AICARR CDA DICEMBRE 2006 by AiCARR

Sommario www.webcda.it

Comitato di redazione: Franco Adami, Paolo Bassi, Marco Masoero, Marco Noro, Michele Vio, Alberto Zambelli

5 Editoriale

“Sorprese” sotto l’albero - P. Bassi Paolo Bassi - paolo.bassi@ipobi.it

Direttore editoriale:

Franco Adami - franco.adami@reedbusiness.it

Redattori:

Adriana Del Longo adriana.dellongo@reedbusiness.it Federica Orsini - federica.orsini@reedbusiness.it Stefano Rimassa - stefano.rimassa@reedbusiness.it Federica Villa - federica.villa@reedbusiness.it

14 Impianti

Minimizzare i rischi biologici negli ospedali – M. Bo, M. Rapetti

Segreteria:

Brunella Chiari - brunella.chiari@reedbusiness.it Maria Ranieri - maria.ranieri@reedbusiness.it

Organo direttivo nazionale dell’AICARR (Associazione Italiana Condizionamento dell’Aria Riscaldamento Refrigerazione). Associata Rehva, Ashrae, IIF, UNI, CTI, Via Melchiorre Gioia n.168 20125 Milano - telefono 02 67479270 fax 02 67479262

20 Ricerca

Mappe di irradiazione – F. Anselmo, A. Lauritano 28 Sistemi

Addolcire l’acqua – P. D. Lessieur 34 Risparmio energetico

La ventilazione naturale – M. De Carli, M. Scarpa, G. Villi, R. Zecchin 46 Trattamento acqua

La rivista è inviata ai Soci AICARR. Il prezzo dell’abbonamento è incluso nella quota associativa.

Manutenzione ordinaria e programmata – R. Laria 52 Energia

Conduzione e manutenzione impianti frigoriferi – A. Albertazzi Reed Business Information SpA Società soggetta all’attività di direzione e coordinamento di Reed Elsevier Group PLC 20143 Milano - Viale G. Richard 1/a - tel. 02 818301 Telefono redazione 02 81830239 fax 02 81830413 (redazione) fax 02 81830405 (pubblicità) Organizzazione di vendita Direttore commerciale Ivo Braga Direttore Vendite Sergio Cirimbelli Responsabile Vendite Davide Lenarduzzi davide.lenarduzzi@reedbusiness.it Segretria commerciale Monica Corletti tel. 02 81830.683 / monica.corletti@reedbusiness.it Key Account Patrizia Sandri International Sales tel. 02 81830.635 / patrizia.sandri@reedbusiness.it © Copyright Reed Business Information Spa - Milano Italia. Le rubriche e le notizie sono a cura della redazione. È vietata la riproduzione, anche parziale, di articoli, fotografie e disegni senza preventiva autorizzazione scritta Servizio abbonamenti Manuela Seregni tel. 02 81830221 / manuela.seregni@reedbusiness.it Tariffe abbonamenti 2006 Italia: sped. ordinaria Euro 78,00 - sped. contrassegno Euro 82,00 Estero: sped. ordinaria Euro 114,00 - sped. prioritaria Europa Euro 129,00 - sped. prioritaria Africa, America, Asia Euro 162,00 - sped. prioritaria Oceania Euro 182,00 fascicolo singolo Euro 7,20 - fascicolo arretrato Euro 14,40 Gli abbonamenti possono essere sottoscritti anche versando il relativo importo sul c/c postale n. 33668666 intestato a Reed Business Information Spa Viale G. Richard 1/a, 20143 Milano. L’iva sugli abbonamenti, nonché sulla vendita di fascicoli separati, è assolta dall’Editore ai sensi dell’art. 74 primo comma lettera C del DPR 26/10/72 N. 633 e successive modificazioni ed integrazioni. Pertanto non può essere rilasciata fattura.

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58 Consulenza elettrotecnica

Gli elaborati di progetto in ambito elettrico – A. Porro 61 Intervista

Clivet, efficienza e risparmio energetico – a cura della Redazione 64 Normativa e legislazione

Aggiornamenti Uni, Cen, Iso - D. Farina 69 Eventi

Ashrae 2006. Ingegneria per la sostenibilità in evidenza – P. Tronville 72 Dall’industria

Daikin, non solo climatizzazione – a cura della Redazione 74 Personaggi

L’eredità di Ole Fanger – S. Schiavon, R. Zecchin

N.11/dicembre 2006

Direttore Scientifico:

Le Rubriche 6 Panorama

Attualità & Mercato Prodotti & Cataloghi 76 Block Notes – Siti 77 Indice sommari 2006 79 Si parla di…

23-11-2006 15:28:17

Editoriale www.webcda.it

di Paolo Bassi

“Sorprese” sotto l’albero L’ editoriale del numero di dicembre non può che fare gli auguri di Natale a tutti i Lettori, a tutti gli Associati, al Presidente, al Presidente Eletto1, e all’intero Staff dell’Aicarr e della Rivista. Ma Natale, come sempre, ci riserva delle “sorprese”, normalmente commisurate all’essere stati più o meno “buoni”. Una prima sorpresa ci viene da un rapporto 2006 IEA (International Energy Agency) che, in un confronto in ambito OECD, mostra come, nel nostro paese, la produzione di elettricità da fonti rinnovabili2 si attesti sul 23%, con un trend crescente rispetto ai dati di anni precedenti. Una seconda sorpresa ci viene dai concetti recentissimamente espressi, sempre in ambito IEA, a Londra, pochi giorni fa. I governi delle nazioni sono stati caldamente richiamati a percorrere, in un futuro ravvicinato, scelte necessariamente improntate a soluzioni energetiche pulite, consapevoli, efficienti e competitive visto che da qui al 2030 il trend, se lasciato senza controllo, porterà a un incremento della richiesta di energia primaria del 53%, anche in rapporto ai fabbisogni crescenti (+70%) di Cina e India. Il tutto poi comporta un incremento delle emissioni di Co2 del 55% rispetto ai livelli odierni. A Londra si è ribadito che la strada da percorrere comporta scelte energetiche sempre più rivolte alla sostenibilità. Una terza sorpresa ci viene dalla Regione Lombardia che, sotto l’albero, ci fa trovare il bando sul solare termico per Amministrazioni Pubbliche e Imprese. Una quarta sorpresa proviene dalla Corte Costituzionale che, con una recente sentenza, sblocca i veti di alcune regioni sull’eolico, incarnando quindi un “moderno” sentire e risolvendo pastoie localistiche. Un’ultima sorpresa, ma non certamente la meno importante, è l’approvazione, a livello di Parlamento Europeo, della Direttiva Servizi che si applica tra l’altro a consulenza, certificazione, collaudo, manutenzione - i nostri ambiti quindi - per una libera circolazione a livello europeo, senza più ostacoli nazionali e locali. Tanti sono quindi i regali, alcuni dei quali ci fanno riflettere. Tali riflessioni hanno una matrice comune che si fa proponimento: nelle scelte e nelle decisioni, oggi sempre più tecnico-economiche, valutiamo e misuriamo, puntigliosamente, anche le ricadute a livello globale non necessariamente limitandoci al breve periodo. Rinnovo quindi il mio Buon Natale, con l’augurio che ognuno possa trovare sotto l’albero ciò che più cerca anche e soprattutto a livello etico, morale e spirituale. Paolo Bassi (paolo.bassi@ipobi.it)

(1) (2)

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Il cui nome ad oggi (23 novembre, ndr) non è ancora noto Comprendendo idroelettrico e rifiuti

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Impianti - Strutture ospedaliere www.webcda.it

