino/canna fumaria o a dispositivo di evacuazione dei prodotti della combustione all'esterno del locale in cui l’apparecchio è installato. Il prelievo dell’aria comburente e l’evacuazione dei prodotti della combustione avvengono nel locale di installazione. Apparecchio di Tipo B Apparecchio previsto per il collegamento a camino/canna fumaria o a dispositivo che evacua i prodotti della combustione all'esterno del locale in cui l’apparecchio è installato. Il prelievo dell'aria comburente avviene nel locale d’installazione e l’evacuazione dei prodotti della combustione avviene all’esterno del locale stesso. Apparecchio di Tipo C Apparecchio il cui circuito di combustione (prelievo dell'aria comburente, camera di combustione, scambiatore di calore e evacuazione dei prodotti della combustione) è a tenuta rispetto al locale in cui l’apparecchio è installato. Il prelievo dell'aria comburente e l’evacuazione dei prodotti della combustione avvengono direttamente all’esterno del locale. Impianto interno Tubazione a valle del punto di consegna che terminaal collegamento di entrata degli apparecchi. Nota:L’impianto interno comprende le tubazioni installate sia nella parte interna che esterna dell’edificio. Aerazione Ricambio dell’aria necessaria sia per lo smaltimento dei prodotti della combustione, sia per evitare miscele con un tenore pericoloso di gas non combusti. Vapori di cottura Insieme dei prodotti della combustione e/o dei vapori/esalazioni risultanti dalla cottura dei cibi. Vapori Insieme dei prodotti della combustione e/o dei vapori/esalazioni risultanti da processi di lavaggio, asciugatura e affini e/o dei vapori di cottura. Sistemi di aspirazione Dispositivi atti ad aspirare, captare, convogliare ed espellere i vapori. Si dividono in: •sistemi di aspirazione a tiraggio naturale •sistemi di aspirazione dotati di elettroventilatore Ventilazione Afflusso dell’aria necessaria alla combustione. Camino (condotto) per vapori di cottura Struttura o condotto ad andamento prevalentemente verticale atto a convogliare ed espellere i vapori di cottura in atmosfera. Camino (condotto) per vapori Struttura o condotto ad andamento prevalentemente verticale atto a convogliare ed espellere i vapori in atmosfera. Condotto collettivo per vapori Condotto asservito a più apparecchi installati su diversi piani di un edificio. Tale condotto può essere anche ramificato. Condotti di aerazione per vapori Condotti verticali o orizzontali singoli o collettivi che consentono di convogliare i vapori all’esterno. Condotti di ventilazione Condotti verticali o orizzontali, singoli o collettivi che consentono di convogliare l’aria per la combustione dall’esterno al locale di installazione di un apparecchio di utilizzazione. Locale aerabile Locale dotato di dispositivi che consentono l’aerazione su necessità. Tali dispositivi possono essere costituiti da generiche aperture apribili e comunicanti direttamente con l’esterno quali porte, finestre, portefinestre, lucernari, ecc. Si definiscono altresì aerabili i locali d’installazione dotati di più aperture (porte, finestre, aperture permanenti) non direttamente comunicanti con l’esterno, ma comunicanti con almeno due locali dotati di aperture apribili e comunicanti direttamente con l’esterno. Locale o apposito alloggiamento aerato Locale o apposito alloggiamento dotato di dispositivi che consentono l’aerazione permanente. Tali dispositivi possono essere costituiti da: • una o più aperture comunicanti permanentemente con l’esterno, realizzate su pareti perimetrali, serramenti o infissi; • condotti di aerazione per vapori. D) Descrizione e progettazione dell’impianto D1) Il percorso della tubazione e relativo dimensionamento L’impianto ha origine dal vano contatore posto su via XXXX al n. XX, prosegue nel cortile con tubazione in acciaio zincato posto a vista (diametro 1”1/4), continua attraversando, interrato, con tubazione in polietilene (diametro DN50), il giardino per poi entrare all’interno con tubazione in acciaio zincato (diametro 1”1/4), attraversando la dispensa per poi alimentare nel laboratorio le apparecchiature a gas metano composte da n. 2 forni, n.1 cucina, n. 1 friggitrice e n. 1 piastra. Il collegamento fra tubazione in acciaio e tubazione in polietilene è realizzato con idonei giunti di transizione a saldare posti in pozzetto ispezionabile. Il dimensionamento dell’impianto (in allegato) è stato condotto applicando l’equazione di Renouard