Sviluppi nella distribuzione delle tubature

Ristagni prolungati negli impianti di acqua potabile possono causare la formazione di depositi e problemi microbiologici. Al fine di ridurre al minimo questi rischi, il tracciato delle tubazioni è estremamente importante per il mantenimento dell'igiene dell'acqua potabile. A partire dagli anni '90, legislatori, igienisti, progettisti specializzati, operai e gestori si sono sempre più concentrati sul mantenimento della qualità dell'acqua potabile negli edifici e, allo stesso tempo, anche l'industria ha iniziato a pensare a come ottimizzare i propri prodotti. A questo proposito, vi forniamo una panoramica degli sviluppi più importanti nel campo dei tracciati delle tubazioni e vi spieghiamo perché i raccordi a T sono la scelta più efficiente e igienica per le installazioni di acqua potabile nella maggior parte dei casi.

Il requisito fondamentale per mantenere la qualità dell'acqua potabile all'interno del relativo impianto è il ricambio regolare dell'acqua in tutti i punti di prelievo. Questo requisito è stato reso obbligatorio per la prima volta nel 2013 con la direttiva 6023 della VDI/DVGW. Anche allora, i risultati mostravano che i punti di prelievo non utilizzati diventano tubi morti, indipendentemente dalla disposizione delle tubature. Per favorire ricambi d'acqua regolari e completi anche durante il “funzionamento normale”, un impianto di acqua potabile dovrebbe essere progettato in modo tale da essere il più “snello” possibile. Ciò significa che deve avere il minor contenuto d'acqua possibile e occupare superfici il più possibile ridotte. Lo stesso vale per il numero dei punti di prelievo: occorre pianificare solo quelli veramente necessari in modo che siano il minor numero possibile. Così facendo, si può ottenere un elevato ricambio d'acqua durante il normale funzionamento. Inoltre, impianti di acqua potabile più snelli significano anche una riduzione dei costi di materiale ed energia. Pertanto, si armonizzano fin dall'inizio l'igiene dell'acqua potabile e il risparmio energetico e idrico, anche in caso di risciacqui anti-ristagno dovuti a interruzioni nel funzionamento.

Ugelli Venturi nelle installazioni ad anello

Nelle installazioni in plastica sono molto diffuse le installazioni ad anello con integrazione di tutti i punti di prelievo di un'unità d'uso. Un semplice collettore viene inoltre collegato a una tubatura di distribuzione che accoglie entrambe le estremità dell'anello. A partire dalla ISH 2007, è stato possibile integrare i punti di prelievo utilizzando ugelli Venturi e impianti ad anello. Anche in questo tipo di installazione, i punti di prelievo di una linea di utilizzo sono collegati tra loro tramite una linea ad anello; tuttavia, entrambe le estremità dell'anello sono collegate in questo caso a un ugello Venturi. Questo ugello Venturi viene installato direttamente in una tubatura di distribuzione. Ogni ugello Venturi genera una perdita di pressione nel passaggio, ovvero tra le due estremità dell'anello collegato. Questo significa che, ogni volta che l'acqua scorre nella tubatura di distribuzione, una parte dell'acqua potabile passa sempre anche attraverso l'anello di volta in volta collegato. Purtroppo, però, questo principio funziona solo in una direzione, e bisogna tenerne conto! Di conseguenza, se uno dei punti di prelievo viene utilizzato in un anello a monte, negli anelli a valle non succede nulla. Inoltre, per un ricambio completo dell'acqua sono necessari volumi di risciacquo estremamente elevati, poiché durante un risciacquo terminale solo il 10% dell'acqua potabile passa attraverso l'anello e il 90% passa direttamente attraverso gli ugelli Venturi. Ciò significa che, a ogni ricambio d'acqua, una parte dell'acqua stagnante del primo anello viene restituita a ogni anello a valle. Di conseguenza, i problemi a livello d'igiene possono rapidamente diffondersi in tutto l'edificio se non vengono effettuati ricambi d'acqua sovrabbondanti. È quindi facile intuire perché anche questo tipo di installazione non esoneri dall'obbligo di utilizzare tutti i punti di prelievo, come previsto dalla norma tedesca sull'acqua potabile e dai regolamenti (DVGW W 551-4, VDI 6023 Foglio 1). Solo così è possibile evitare tubi morti non autorizzati. Inoltre, gli impianti ad anello devono essere messi in discussione anche dal punto di vista energetico. Rispetto alle installazioni con raccordo a T, questi impianti hanno un volume d'acqua maggiore di circa il 25% e occupano una superficie maggiore di quasi un terzo, attraverso la quale si verificano evitabili perdite di calore o l'acqua fredda assorbe in modo crescente il calore estivo immagazzinandolo in eccessivi volumi d'acqua.