Minimizzare i rischi biologici I criteri di progettazione degli impianti nelle strutture ospedaliere Gli impianti di climatizzazione delle strutture ospedaliere devono rispondere a requisiti tecnico-funzionali ben precisi per minimizzare i rischi biologici, sia in relazione alla corretta applicazione dei sistemi impiantistici sia in relazione alla corretta progettazione, realizzazione e gestione degli impianti. Dopo l’esame di quali possono essere i rischi biologici da contrastare ed una panoramica della situazione normativa, nell’articolo vengono descritti e illustrati i principi informativi secondo i quali gli impianti in queste strutture devono essere correttamente progettati al fine di minimizzare i rischi biologici

di Matteo Bo, Massimo Rapetti

014-018_RAPETTI BOOK 14

e principali fonti di inquinamento in un ambiente sanitario possono essere di origine interna od esterna. Quelle di origine interna sono legate per la maggior parte alla presenza dei pazienti, degli operatori sanitari o dei visitatori oppure sono dovute a processi legati all’attività sanitaria, in ultimo gli impianti di climatizzazione possono diventare sorgente di contaminazione se non correttamente ideati, costruiti o gestiti. Quelle di origine esterna sono presenti nell’aria di ricambio e nell’aria di infiltrazione dall’esterno o da ambienti limitrofi. I contaminanti aerotrasportati sono costituiti da: - composti chimici; - particolato; - contaminanti biologici. I contaminanti biologici sono costituiti da batteri, virus, funghi e spore. Batteri assai contagiosi sono il bacillo della tubercolosi e la Legionella pneumophila; essi sono trasportati per via aerea o da goccioline di acqua in sospensione e le loro dimensioni sono comprese tra 0,5 e 5 μm. Virus particolarmente aggressivi trasportati per via aerea sono la varicella, il morbillo e la rosolia. In generale le dimensioni estremamente ridotte (inferiori a 0,1 μm) non permettono l’utilizzo di una tecnica di filtrazione efficace. Altre sorgenti inquinanti sono le spore. Esse non sono associate ad alcun mezzo di supporto, ma hanno dimensioni maggiori di quelle dei batteri (da 3 a 20 μm), pertanto possono essere rimosse attraverso adeguati sistemi di filtrazione. Particolari condizioni di temperatura ed umidità possono inibire o favorire la proliferazione di batteri e attivare o colpire i virus. Alcuni batteri infatti, come la Legionella pneumophila, proliferano con più facilità in ambienti umidi. Quindi accurati accorgimenti impiantistici (ad es. non utilizzare sistemi di umidificazione ad acqua) possono ridurre il rischio di questa proliferazione. Le particelle inquinanti sono sostanzialmente dovute a quattro differenti fonti: - l’aria esterna, la quale ha un contenuto medio di particelle di dimensioni maggiori o uguali a 0,5 μm variabile fra i 10 e i 50 milioni per m3; - gli operatori, l’emissione di particelle di dimensioni maggiori o uguali a 0,3 μm da parte degli esseri umani dipende dall’attività fisica e varia in media fra 1 e 10 milioni di particelle al minuto; - i pazienti; - l’inquinamento da ambienti limitrofi. La riduzione, l’eliminazione o il controllo delle fonti inquinanti si ottiene con differenti metodologie. I batteri, pur avendo dimensioni molto piccole, hanno la tendenza ad aggregarsi in colonie associandosi ad impurità e a nuclei di goccioline sospesi nell’aria. Pertanto la quasi totalità dei batteri può essere rimossa con filtri ad alta efficienza. I virus invece non possono essere rimossi con le normali tecniche di filtrazione; il metodo più adatto per prevenire la propagaCDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

16-11-2006 7:29:15

Strutture ospedaliere

- Impianti www.webcda.it

zione di virus in ambiente ospedaliero è costituito dall’impiego di camere di isolamento con relative anticamere, gestite con adeguate condizioni di pressione differenziale. L’inquinamento dovuto all’aria esterna può essere controllato mediante un’efficace filtrazione. Per quanto riguarda quello dovuto alle persone e al paziente, l’unico sistema, oltre a prescrivere un abbigliamento adatto, è quello di incrementare il numero totale di ricambi nell’ambiente trattato. Infine l’inquinamento da ambienti limitrofi viene gestito tramite differenze di pressione: mettendo in sovrappressione la sala controllata rispetto agli ambienti adiacenti, si evita che qualsiasi fonte di inquinamento entri nella sala.

delle sale operatorie, che ha ripreso e approfondito le linee guida prodotte nel 1999 da Ispesl; - i reparti di sterilizzazione, con le “Linee guida sull’attività di sterilizzazione quale protezione collettiva da agenti biologici per l’operatore delle strutture sanitarie (D.Lgs 626/94)” (4) elaborato da un gruppo di lavoro interdisciplinare costituito presso l’Ispesl nel 2001. In attesa che in Italia vengano quindi emanate direttive che non siano parziali o estemporanee, i progettisti e gli operatori del settore, per una corretta definizione delle caratteristiche cui devono soddisfare gli impianti di climatizzazione in un ospedale, non possono che fare riferimento a normative non nazionali che però purtroppo non forniscono indicazioni univoche se non nel rispetto di concetti di impostazione di tipo generale. Le norme più interessanti cui si può fare riferimento sono: - Germania: norma Din 1946-4, febbraio 2005 (5); - Svizzera: direttiva 99-3, maggio 2003 (6); - Francia: norma Nf 90-351, giugno 2003 (7); - Austria: norma Önorm H 6020-1, 2003 (8); - Stati Uniti: Ashrae Handbook - Hvac Application, Chapter 7. Health Care Facilities (9). L’esame comparato delle norme europee, affrontato recentemente in alcune pubblicazioni (10) (11) (12), è complesso, in quanto sia l’approccio in modo più o meno approfondito al problema specifico del controllo dei rischi biologici, sia l’indicazione sui provvedimenti da adottare sono naturalmente diversi da paese a paese.

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014-018_RAPETTI BOOK 15

I criteri di progettazione degli impianti per minimizzare i rischi biologici nelle strutture ospedaliere. La collocazione dei locali tecnici riveste una fondamentale importanza per una corretta progettazione

Interpiani tecnici Edificio Centrali Edificio

Torri impianti Centrali

Edificio

Torre impianti

LA SITUAZIONE NORMATIVA L’importanza che le moderne strutture sanitarie siano dotate di impianti di climatizzazione per il controllo delle condizioni termoigrometriche e assicurare un’elevata qualità dell’aria grazie alla continua rimozione e/o diluizione degli agenti inquinanti è ormai, per fortuna, considerata da tutti i progettisti e, più in generale, da tutti gli operatori del settore come un’esigenza assolutamente irrinunciabile e non più discutibile. Detta affermazione è in verità tutt’altro che scontata se si considera che il più importante dispositivo di legge in materia attualmente vigente nel ns. Paese, vale a dire il Dpr 14.01.97 “Requisiti minimi per l’accreditamento delle strutture ospedaliere” (1), risulta al riguardo ancora gravemente carente, dal momento che omette di sottolineare in modo chiaro ed esplicito l’importanza che gli impianti di climatizzazione possono rivestire non solo nel garantire l’indispensabile comfort termoigrometrico ambientale, ma anche, e soprattutto, nell’assicurare un’elevata qualità dell’aria. Il fatto però che nella premessa del citato Dpr non si sia mancato di sottolineare la necessità di fare comunque riferimento alle specifiche norme nazionali, regionali e locali e, per la parte di competenza, alle disposizioni internazionali, e soprattutto la lettura combinata del suddetto dispositivo con le altre leggi vigenti ed in particolare il D.Lgs 626/94, la cui rigorosa osservanza, come già sottolineato da altri autori (2) “comporta la necessità di introdurre una strategia protezionistica incentrata sulla ricerca di elevati livelli di sicurezza e di comfort, compatibili con l’attuale disponibilità di soluzioni tecnologiche”, non possono se non indurci a ritenere che i requisiti richiesti dal Dpr 14/01/97 in merito alle dotazioni impiantistiche delle strutture sanitarie, siano da considerarsi assolutamente dei “minimi” e non costituiscano pertanto in alcun modo riferimento progettuale esaustivo, nè tanto meno assoluto. Indicazioni di emanazione nazionale nelle quali sono contenuti specifici e più completi riferimenti ai requisiti che devono soddisfare gli impianti di climatizzazione, limitate però solo a singoli reparti del complesso organismo ospedaliero, riguardano: - le sale operatorie, con le “Linee guida sugli standard di sicurezza e igiene ambientale del reperto operatorio” (3) elaborato dal comitato tecnico scientifico per la sorveglianza della qualità

Centrali

16-11-2006 7:29:43

Impianti -

Strutture ospedaliere

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›

Emergono tuttavia dei principi a carattere comune quali: - la suddivisione in “classi di igiene” ai quali devono essere ricondotti i vari ambienti; - l’importanza dell’analisi del rischio e della definizione del quadro esigenziale, in sede di progetto, con specifico riferimento al tema del rischio di contaminazione; - l’indicazione di criteri di corretta progettazione, costruzione e gestione delle installazioni impiantistiche; - la definizione delle procedure di controllo per la verifica della rispondenza ai requisiti esigenziali definiti nella fase di progettazione. Nella tabella 1 allegata è riportato il confronto tra le prescrizioni delle varie norme esaminate che, a causa delle differenze di impostazione dei documenti e della complessità dell’argomento, è naturalmente solo parziale; per l’approfondimento dei vari te-

mi trattati si rimanda quindi all’esame dettagliato delle singole norme. È evidente la necessità di un intervento normativo in sede nazionale che faccia chiarezza sulle regole che occorre rispettare nel progetto degli impianti di climatizzazione nel settore tenendo conto della nostra realtà, liberando il progettista dallo scomodo ruolo di scelta del criterio progettuale da seguire attraverso un faticoso e complesso confronto fra direttive tra loro non omogenee e che, a volte, rispecchiano realtà diverse dalla nostra.