per applicazioni in bassa pressione e per una massima perdita di carico del tratto più sfavorevole non superiore ad 1mbar. (il software utilizzato per il dimensionamento dell’impianto è quello creato dall’Ing. Schiavone, scaricabile dal blog della IN.CO.Edile, all’indirizzo http://incoedile.altervista.org/blog/due-software-gratis/) D2) Gli attraversamenti della muratura e ancoraggi Gli attraversamenti delle pareti sono realizzazioni con la posa di opportuni tubi camicia in pvc sigillati dalla parte interna nel passaggio da esterno ad interno e libero negli altri casi di attraversamenti interni. La tubazione in acciaio è idoneamente ancorata alla muratura on appositi collari. D3) Le valvole di intercettazione e le apparecchiature Oltre alla valvola con presa di pressione all’ingresso del locale laboratorio (C1) sono disposte altre due valvole di intercettazione totale (C2, C3) delle quali una (C3) a comando elettrico a chiusura in condizioni di riposo e aperta solo con funzionamento idoneo della cappa aspirante i vapori di cottura prodotti dalla cucina, dalla piastra e dalla friggitrice in accordo al punto 6.1 della UNI 8723 che così recita “ In presenza di sistemi di aerazione o ventilazione forzata, l’erogazione del gas alle apparecchiature deve essere direttamente asservita ai sistemi stessi e deve interrompersi nel caso in cui la portata di aria scenda al di sotto del valore prescritto di cui al punto 6.3.1. (1,78 mc/h per KW”. Una quarta valvola (C4) intercetta l’alimentazione della cucina, friggitrice e piastra. Ogni apparecchiatura, posta in opera secondo le indicazioni del relativo costruttore, è intercettata da relativa valvola (diametro 1/2”) collegata all’apparecchiatura con flessibile in acciaio (UNI EN 14800). Tutte le apparecchiature, dotate di dispositivo di sorveglianza di fiamma e poste a distanza superiore a 1,5 mt da contatori elettrici, insistono nel locale laboratorio e come in parte descritto sono: Rif. Descrizione apparecchiatura Tipo F1 Forno Citizen Zanoli 20 F2 Forno Citizen Zanoli 20 F3 Cucina Giorix 19 F4 Piastra Bim 9 F5 Friggitrice Giorix 23 TOTALE PORTATA TERMICA Portata termica (KW) Somma D4) La aerazione e ventilazione del locale laboratorio Nel laboratorio i due forni prelevano aria per la combustione dall’esterno ed evacuano i fumi sempre all’esterno singolarmente tramite opportuni canali di fumo a tiraggio naturale mentre le altre apparecchiature di cottura smaltiscono i vapori di cottura tramite idonea cappa aspirante collegata tramite canale di esalazione al condotto/terminale di scarico posto all’esterno del locale con ancoraggio su apposito traliccio. La ventilazione del locale laboratorio è assicurata da aperture permanenti posti in alto. L’apertura di ventilazione deve permettere l’ottimale combustione del gas metano e assicurare ai fini igienici un idoneo ricambio dell’aria ambiente in funzione della portata di aspirazione della cappa. L’aerazione del locale avviene tramite cappa dotata di un aspiratore centrifugo della CMC ventilazione con i seguenti dati di targa DAIN.99R.4P.368.1V GRS caratterizzato da una portata aspirante di 1410 mc/h di gran lunga superiore alla minima portata di aspirazione prevista dalla norma e pari a 1,72 mc/h per KW (cucina+piastra+friggitrice) che nel nostro caso vale: 1,72 x (19+9+23) = 88 mc/h L’apertura di ventilazione teorica vale 6 cmq per KW ovvero: Gt = 6 x (19+9+23) = 6 x 51 = 306 cmq mentre quella necessaria al reintegro d’aria per effetto dell’aspirazione della cappa vale: G = 1410 / 3600 / 1(m/s) x 10000 (cmq/mq) = 3917 cmq Fra le due quella da prendere come valore minimo da assicurare è la maggiore. Due finestre a vasistas nella parte alta del locale laboratorio assicurano la necessaria ventilazione con una superficie libera di : Ge = 2 x 215 x 55 x 36% = 8514 cmq > G = 3917 cmq D5) Lo smaltimento dei vapori di cottura D5.1) Forni l calcolo delle dimensioni dei camini (sezione ed altezza) a tiraggio naturale ed al livello del mare si basa sul confronto tra la pressione in corrispondenza del punto di ingresso dei fumi nel camino e la pressione necessaria per avere un sufficiente tiraggio. È un confronto quindi tra le resistenze di pressione incontrate dal fumo nel suo percorso (perdite di carico) e la pressione statica generata dalla differenza di densità della colonna di fumi caldi. (vedi grafici dal sito http://www.cannefumarie.com/fluidodinamica-termodinamica/grafici-didimensionamento.html) I