Un'alternativa: le tubature in serie

Un'altra opzione era rappresentata dalle tubature in serie, in cui venivano inseriti punti di prelievo raramente utilizzati, come i rubinetti della vasca da bagno o i tubi per l'irrigazione del giardino. Per questa variante di installazione, si consigliava inoltre di collocare come punti di prelievo terminali quelli più frequentemente utilizzati, come i WC. In seguito, questi punti di prelievo sono stati per lo più sostituiti da stazioni di risciacquo, poiché all'epoca i rubinetti di prelievo elettronici con funzione di risciacquo erano pressoché inesistenti. Tuttavia, a causa della ridotta portata di calcolo, pari generalmente solo a 4 o 10 l/min, le stazioni di risciacquo possono sì supportare il ricambio generale dell'acqua, ma difficilmente raggiungono velocità di flusso rilevanti nelle tubature di distribuzione o negli anelli di maggiori dimensioni. È necessario pertanto l'azionamento/l'attivazione contemporanei di più stazioni di risciacquo o rubinetti (VDI 6023 Foglio 1). Si dovrebbe puntare a velocità di flusso elevate, pari a 1 m/s, per ottenere non solo un flusso turbolento, ma anche una velocità di flusso “efficace” ai fini della pulizia. In caso contrario, si possono formare sedimenti e il ricambio dell'acqua avviene solo nel nucleo della tubatura. Questo fenomeno è noto con il nome di “pipe-in-pipe” (tubo nel tubo).

Installazioni con raccordo a T: attualmente la scelta migliore per una disposizione igienica delle tubature

Le dimensioni ridotte dei tubi, gli isolanti e le fascette per tubi sono più ecologici e convenienti rispetto alle linee di grandi dimensioni, grazie a un minore utilizzo di materiali. Un minore contenuto di acqua non favorisce solo i ricambi di acqua: un altro vantaggio importante è costituito dalle superfici ridotte. Grazie ad esse, si ha una minore perdita di calore nelle tubature, mentre l'acqua potabile fredda viene protetta da un riscaldamento facilmente evitabile. Queste argomentazioni e le più recenti nozioni teoriche e pratiche hanno fatto sì che oggi gli impianti per l'acqua potabile siano (o debbano essere) di nuovo realizzati prevalentemente come impianti con raccordi a T. Solo i punti di prelievo inevitabili, ma raramente utilizzati, vengono ancora realizzati sotto forma di installazioni in serie o ad anello. Questo perché le collaudate installazioni con raccordo a T offrono diversi vantaggi a progettisti specializzati, operai e gestori:

• Percorsi di flusso chiari a livello idraulico
• Facilità di installazione
• Volume d'acqua ridotto (-25%)
• Superfici di dimensioni ridotte (-29%)
• Elevato risparmio sui costi, pari al 21% solo per i materiali

Un esempio pratico: ecco perché gli impianti con raccordo a T consentono di risparmiare

L'enorme potenziale di risparmio viene di seguito illustrato mediante un esempio pratico. In un edificio reale, una scuola secondaria dotata di palestra, sono state calcolate le differenze tra le varianti di installazione con raccordo a T, le installazioni in serie e le “installazioni ad anello con installazione in serie di tutte le utenze” (impianti ad anello) in termini di volume d'acqua in litri, superficie interna in metri quadrati e contenuto d'acqua delle singole linee.

Il tipo di installazione ad anello presenta il volume d'acqua più elevato e la superficie interna maggiore, mentre l'installazione con raccordo a T ottiene i risultati peggiori in termini di volume d'acqua della singola linea con 0,16 litri per punto di prelievo.

Nell'immobile analizzato, i costi dei materiali per un impianto con raccordo a T sono stati inferiori di circa il 21% (o 53.000 euro) rispetto ai costi dei materiali (esclusi i costi di installazione) di un impianto ad anello (fonte: Breve studio di FH Münster, Prof. Dr. Franz-Peter Ing. Schmickler, M.Eng. Stefan Cloppenburg).

Ulteriori informazioni per una progettazione efficiente e igienica degli impianti di acqua potabile sono disponibili qui.