I CRITERI DI CORRETTA PROGETTAZIONE Dall’ esame delle normative che trattano l’argomento degli impianti di climatizzazione negli ospedali emergono chiaramente due aspetti fondamentali:

Tabella 1 - Confronto fra le principali normative nel settore degli impianti di climatizzazione per gli ospedali Designazione della zona

Classificazione Iso Classificazione Classificazione della della zona da della velocità di concentrazione proteggere decontaminazione batteriologica (·)

Temperatura (*)

Umidità relativa (*)

Regime di distribuzione dell’aria

Ricambi aria (*)

Stadi e classi di filtrazione

NF S 90 - 351 Zona 4

Iso 4

CP10 (10 min)

B10 (10ufc/m3)

19-26°C

45-65%

flusso unidirezionale (3)

50 vol/h (1) (2)

F6/F7/H13

Zona 3

Iso 4

CP20 (20 min)

B10 (10ufc/m3)

19-26°C

45-65%

flusso unidirezionale o turbolento (3)

25-30 vol/h (2)

F6/F7/H13

Zona 2

Iso 4

CP20 (20 min)

B100 (100ufc/m3)

19-26°C

45-65%

flusso turbolento (3)

15-20 vol/h (2)

F6/F7

Zona 1

applicazione di norme specifiche

F6/F7

Din 1946 - 4 1a

(4)

22-26°C

flusso unidirezionale (5)

1200 m3/h minimi con ricircolo

F5(F7)/F9/H13

(4)

22-26°C

flusso turbolento

1200 m3/h minimi

F5(F7)/F9/H13

22-26°C

30-60%

flusso turbolento 40 m /h persona (6)

F5(F7)/F9

ONORM H 6020 - 1 I (7)

(8)

no (9)

10 ufc/m

22-24/26°C

40-60%

flusso a bassa turbolenza (10)

15-20 m3/h m2 (7)

F7/F8/H13

II (7)

(8)

no (9)

200 ufc/m3

22-24/26°C

40-60%

flusso a bassa turbolenza (10)

15-20 m3/h m2 (7)

F7/F8/H13

III (7)

(8)

22-26°C

35-60%

10-15 m3/h m2 (7)

F7/F8

35-60%

15-20 m /h m (7)

18-24°C

30-50%

flusso unidirezionale

1000 m3/h minimi (11)

F5/F9/H13

IV (7)

(8)

22-24/26°C

SWKI 99 - 3 Sale operatorie Altri locali

014-018_RAPETTI BOOK 16

flusso turbolento 100-36 m3/h pers.(11)

F5/F9

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Strutture ospedaliere

- Impianti www.webcda.it

- gli impianti di climatizzazione costituiscono elemento essenziale per garantire le condizioni necessarie al fine del controllo dei rischi di contaminazione biologica; - gli impianti di climatizzazione, vista la loro importanza nel moderno ospedale, non devono costituire essi stessi, a causa di non conformità costruttive e gestionali, fonte di contaminazione biologica per gli ambienti trattati. I concetti generali di corretta progettazione che riguardano entrambi gli aspetti citati che emergono dalla consultazione comparata delle normative esaminate si possono così riassumere: 1) corretto approccio al problema nella fase di progettazione durante la quale, oltre agli altri aspetti, devono essere innanzitutto definite le esigenze delle classi di igiene nei vari ambienti, procedura definita come “analisi del rischio” nella norma francese (7)(11), le metodologie di prova e di qualifica-

Designazione della zona

Classificazione Iso Classificazione Classificazione della della zona da della velocità di concentrazione proteggere decontaminazione batteriologica (·)

zione, i criteri di gestione e manutenzione degli impianti. 2) definizione delle condizioni di progetto, alcune delle quali, con riferimento al contenimento dei rischi biologici, rivestono nell’ambiente ospedaliero una fondamentale importanza. I parametri che devono essere presi in considerazione nelle definizioni delle caratteristiche degli impianti che vengono indicati sulle varie normative riguardano: - la temperatura; - l’umidità relativa; - il numero di ricambi orari di aria esterna per la ventilazione degli ambienti; - le condizioni di pressione o depressione nei confronti degli ambienti vicini; - la definizione della classe di igiene per ogni ambiente, con indicazione in alcuni casi delle condizioni di contamina-

Temperatura (*)

Umidità relativa (*)

Regime di distribuzione dell’aria

Ricambi aria (*)

Stadi e classi di filtrazione

17-27°C

45-65%

Consigliato unidirezionale

25 Vol/h con ric 5Vol/h aria est. (12)

Classi Merw 7/8/17

17-27° C

45-65%

sale op. 15 Vol/h con ric. 5Vol/h aria est. Altri locali 6-12 Vol/h, min 2 di aria esterna

Classi Merw 8/14

22-26°C

30-60%

6-12 Vol/h, min2 di aria esterna

Classe Merw 13 o Classe Merw 8

20-24°C

40-60%

15 Vol/h senza ricircolo

efficienza 99,97%

20-24°C

30-60%

6-15 Vol/h senza ricircolo

secondo Uni 10339

min. 1350 m3/h aria esterna (13)

1° st. G3/G4 2° st. F8/F9 3° st. H13/H14

ASHRAE Sale operatorie Sale operatorie e locali con particolari esigenze di igiene

Nessuna classificazione

Altri locali con esigenze di igiene

Dpr 14/1/97 Sale operatorie Altri locali con esigenze di igiene

Nessuna classificazione

Linee guida sugli standard di sicurezza e di igiene ambientale del reparto operatorio Sale operatorie

(4)

20-24°C

40-60%

Linee guida sull’attività di sterilizzazione quale protezione collettiva da agenti biologici per l’operatore nelle strutture sanitarie Sterilizzazione

Iso 8

(4)

20-25°C

Note: (.) Per l’esatta identificazione delle condizioni prescritte consultare le norme (*) Nella tabella sono riportati i valori più ricorrenti. Per tutti i dettagli si consiglia la consultazione delle singole norme (1) Ricircolo ammesso purchè interessi lo stesso ambiente (2) Possibile riduzione a 6 Vol/h in caso di non occupazione mantenendo le pressioni/depressioni richieste (3) Mantenimento pressione differenziale fra ambienti a diversa classificazione (pressione minima 15 Pa) (4) Definita metodologia di prova (5) Con definizione della dimensione del diffusore (6) Nella tabella 1 della norma sono indicati valori diversi in funzione dell’ambiente servito (7) Nella tabella 1 della norma è riportata la classificazione per i vari ambienti, insieme al dettaglio delle condizioni di progetto CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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40-60%

flusso turbolento

15 Vol/h

H12

(8) Nell’appendice A vengono definiti quattro classi di purezza (A) e (B) = Iso5, (C) = Iso7 (D) = Iso8 (9) Obbligo di fermata degli impianti quando non utilizzati ma con prescrizione di messa in funzione almeno 30 minuti prima dell’uso della sala (10) Mantenimento pressione differenziale fra ambienti a diversa classificazione (pressione minima 30 Pa) con impianto di estrazione disinserito (11) Stabilito il tipo di diffusore FAU e la sua dimensione vengono definiti valori di portata aria totale immessa in relazione alla specialità chirurgica (12) Mantenimento pressione differenziale fra ambienti a diversa classificazione (pressione minima 2,5 Pa) (13) Ammesso ricircolo con aria della stessa sala e filtrata dal 2° stadio (35 Vol/h) - sovrapressione 5Pa positiva e stabile

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Impianti -

Strutture ospedaliere

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zione accettabili in determinati punti dell’ambiente e del tempo di decontaminazione dell’ambiente; - la definizione di una portata minima di funzionamento al quale mantenere l’ambiente anche se non utilizzato; - l’indicazione sulla possibilità che l’impianto possa effettuare ricircoli d’aria negli ambienti e le condizioni in cui ciò è ammesso; - il numero di ricambi totali di aria in un ambiente; - l’esigenza che l’aria ripresa da determinati ambienti debba o meno essere espulsa direttamente verso l’esterno; - le condizioni accettabili di filtrazione dell’aria per mandata e se necessario per l’estrazione; - le condizioni di velocità dell’aria in ambiente; - la tipologia di diffusione dell’aria (flusso unidirezionale o turbolento); - il livello sonoro accettabile in ambiente. Anche se gran parte delle indicazioni normative riguardano in particolar modo le sale operatorie, in molti casi i concetti di classe di contaminazione accettabili vengono correttamene estesi a tutti gli ambienti di un ospedale, fornendo così una chiara indicazione sui requisiti funzionali e costruttivi che devono caratterizzare gli impianti di climatizzazione.