due forni sono dotati di aerazione naturale tramite condotto intubato dimensionato secondo la norma UNI EN 13384 e predisposti per il corretto funzionamento secondo le prescrizioni fornite dal produttore dell’apparecchiatura (diametro canale di fumo 20 cm, altezza 4-5 mt, tiraggio 15 Pa). D5.2) Cappa con camino a pressione positiva I camini a pressione positiva sono soggetti alle seguenti verifiche: -la pressione richiesta (per vincere le resistenze nel tratto del camino) nella sezione di ingresso dei fumi nel camino deve essere minore o uguale alla pressione positiva fornita nella stessa sezione: PZO = PZOe -la pressione richiesta (per vincere le resistenze nel tratto del camino) nella sezione di ingresso dei fumi deve essere minore o uguale alla pressione massima ammessa dal camino: PZO = PZc,Excess -la somma della pressione richiesta (per vincere le resistenze nel tratto del camino) nella sezione di ingresso dei fumi e della pressione resistente del canale da fumo deve essere minore o uguale alla pressione massima ammessa dal canale da fumo: PZO + PRV - PHV = PZv,Excess -la temperatura della parete interna all’uscita del camino deve essere maggiore o uguale alla temperatura limite (che sarà uguale a 0 nel caso di camino umido e uguale alla temperatura di rugiada nel caso di camino secco): Tiob = Tg La cappa è collegata al gruppo di aspirazione dotato di uscita scatolare 35x35 con tratto orizzontale di 1 mt e tratto verticale di 4 mt. Di seguito si riporta il calcolo della massima perdita di pressione in Pa da confrontare con la minima prevalenza generata dall’aspiratore DAIN: (la simulazione è stata fatta utilizzando il software on line all’indirizzo http://www.gbd.it/calcoli/cappe_ristorazione/) D5.3) Simulazione Termo-Fluidodinamica - Cappe da cucina ristorazioni Grandezze Fattore di Sicurezza Fattori di attrito Diametro Idraulico Interno Rugosità media (0,001 per camini rigidi - 0.003 per camini flessibili) Densità media valori di cottura Pressione dell'aria esterna (Seleziona l'altezza sul livello del mare) Costante di elasticità dei gas Simbolo SE psi Dh Unità adm m Valore 1.2 0.0317 0.3 r m 0.001 rm Temperatura media miscela valori di cottura - aria Tm Velocità media miscela valori di cottura - aria Vm Portata in massa valori di cottura - aria m Area della sezione del condotto Lunghezza del condotto Perdita di pressione/moto Elemento Gomito a 45° Gomito a 87° Elemento a T a 87° Elemento a T a 45° Cappa parapioggia Somma coefficiente resistenza localizzata Perdita di pressione per resistenze Perdita di pressione totale A H PR Perdita 0.4 0.9 0.9 0.4 1.2 adm kg/m3 m Pa J/kgK K °C m/s Kg/s Kg/h m2 m Pa 1.03715 100 95879 300 308.15 < 5.68641 0.41667 1500 0.07065 5 10.63107 Quantità 0 1 0 0 1 3.4 68.41449 79.04556 pL R Pa Pa D.5.4) Verifica camino Con riferimento alle caratteristiche dell’aspiratore centrifugo della CMC ventilazione DAIN.99R.4P.368.1V GRS caratterizzato da una portata aspirante di 1410 mc/h e minima prevalenza 240 Pa, risultando: Pamin=240 Pa > Pamax=79 Pa la verifica risulta largamente soddisfatta. C) Prescrizione sui materiali (UNI CIG 7129-3:2008) C1) Condotti per vapori di cottura - Requisiti minimi I condotti singoli o collettivi per vapori di cottura devono rispondere ai seguenti requisiti minimi: - essere realizzati in materiali adatti a resistere nel tempo alle normali sollecitazioni meccaniche e rispondenti ai requisiti della UNI EN 1443 relativamente alla resistenza all’umidità (W ) e alla temperatura (T80); - avere andamento prevalentemente verticale ed essere privi di strozzatura in tutta la sua lunghezza; - essere distanziati da fonti di calore che potrebbero danneggiarli; - essere dotati alla sommità di un dispositivo che impedisca la penetrazione della pioggia e della neve; inoltre deve essere presente, un’opportuna protezione contro l’ingresso di corpi estranei (per esempio volatili); - essere di classe W (resistente all’umidità); - essere dotati di giunzioni a tenuta adatte alla pressione di esercizio (condotto per vapori di cottura funziona in pressione positiva); - essere garantita la corretta evacuazione dei vapori di cottura in tutte le condizioni atmosferiche. - non essere convogliato nello stesso condotto per lo scarico dei vapori di cottura lo scarico dei prodotti della combustione di altre tipologie di apparecchi/dispositivi. C2) Canale di esalazione - Requisiti minimi Il canale di esalazione da utilizzare