3) precisa definizione dei requisiti tecnici e igienici che devono essere soddisfatti nella progettazione, nel dimensionamento degli impianti e nella definizione delle loro caratteristiche costruttive (rientrano in questi tutti i requisiti che permettono all’impianto di non costituire “rischio biologico”). Mentre per quanto riguarda i primi due punti si rimanda all’esame delle tabelle comparative prima riportate e alla consultazione delle normative citate, per quanto riguarda i requisiti tecnici ed igienici che devono caratterizzare la corretta progettazione degli impianti di climatizzazione nelle strutture sanitarie vengono riassunte nel seguito le indicazioni desunte dalla letteratura e dalle norme esaminate risultate di particolare interesse. In un prossimo articolo si illustreranno i requisiti tecnici e igienici degli impianti di climatizzazione.

Matteo Bo - Massimo RapettI Prodim srl, Torino Articolo tratto dagli Atti del Convegno Aicarr, Pavia 2006 Foto in copertina, Ospedale Maggiore di Milano, di Paolo Bassi

BIBLIOGRAFIA (1) Dpr 14 gennaio 1997 “Approvazione dell’atto di indirizzo e coordinamento alle regioni e alle provincie autonome di Trento e di Bolzano, in materia di requisiti strutturali, tecnologici ed organizzativi minimi per l’esercizio delle attività sanitarie da parte di strutture pubbliche e private. (2) C. Taddia, S. Baroni - “Ventilazione e controllo contaminazione in ambienti ospedalieri” - Atti Convegno Aicarr Milano 2002. (3) Linee guida sugli standard di sicurezza e di igiene ambientale del reparto operatorio Ministero della Salute - luglio 2002 (4) Linee guida sull’attività di sterilizzazione quale protezione collettiva da agenti biologici per l’operatore delle strutture sanitarie (D.Lgs 626/94) - Ispesl - 2001 (5) E Din 1946 - 4 “Ventilation and air conditioning - Part 4: Ventilation in hospitals” (6) Swski - Sicc - Société Suisse des ingénieurs en chauffage et climatisation - Directives 99-3 - Installations de chauffage, ventilation et climatisation des hôpitaux (planification, construction, exploitation). (7) Nf S 90-351 - Etablissement de santé. Salles propres et environnements maîtrisés apparentés. (8) Norma Önorm H 6020-1 - Impianti di climatizzazione negli ospedali, progettazione, installazione e controllo - 2003. (9) Ashrae Handbook, Hvac “Applications, 2003”. (10) C. Taddia - “Tecnologie - Sale operatorie - Controllo della contaminazione” - Progettare per la sanità - Settembre/Ottobre 2005. (11) C. Taddia - “Tecnologie - Controllo della contaminazione - Norme per la climatizzazione degli ospedali” - Progettare per la sanità - Novembre/Dicembre 2005. (12) C. Taddia - “Tecnologie - Controllo della contaminazione - Norme per la climatizzazione degli ospedali” - Progettare per la sanità - Gennaio/Febbraio 2005.

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(13) Uni 10381-1 - Impianti aeraulici - Condotte - classificazione, progettazione, dimensionamento e posa in opera. (14) Uni Env 12097 Ventilazione negli edifici. - Rete delle condotte - Requisiti relativi ai componenti atti a facilitare la manutenzione delle reti delle condotte. (15) Regione Liguria - Legge Regionale 2 luglio 2002 N. 24 e Regolamento di attuazione - Disciplina per la costruzione , installazione, manutenzione e pulizia degli impianti aeraulici - Bollettino Ufficiale Regionale 24/07/2002 n. 11. (16) Uni En 13053 - Ventilazione degli edifici - Unità di trattamento dell’aria - Classificazioni e prestazioni per le unità, i componenti e le sezioni. (17) Uni En 1886 - Ventilazione degli edifici - Unità di trattamento dell’aria - Prestazione meccanica. (18) Uni En 1751 - Ventilazione degli edifici - Dispositivi per la distribuzione dell’aria - Prove aerodinamiche delle serrande e delle valvole. (19) Uni En 779 - Filtri d’aria antipolvere per ventilazione generale - Determinazione della prestazione di filtrazione. (20) En 13779 - Ventilation for non residential buildings - Performance requirements for ventilation and room - Conditioning systems. (21) M. Bo - Gli impianti di climatizzazione per i reparti di degenza: problematiche, innovazioni e tendenze. (22) A. Boeche, A. Cavallini - “Aspetti normativi e progettuali degli impianti di climatizzazione per i reparti di degenza” -Atti Convegno Aicarr, Abano 1984. (23) P. Bassi, P.D. Lessieur - “La qualità dell’ambiente nella degenza : la climatizzazione” - 1988. (24) C. Taddia - “La degenza: problemi di comfort e di qualità dell’aria” - Cda gennaio 1992. (25) F. Rabino - “Raffronto fra la vecchia normativa per l’ospedale del 1939 e la nuova Relazione Ministeriale 19/10/1994” - Convegno “Verso l’ospedale più sicuro” - Torino gennaio 1996. CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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Mappe di irradiazione Quantificazione dell’irradiazione solare Dopo la descrizione di una metodologia semplice di ottenimento di mappe di irradiazione mediante simulazione, si riportano tre ulteriori tecniche basate sulla creazione di immagini che riducono notevolmente il tempo di calcolo. Il codice di calcolo prescelto per la simulazione è Radiance, costituito da una serie di programmi sviluppati principalmente per la simulazione illuminotecnica.

di Francesco Anselmo, Aldo Lauritano

l problema dell’accesso al sole e della quantificazione dell’irradiazione solare annua o stagionale riveste un particolare interesse soprattutto nell’ambito di ambienti urbani densamente popolati, in cui i vantaggi delle tecnologie solari possono essere fortemente ridotti dalle ombre proiettate dalle ostruzioni circostanti. La conoscenza accurata dell’effettiva irradiazione ricevuta dalle superfici degli involucri edilizi è quindi un requisito essenziale per la valutazione del comportamento dei sistemi solari (solare termico, pannelli fotovoltaici ecc.), ma anche per la quantificazione dei guadagni termici o dell’efficacia dei sistemi di schermatura solare. Ad esempio, nel caso dell’integrazione di sistemi fotovoltaici in facciata o in copertura, la stima corretta dell’irradiazione solare disponibile può incoraggiarne la diffusione nei contesti urbani in cui, sebbene il consumo di energia elettrica sia particolarmente elevato, l’uso dei sistemi solari è spesso giudicato inadeguato a causa della difficoltà di valutare con bassi margini di errore l’effetto delle ombre proiettate dagli edifici limitrofi1. La metodologia innovativa di stima dell’effettiva irradiazione solare qui proposta offre inoltre particolari vantaggi nell’interpretazione dei risultati della simulazione: tali risultati possono infatti essere visualizzati molto semplicemente come immagini in falsi colori (come mostrato ad esempio in fig. 1) o mediante curve isoirradiazione, facilmente interpretabili anche da persone non necessariamente esperte in materia.

METODOLOGIE DI OTTENIMENTO DELLE MAPPE DI IRRADIAZIONE Le mappe di irradiazione possono essere considerate come matrici di celle contenenti valori in virgola mobile2 che rappresentano la densità di energia (misurata ad esempio in kWh/m2 o in MJ/m2 nell’intervallo temporale considerato - ad esempio un giorno, un mese, una stagione, un anno) su di una data superficie o in un punto selezionato. Tali valori possono essere valutati in corrispondenza di griglie di punti prescelti, ovvero sull’intera superficie esterna o interna di un edificio. Di seguito, dopo la descrizione di una metodologia semplice di ottenimento di tali mappe mediante simulazione, sono riportate tre ulteriori tecniche basate sulla creazione di immagini (image based techniques) che riducono notevolmente il tempo di calcolo con penalità trascurabili nell’ambito della correttezza del risultato. Il codice di calcolo prescelto per la simulazione è Radiance3 poiché consente di calcolare con notevole affidabilità l’irradiazione e non

La valutazione dell’effettiva irradiazione solare risulta particolarmente interessante per la stima della produzione elettrica di sistemi fotovoltaici basati sulla tecnologia del silicio amorfo, per i quali il contributo di irradiazione diffusa può aumentare significativamente l’efficienza complessiva del sistema. 2 Il termine virgola mobile (in inglese floating point) indica il metodo di rappresentazione dei numeri razionali e di approssimazione dei numeri reali usato dai processori per compiere operazioni matematiche. Si contrappone all’aritmetica intera o in virgola fissa. Un numero in virgola mobile, è costituito nella sua forma più semplice da due parti: 1) un campo di mantissa m; 2) un campo di esponente e. Un generico numero reale a può così essere rappresentato come a=m·be

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Figura 1 - Esempio di mappa di irradiazione annua ottenuta per una vista assonometrica

pone limiti apprezzabili alla descrizione del modello geometrico. Radiance è costituito da una serie di programmi sviluppati principalmente per la simulazione illuminotecnica, ma basando la simulazione sul calcolo di grandezze radiometriche, è possibile valutare l’irradianza puntuale.

Produzione delle mappe di irradiazione È possibile calcolare le mappe di irradiazione mediante simulazione con l’ausilio di Radiance, per ciascun time-step in cui sono disponibili i dati climatici di irradianza (diretta e diffusa), ricostruendo le condizioni climatiche (descrivendo il cielo ad esempio secondo gli standard Cie: chiaro, intermedio o coperto) e le caratteristiche geometriche dell’area di interesse. Disponendo dei dati di irradianza secondo serie bioraria dall’alba al tramonto (tali dati sono ottenibili dalla banca dati di S@tel-Light, disponibile per l’intero territorio europeo), si può calcolare l’irradiazione producendo una mappa4 che mostra le superfici di interesse eseguendo una simulazione per ciascuna delle circa 8000 configurazioni di illuminazione naturale possibili nel periodo considerato e sommando i valori di ciascuna irradianza misurata in ciascun punto, moltiplicata per l’intervallo di tempo che intercorre tra le due simulazioni secondo la relazione seguente, valida per il solo contributo solare:

Si può procedere analogamente anche per valutare il contributo

Per maggiori informazioni su Radiance, si rimanda ai siti Internet: http://radsite.lbl.gov; http://www.radiance-online.org 4 High Dynamic Range Image: ciascun pixel dell’immagine contiene l’informazione relativa all’irradiazione calcolata nel periodo considerato sulla superficie mostrata, e non un semplice valore finalizzato esclusivamente alla visualizzazione grafica. CDA • 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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della volta celeste simulata a partire dai dati climatici secondo i modelli di cielo standardizzati dalla Cie. Tali contributi possono essere infine sommati in modo da ottenere la mappa di irradiazione desiderata. Lo stesso processo di simulazione operato con l’ausilio di Radiance consente di tenere conto di ombreggiamento ed inter-riflessioni dovuti alle costruzioni ed alle ulteriori emergenze limitrofe, sia nel caso del contributo diretto (sole) che di quello diffuso (cielo). Ipotizzando che il calcolo di un’immagine richieda 10 minuti per ciascun intervallo temporale (tempo compatibile con le richieste di calcolo di Radiance per immagini di media risoluzione che simulano modelli complessi ed in corrispondenza di una scelta di parametri adeguata all’ottenimento di risultati attendibili), l’intero processo per serie biorarie di dati di irradianza richiederebbe più di 50 giorni. Nasce dunque l’esigenza di trovare metodologie di calcolo rapide, che non sacrifichino però la correttezza del risultato.

Procedure alternative di calcolo delle mappe di irradiazione Nei paragrafi seguenti sono riportati tre metodi di ottenimento delle mappe di irradiazione che riducono significativamente il tempo di simulazione. Essi sono di seguito elencati: - metodo delle “mappe normalizzate” (Mardaljevic, Rylatt); - metodo del “cielo medio” (average sky model - Scartezzini, Montavon, Compagnon); - metodo del “cielo cumulativo” (Anselmo, Lauritano). Metodo delle “mappe normalizzate” La procedura proposta da John Mardaljevic suggerisce di procedere alternativamente classificando le possibili configurazioni di cielo e sole e normalizzando il calcolo dell’irradianza per ciascuna classe adoperando per il sole valori di radianza pari a quella che genera sul piano orizzontale un’irradianza unitaria (1 W/m2), ed analogamente

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Annual sun positions - Gela 90

Sun positions barycenters

Solar attitude (degrees)

81 72 63 54 45 36 27 18 9 0 -180 -171 -162 -153 -144 -135 -126 -117 -108 -99

-90

-81

-72 -63

-54

-45

-36

-27

-18

-9

108 117 126

135 144 153 162

171

180

Solar azimuth (degrees)

Figura 2 - Posizioni solari per Palma di Montechiaro, mostrate insieme alla relativa suddivisione della volta celeste adoperabile per classificare le posizioni solari, ottenuta per angoli di 9°. Per ciascuna porzione di cielo è indicata la posizione solare baricentrica

per i cieli distribuzioni di radianza che generano irradianza orizzontale pari ad 1 W/m2. In seguito, ad esempio in corrispondenza della radiazione prodotta dal sole, si può ottenere la mappa di irradiazione secondo la seguente relazione:

in cui: - Nsole(punto) = irradianza puntuale normalizzata eseguendo la simulazione con sole di radianza che genera sul piano orizzontale un’irradianza unitaria (1 W/m2); - Ksole = fattore amplificativo pari al rapporto tra irradianza effettiva del sole per il time-step considerato ed irradianza unitaria (adimensionale); - ∆t = intervallo di tempo (s). L’approssimazione è dovuta all’effetto dell’anisotropia della distribuzione di luminanza per i cieli chiari ed intermedi. Valutando sia l’irradiazione dovuta al sole che quella proveniente dalla volta celeste, modellata per ciascun intervallo secondo quando indicato dalla banca dati climatica, e sommando tutti i contributi di ciascun time-step, si perviene alla mappa di irradiazione solare finale. La classificazione delle configurazioni di posizione solare può essere effettuata suddividendo l’emisfero celeste in un certo numero di angoli solidi entro i quali le posizioni del sole sono approssimate a quella baricentrica (secondo quanto mostrato in fig. 2). Analogamente, per i cieli anisotropi si suddivide la semisfera celeste in un numero di angoli solidi (che può essere anche minore di quello adoperato per le posizioni del sole) in modo da tenere conto efficacemente del contributo dovuto alla regione circumsolare. Il numero totale di immagini normalizzate che è necessario precalcolare è quindi pari al numero di posizioni solari classificate, a cui va sommato il numero di posizioni dell’area circumsolare moltiplicato per due (cioè in corrispondenza di condizioni di cielo intermedio e di cielo chiaro), a cui va sommato 1 (l’unica mappa di irradiazione prodotta in condizioni normalizzate per il cielo co-

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perto internazionale). Ricapitolando, i passi che compongono tale procedura sono i seguenti: 1- classificazione dei tipi di sole e di cielo e delle loro posizioni mediante analisi dei dati climatici; 2- ottenimento delle mappe normalizzate di irradiazione mediante simulazione ed in accordo con la classificazione; 3- composizione di tutte le mappe incluse nell’intervallo di tempo desiderato mediante moltiplicazione delle mappe normalizzate per il valore della radianza massima della sorgente (sole o cielo); 4- composizione della mappa di irradiazione finale, eseguendo la somma di tutte le mappe intermedie. Metodo del “cielo medio” (average sky model) Secondo la tecnica del “cielo medio”, proposta ed implementata da Raphaél Compagnon (École d’Ingenieurs et d’Architectes de Fribourg), la mappa di irradiazione desiderata è ottenuta con una sola simulazione in cui la distribuzione di radianza del cielo corrisponde a quella di un cielo suddiviso in 145 porzioni5, ciascuna avente la radianza media ottenuta per il periodo di tempo desiderato, come indicato in figura 3. Il risultato di tale simulazione, se moltiplicato per il numero di ore di luce comprese nell’intervallo di tempo analizzato, consente di ottenere la mappa di irradiazione finale. I passi che compongono tale procedura sono pertanto i seguenti: 1. sono generati modelli orarî di cielo adoperando il modello di Perez6 ed i dati di un database climatico (Meteonorm); 2. viene effettuata la media dei valori delle radianze nel periodo considerato per ciascuna porzione di cielo (i periodi considerati possono essere diversi rispetto al tipo di applicazione: Pv, tecnologie solari passive, illuminazione naturale); 3. si effettua un’unica simulazione finale con il modello di “cielo medio” ottenuto al passo precedente. 5