per il collegamento della cappa o di un elettoventilatore al condotto di evacuazione deve soddisfare i requisiti precedenti. C3) Caratteristiche costruttive - Scarico dei prodotti della combustione/vapori Requisiti generali Lo scarico dei prodotti della combustione deve avvenire in alto con ancoraggio su apposito traliccio. C4) Caratteristiche del canale da fumo e del condotto di scarico fumi (Rif. Forni) Esso deve soddisfare anche le seguenti prescrizioni: · essere adatto a resistere nel tempo alle normali sollecitazione meccaniche, al calore, ai prodotti della combustione e dei loro condensati; · essere collocato in vista o comunque essere facilmente ispezionabile e smontabile per tutta la sua lunghezza al fine di consentire eventuali interventi di manutenzione; · essere installato con andamento tale da garantire il corretto funzionamento dell’apparecchio e tale da evitare il possibile ristagno di condense lungo tutto lo sviluppo. · Il canale da fumo o il condotto di scarico fumi deve inoltre essere saldamente fissato all’imbocco del camino senza sporgere all’interno. C5) Caratteristiche generali del collettore da fumo (Rif. Cappa) Il collettore da fumo ha il compito di raccogliere e convogliare i vapori di due o più apparecchi/cappe/estrattori verso un camino o un condotto. Esso deve rispondere alle caratteristiche precedenti e soddisfa le condizioni di seguito descritte: · ha sezione interna di forma quadrangolare 35x35 cm (gli spigoli sono arrotondati con raggio di curvatura non minore di 20 mm); · in ogni condizione di funzionamento e nelle varie possibili configurazioni, in particolare anche con uno o più apparecchi spenti, non deve sussistere un ritorno di prodotti della combustione nel locale di installazione; D) Camini/condotti singoli e collettivi - Requisiti generali e prescrizioni per l’installazione (Rif. Cappa) I camini/condotti sono installati rispettando le seguenti indicazioni: · hanno andamento prevalentemente verticale e sono privi di qualsiasi strozzatura per tutta la loro lunghezza; · ha al di sotto dell’allacciamento del condotto di scarico/canale da fumo/collettore, una altezza pari ad almeno 500 mm da utilizzarsi come camera di raccolta; · l’accesso a detta camera è garantito mediante un’apertura di ispezione munita di chiusura metallica con guarnizione; le caratteristiche strutturali della camera di raccolta sono le stesse del camino; Il sistema funzionante in pressione positiva non è addossato alla struttura perimetrale dell’edificio nè all’interno della stessa. E) Collaudo e prova di tenuta dell’impianto interno Il collaudo per verificare la tenuta di un nuovo impianto deve essere eseguito prima di aver: · messo in servizio l’impianto di distribuzione interna di gas; · collegato il punto di inizio al contatore; · allacciato gli apparecchi. Per la parte dell'impianto non a vista (polietilene), il collaudo deve precedere la copertura delle tubazioni stesse. Il collaudo deve essere effettuato, utilizzando l’apposita presa di pressione situata in prossimità del punto di inizio, con le seguenti modalità: · a valle di ogni rubinetto terminale ed a monte del rubinetto al punto di inizio devono essere posti dei tappi a garanzia della tenuta; · si deve immettere nell'impianto attraverso la presa di pressione aria, fino a che si è raggiunta una pressione di 0,1 bar; · dopo il tempo di attesa necessario per stabilizzare la pressione (non minore di 15 minuti), si deve effettuata una prima lettura della pressione mediante un manometro ad acqua od apparecchio equivalente con risoluzione 0,1 mbar (1 mm H2O), dalla prima lettura si deve effettuare una seconda misura dopo 15 minuti: il manometro non deve rilevare alcuna differenza tra i due valori. Per il tratto interrato si deve ripetere la prova secondo le stesse modalità alla pressione di 1 bar. Trascorsi 15 minuti dalla prima lettura si deve effettuare una seconda lettura: il manometro non deve rilevare alcuna differenza tra i due valori. In caso di perdite le stesse vanno riparate e le prove di collaudo ripetute sino al loro soddisfacimento. Bagheria, maggio 2014 Il Progettista Allegati: - schema impianto (realizzato con il software “Conforme Gas” scaricabile dal blog della IN.CO. Edile all’indirizzo http://incoedile.altervista.org/blog/un-utile-software-gratuito/); - ALL.I e Allegati tecnici obbligatori (realizzati con il software “Conforme Gas”);
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