Si tratta della la suddivisione del cielo standardizzata dalla Cie ed ideata inizialmente da Tregenza. CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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Metodo del “cielo cumulativo” Mediante la tecnica del “cielo cumulativo” il numero di simulazioni per ciascun punto di vista o ciascuna griglia di calcolo è ridotto ad 1, come nel caso del “cielo medio”, o tutt’al più a 2, nel caso in cui si vogliano valutare separatamente il contributo diretto (solare) e quello diffuso (cielo). L’algoritmo implementato in questo caso consiste nel creare un’immagine stereografica Hdr (high dynamic range) per ciascun intervallo di tempo, secondo i dati specificati in un database climatico ed adoperando i cieli standard Cie, oppure il modello di Perez; successivamente tutte le mappe di radianza del cielo così ottenute vengono cumulate in modo da poter adoperare un’unica mappa alla quale vengono accoppiate le descrizioni del sole, anch’esse iterate per tutti i time-step presenti nel database climatico. Un’immagine del cielo cumulativo ottenuta per Palermo, e generata a partire dai dati climatici misurati nel 1996 nell’ambito del progetto S@tel-light è mostrata in figura 4. Tale mappa di radianza è poi applicata al cielo, in modo da poter effettuare una simulazione per ciascun punto di vista specificato, o per ciascuna griglia di punti di misurazione. Questo tipo di approccio è particolarmente efficace nel caso di calcolo di più immagini perché, contrariamente al metodo delle “mappe normalizzate”, è possibile condividere e riusare l’ambient cache7. È importante notare che il parametro di Radiance che regola il direct threshold8 per l’algoritmo di test selettivo delle sorgenti luminose deve essere posto pari a zero (-dt 0): questo accorgimento è necessario per consentire a Radiance di tenere conto di tutte le sorgenti luminose che approssimano il comportamento solare cumulativo; ponendo il direct threshold pari ad un valore diverso da zero, alcune delle descrizioni solari potrebbero essere trascurate, introducendo possibili errori nel calcolo del contributo diretto nella mappa finale. Al fine di rendere applicabile tale modello di calcolo a casi progettuali reali, è stato sviluppato un programma - radmap - che implementa anche la metodologia delle “mappe normalizzate”, in modo da consentire un diretto confronto tra le due metodologie in termini di tempo di calcolo.

CONFRONTO TRA IL METODO DELLE “MAPPE NORMALIZZATE” E QUELLO DEL “CIELO CUMULATIVO” Di seguito sono riportati i risultati di un confronto tra il metodo delle “mappe normalizzate” ed il metodo del “cielo cumulativo” al fine di stimarne i tempi di simulazione richiesti. Il confronto è stato effettuato con un elaboratore elettronico dotato di processore Amd Athlon(tm) XP 2000+ ed adoperando il modello tridimensionale semplificato visualizzato in figura 5. 6 Perez R., Seals R., Michalsky J., 1993. Il modello di cielo di Perez (all-weather sky model) è stato messo a punto per rappresentare mediante un’unica formulazione un’ampia casistica di distribuzioni di luminanza del cielo. 7 L’ambient cache è un file adoperato da Radiance per conservare i valori di irradianza precedentemente calcolati. 8 Il direct threshold è un parametro di Radiance che consente di escludere dal calcolo della componente diretta di irradiazione le sorgenti di radiazione che l’algoritmo di calcolo reputa essere trascurabili.

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Figura 3 - Anni radiometrici medî per la città di Fribourg (Svizzera): a sinistra è mostrato il cielo annuale medio ottenuto per la totalità di cieli presenti nella banca dati Meteonorm; a destra quello relativo alla cosiddetta heating season (fonte: Raphaél Compagnon)

Sono state adoperate due fonti di dati climatici: - Epw, che consistono in anni tipo con sequenze orarie di dati climatici disponibili per le principali località internazionali; - S@tel-Light Tsv, che consistono in sequenze biorarie di dati climatici derivate da immagini satellitari e disponibili per gli anni compresi tra il 1996 ed il 2000 per il territorio europeo. I dataset climatici che sono stati adoperati sono riferiti alla città di Palermo. I principali parametri adoperati durante le simulazioni di confronto sono i seguenti: - non è stata presa in considerazione alcuna componente di albedo; - sono state adoperate le opzioni predefinite di Radiance, aggiungendo: • -dt 0 • -ab 4 - la risoluzione finale delle mappe di irradiazione è stata posta pari a 300x300 pixel. Infine sono state adoperate alcune opzioni specifiche legate ai due diversi algoritmi di calcolo: - per il metodo delle “mappe normalizzate” il cielo è stato suddiviso adoperando aperture angolari di: • 9° per tenere conto del contributo solare diretto; • 15° per tenere conto del contributo della regione circumsolare; - per il metodo del “cielo cumulativo” si è adoperata una risoluzione pari a 256x256 pixel. I parametri sono stati prescelti in base all’ottenimento di risultati con errori relativi tra le due mappe inferiori al 5%. In figura 6 sono riportati i risultati del confronto: secondo quanto evidenziato dai grafici, il metodo del “cielo cumulativo” è fortemente vantaggioso, permettendo di ridurre il tempo di simulazione in maniera notevole, soprattutto nei casi di sequenze di dati climatici ridotte (calcolo mensile e stagionale). All’aumentare del numero di intervalli temporali di simulazione, la differenza tende a diminuire, ma il tempo richiesto dal metodo del “cielo cumulativo” è comunque inferiore. Il metodo del “cielo cumu-

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Figura 4 - Esempio di cielo cumulativo per Palermo (proiezione stereografica)

Figura 5 - Modello semplificato adoperato per effettuare il confronto tra i due metodi di creazione delle mappe di irradiazione

Figura 6 - Risultati del confronto tra i tempi di simulazione richiesti dai due metodi di simulazione

lativo” non permette però di ottenere serie temporali di irradianza, essendo limitato al calcolo del valore cumulativo di irradiazione. Tali serie temporali sono invece ottenibili mediante il metodo delle “mappe normalizzate”.

APPLICAZIONE AD UN CASO STUDIO: PALMA DI MONTECHIARO Le procedure di ottenimento delle mappe di irradiazione mediante il programma radmap sono state applicate nel contesto di uno studio riguardante l’applicabilità di sistemi solari nell’ambito del Piano Particolareggiato di recupero del centro storico di Palma di Montechiaro. La prima azione che è stato necessario intraprendere in questa occasione è consistita nel mettere a punto un modello tridimensionale

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dell’area interessata dal piano di recupero: tale modello è stato costruito a partire dalle informazioni collezionate durante una precedente campagna di rilievo fotografico; sono state inoltre adoperate anche le tavole aerofotogrammetriche disponibili per il sito oggetto di studio. Modelli di questo tipo sono ormai facilmente ottenibili mediante apparecchiature di rilevamento tridimensionale. I coefficienti di riflessione9 sono stati assunti pari a 0,35 per le superfici degli edifici ed a 0,20 per le strade. La componente di albedo è stata posta pari a 0,20, in modo da tenere conto anche dell’effetto delle inter-riflessioni provenienti dagli altri edifici non direttamente presenti nel modello 3d e dal terreno circostante l’area di interesse. Un’ulteriore approssimazione che è stato necessario introdurre riguarda la morfologia delle coperture degli edifici. In mancanza di dati certi che consentissero di definirle, si è scelto di CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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Figura 7 - Visione prospettica del modello tridimensionale di Palma di Montechiaro messo a punto per la simulazione: l’area indicata in rosso è quella interessata dall’intervento di pianificazione

Figura 8 - Suddivisione del modello secondo una maglia regolare finalizzata all’ottenimento delle mappe di irradiazione

considerarle tutte piane: questa approssimazione può sembrare inizialmente inaccettabile, ma tenendo conto del fatto che le falde dei tetti degli edifici di Palma di Montechiaro sono poco inclinate (al massimo si tratta di inclinazioni pari a 20°) e che soltanto circa il 50% delle coperture è con falde inclinate, si ritiene che il calcolo delle ombre ed il calcolo delle inter-riflessioni non abbia subito variazioni di rilievo. Il valore effettivo di irradiazione sulla superficie di un tetto che è effettivamente inclinato è comunque ricavabile facendo uso dei fattori correttivi indicati per inclinazioni dei tetti comprese tra 5° e 30° e disposti secondo varie giaciture (tali fattori correttivi sono acclusi alla tavola di stima della vocazione solare, rappresentata in figura 9, e sono visibili in alto a destra). Per effettuare il calcolo, si è scelto di suddividere l’area di interesse in settori aventi forma quadrata in pianta, secondo quanto evidenziato in figura 8. La mappa di irradiazione finale, ottenuta per il centro storico di Palma di Montechiaro, è mostrata in figura 9. È possibile 9 In questo caso i coefficienti di riflessione sono da intendersi validi per l’intero spettro della radiazione

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notare che in questo caso l’irradiazione orizzontale annuale è pari a 1697 kWh/m2 anno, e che per le superfici orientate a sud e aventi angolo di inclinazione rispetto al piano orizzontale pari a 30°, il valore dell’irradiazione orizzontale annuale è superiore a 2000 kWh/ m2 anno. La mappa di irradiazione evidenzia inoltre che all’interno del perimetro del centro storico la disponibilità di irradiazione solare può essere significativamente differente a seconda delle ostruzioni rappresentate dagli edifici limitrofi, e pertanto possono crearsi facilmente situazioni di squilibrio nella possibilità di adoperare tecnologie solari che è auspicabile possano essere mitigate da interventi normativi.

CONCLUSIONI Le metodologie di stima e valutazione dell’irradiazione solare esaminate offrono notevoli vantaggi per il livello di dettaglio e la facilità di interpretazione dei risultati della simulazione: tali risultati sono visualizzati come immagini la cui interpretazione risulta particolarmente semplice sia da parte dei progettisti che da parte dei “non addetti ai lavori”.

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Figura 9 - Mappa di irradiazione annua per Palma di Montechiaro

Inclinazione 5°

Inclinazione 10°

Inclinazione 15°

Inclinazione 25°

Inclinazione 30°

kWh/m2(y) 1900 1700 1500 1300 1100 900 700 500 300 100

Tali procedure sono caratterizzate inoltre dai seguenti aspetti: - stima accurata in corrispondenza di tutte le superfici desiderate (ad esempio sugli edifici e sulle strade) dell’irradiazione e dell’esposizione luminosa per periodi temporali estesi (giorni, mesi, stagioni, anni); - uso di modelli di cieli anisotropi standard per riprodurre le condizioni fisiche di cielo coperto, cielo parzialmente nuvoloso (intermedio) e cielo chiaro, ricostruibili a partire da banche dati climatiche basate su Test Reference Year; è anche possibile adoperare modelli di cielo differenti (ad esempio il modello di Perez); - considerazione accurata delle effettive condizioni di ombreggiamento e di interriflessione tra le superfici esaminate e quelle del terreno e delle ostruzioni limitrofe; - applicabilità a modelli tridimensionali di contesti urbani molto dettagliati, tenendo conto anche delle diverse proprietà dei materiali presenti; - presentazione dei risultati nella forma di immagini di semplice

lettura ed interpretazione, adatti ad un uso efficace anche in ambito tecnico-amministrativo. Le mappe di irradiazione prodotte in corrispondenza delle superfici di interesse, mostrano puntualmente alla risoluzione desiderata il valore di irradiazione media o totale (per il periodo specificato, ad esempio annualmente o mensilmente in kWh/m2 o in MJ/m2), mediante falsi colori o curve isoirradiazione. Inoltre i dati estratti dalle mappe di irradiazione possono essere adoperati come preprocessore per programmi di simulazione termica, fornendo in maniera dettagliata ed a qualsiasi risoluzione informazioni sulle reali condizioni di ostruzione o sulle prestazioni dei sistemi di schermatura. Anselmo F.1, Lauritano A.2 Arup, 13 Fitzroy St., London W1T 4BQ, U.K. 2 Dipartimento di Ricerche Energetiche e Ambientali, Viale delle Scienze, 90128 Palermo, Italia 1

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Addolcire l’acqua Sistemi elettrici e combinati Come illustrato sul numero di novembre i sistemi di dissalazione possono essere ripartiti in tre classi. Dopo aver parlato dei sistemi a processo termico per i quali l’energia di processo è il vapore, in questo articolo si parla di quelli elettrici per i quali l’energia di processo generativa è l’elettricità, e quelli combinati per i quali l’energia primaria sono il vapore e/o l’elettricità in funzione dell’energia resa disponibile dai cicli a monte.

di Piero D. Lessieur

sistemi Vcd (Vapor Compression Distillation) elettrici sono concettualmente assimilabili ai sistemi Med precedentemente descritti. La principale differenza risiede nel fatto che il vapore generato dalla distillazione della salamoia non è condensato in un sistema indipendente. In presenza di uno schema Vcd il compressore a bassa pressione (in pratica un ventilatore ad alta pressione) rinvia il vapore nello stesso evaporatore all’origine del processo. In questo evaporatore il vapore si condensa e, per scambio termico, elimina il suo calore latente permettendo l’evaporazione di una quantità supplementare di salamoia, come rappresentato nella figura 1. In pratica l’acqua da trattare è messa in ebollizione in un serbatoio con pressione inferiore a quella atmosferica. Il vapore così prodotto è aspirato da un compressore che ne aumenta la temperatura di saturazione. È questo vapore che si condensa nello scambiatore sommerso nella salamoia e che provoca nello stesso tempo l’ebollizione di quest’ultima. Questi sistemi sono molto semplici, efficaci ed il consumo di energia elettrica è soprattutto definito dal compressore. In pratica trattasi di una utilizzazione abbastanza particolare del principio di una pompa di calore che sfrutta il calore latente scambiato in un processo continuo di evaporazione/condensazione. Le unità con ciclo Vcd funzionano generalmente a temperature relativamente basse (inferiori a 70°C), fattore che limita considerevolmente i fenomeni di incrostazione e corrosione delle tubazioni. Un ulteriore vantaggio risiede nel fatto che i sistemi Vcd non richiedono acqua di raffreddamento, fattore che assicura sensibili economie di energia non solo sul pompaggio dell’acqua, ma anche sulla presa di acqua di mare poiché quest’ultima è di taglia inferiore a quella degli impianti tradizionali. Attualmente questi sistemi sono disponibili con capacità unitarie di 3.000 - 4.000 m3/d e sono quindi particolarmente adatti agli impianti di tipo multi-modulare. I consumi elettrici delle unità Vcd sono dell’ordine di 8 a 12 kWh/m3 di acqua dissalata (pompaggio di acqua di mare non compreso) ed il tasso di disponibilità annuale, essenzialmente dipendente dal sistema di compressione, è dell’ordine del 95-96%. Questi sistemi possono essere facilmente associati a dispositivi di nano-filtrazione in modo da migliorarne le prestazioni con sovraccosti di investimento accettabili. I costi di investimento di questi sistemi sono compresi tra 1.100 $ e 2.000 $ per m3/giorno di acqua prodotta.

SISTEMI VCD (VAPOR COMPRESSION DISTILLATION) A EJECTO-COMPRESSIONE Questo schema è una evoluzione del sistema a compressione meccanica di vapore descritto in precedenza. La differenza consiste nel processo di compressione del vapore poiché in questo schema il compressore meccanico è sostituito da un dispositivo con ciclo a vapore. I moduli a ejecto-compressione sono generalmente disponibili con capacità massime di 2.500 m3/giorno. Essi permettono la realizzazione di impianti di

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Dissalazione

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Tabella - Principali

parametri tecnico-economici dei processi di dissalazione

Sistemi

Msf

Med

Vcd (elett.)

Vcd (termico)

Ordine di grandezza investimento $ per m3/giorno di acqua prodotta

(acqua di mare) 1.000 $ 1.900 $

(acqua di mare) 900 $ 1.500 $ (1 livello di pressione)

(acqua di mare) 1.000 $ 1.200 $

(acqua di mare) 900 $ 1.100 $

(acqua di mare) 600 $ 1.200 $

(acqua salmastra) 400 $ 700 $

Consumi di energia elettrica (senza presa di acqua di mare)

4 a 6 kWh/m3 acqua prodotta

2,5 a 4 kWh/m3 acqua prodotta

8 a 12 kWh/m3 acqua prodotta

1 a 3 kWh/m3 acqua prodotta

4 a 8,5 kW/hm3 acqua prodotta

0,7 a 40 kWh/m3 acqua prodotta

Quantità di vapore di processo

0,110 a 0,125 kg/m3 acqua prodotta

0,07 a 0,8 kg/m3 acqua prodotta

–

120 a 130 kg/m3

–

Pressione Utile del Vapore

BP 1,8 a 3 kg/cm2

BP: 0,8 a 2 kg/cm2

–

MP/HP

–

Taglia massima di un Modulo (o Sistema)

fino a 75.000 m3/d

fino a 35.000 m3/d

fino a 4.000 m3/d

fino a 2.500 m3/d

fino a 7.000 m3/d

15.000 m3/d

NB: Trattasi di parametri di riferimento generalmente utilizzati. I costi possono variare considerevolmente in funzione del sito, delle caratteristiche dell’acqua, e delle specificità climatiche

compressione vapore energia motrice generazione vuoto

cessione di calore arrivo acqua di mare acqua distillata

salamoia verso il mare Figura 1 – Sistema Vcd elettrico

dissalamento praticamente statici, molto semplici e funzionanti a temperature relativamente basse (60°C a 65°C), in modo da limitare le penalizzazioni di rendimento causate da incrostazioni. Il principale inconveniente di questa filiera tecnologica è il basso rendimento dei dispositivi a vapore, fattore che è all’origine di fabbisogni termici dell’ordine di 110 - 120 kWh (termici) per m3 di acqua prodotta, il sistema è però interessante in presenza di energia termica residua. Lo schema di principio di questo sistema è rappresentato nella figura 2.

SISTEMI A ELETTRODIALISI (ED) E OSMOSI INVERSA (RO) Questi due sistemi a membrane utilizzano degli schemi di processo che appaiono simili, ma in effetti molto differenti, come e facilmente visibile negli schemi di principio della figura 3. CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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ELETTRODIALISI (ED) Questo sistema a membrane è stato utilizzato a partire dalle fine degli anni ‘50. Il principio di base è l’eliminazione dei sali presenti nell’acqua da trattare mediante membrane selettive. La separazione dei sali è ottenuta per effetto di un campo elettrico come indicato della figura 4. Come si può constatare, il principio di elettrodialisi consiste a intercalare tra gli elettrodi delle membrane permeabili agli anioni ed ai cationi. Ne consegue che in alcuni compartimenti vi è una concentrazione e ricombinazione di ioni, nei quali la soluzione si arricchisce di sali, mentre negli compartimenti restanti la salinità descresce permettendo di ottenere dell’acqua a salinità molto bassa. Due tipi di membrane sono normalmente utilizzate per que-

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Dissalazione

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vapore rigetto acqua di mare vapore

eiettore vapore

acqua di mare

acqua distillata

rigetto salamoia

Figura 2 – Sistema Vcd a ejecto-compressione

acqua salata

acqua dolce

salamoia

membrana acqua dolce

membrana salamoia

sto processo: - le membrane dette omogenee, ottenute mediante processo chimico ( o radio-chimico) di un sistema funzionale su un supporto inerte (ad esempio es. teflon, polietilene ecc.) - le membrane dette eterogenee, ottenute mediante resine scambiatrici di ioni con un prodotto associante (Pvc, polietilene ecc.) e distribuite su un supporto di poliestere, poliamidi ecc. La capacità totale di dissalazione dei processi sopra citati è normalmente compresa tra 1.000 e 15.000 m3/giorno. Sono tuttavia repertoriati alcuni impianti di taglia più importante. La diffusione dei sistemi ad elettrodialisi è relativamente marginale e la ragione principale è senza dubbio il loro limitato cam-

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Figura 3 – Sistema a elettrolisi ed osmosi inversa

Osmosi inversa (RO)

Elettrodialisi (ED)

po di applicazione, poiché l’acqua di alimentazione non può normalmente superare una salinità di 2,5 - 2,7 g/l. Gli investimenti per questi sistemi variano tra 400 $ e 700 $ per m3/d di acqua prodotta. Il consumo elettrico, che dipende dalla salinità dell’acqua da trattare, è compreso tra 0,7 kWh/m 3 per acqua leggermente salata (inferiore a 1 g/l) a 35 - 40 kWh/m3 per acqua a 2,5 g/l di salinità. Si ricorda che un sistema di elettrodialisi richiede quasi sempre il pre-trattatamento dell’acqua salata al fine di eliminare le materie in sospensione, i prodotti organici ecc., come anche i minerali che possono essere nocivi alle membrane (per esempio il ferro, il manganese, il silicio ecc.). CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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membrana permeabile ai cationi (+)

membrana permeabile agli anioni (-)

acqua da trattare

elettrodo negativo

elettrodo positivo

salamoia acqua pura

Figura 4 – Sistema elettrodialisi

OSMOSI INVERSA (RO) Questo processo di trattamento è molto diffuso e senz’altro competitivo quando la temperatura dell’acqua da trattare non supera i 32°C e 33°C in corrispondenza di 35 - 38 g/l di salinità. Generalmente a fronte di una alimentazione con acqua di mare con queste caratteristiche un solo passaggio di membrana permette di ottenere acqua con una salinità compresa tra 300 e 450 mg/l. Lo schema di questo principio è rappresentato nelle figure 5 e 6. È da notare che per ottenere dell’acqua potabile è quasi sempre necessario effettuare dei trattamenti complementari. La pressione di alimentazione dell’acqua da trattare è funzione della salinità di quest’ultima come indicato nella figura 7. I sistemi Ro (ad osmosi inversa) cosi come i cicli Ed e Vcd utilizzano l’elettricità come unica sorgente di energia. Le apparecchiature alimentate con energia elettrica sono le pompe di processo ad alta pressione. Queste pompe multi stadio presentano generalmente dei rendimenti compresi tra il 65% e l’85%. Per recuperare una parte dell’energia utilizzata dalle pompe sopra citate, è d’uso considerare l’impiego di pompe (o di turbine) di recupero, atte a sfruttare l’alta pressione residua disponibile all’uscita dei dispositivi di trattamento. Il recupero di pressione permette di ridurre i consumi di energia del sistema di dissalazione dell’ordine del 25% - 28%. L’energia elettrica richiesta per un sistema ad osmosi inversa con dispositivo di recupero è generalmente compresa tra 4 e 8,5 kWh/m 3 di acqua prodotta ed i consumi elettrici sopra citati dipendono evidentemente dalla pressione di trattamento CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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richiesta in funzione della qualità dell’acqua da trattare. Gli investimenti per questo tipo di impianti variano tra 600 $ e 1.200 $ m3/d di acqua prodotta in funzione della qualità dell’acqua di alimentazione e dello schema generale dell’impianto. Come per i sistemi Vcd, l’interesse di uno schema ad osmosi inversa risiede nella possibilità di realizzare degli impianti misti, in modo da poter massimizzare il rendimento quando esistono delle variazioni importanti tra il rapporto giornaliero o stagionale di produzione acqua/elettricità come indicato in precedenza. Relativamente alla taglia unitaria, un sistema costituito di una sola unità può assicurare una produzione giornaliera di acqua dell’ordine di 4.000 - 7.000 m3 ed oltre. Conviene ricordare che la maggior parte delle membrane sono estremamente sensibili alla presenza di batteri nonché all’iniezione di cloro, indispensabile per eliminare le incrostazioni di depositi animali o vegetali. In ogni caso è generalmente necessario prevedere anche un pre-trattamento dell’acqua di alimentazione per evitare ogni possibile l’incrostazione delle membrane. La pressione richiesta da un sistema Ro varia in funzione della salinità dell’acqua; così, ad esempio, il rapporto di conversione può essere del 50% per acqua di un mare aperto e relativamente freddo (sino a circa 26°C) e ridursi al 35% per mari con acqua più salata, come per esempio il golfo Persico, sempre che la temperatura dell’acqua sia inferiore ai limiti di utilizzazione delle membrane. Grazie al miglior flusso, la produzione di acqua aumenta con la sua temperatura, ma l’efficienza delle membrane è limitata dalle caratteristiche di salinità dell’acqua.

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membrana pressione >∏

semi-permeabile

pressione osmotica

soluzione concentrata

acqua pura

soluzione concentrata

Equilibrio osmotico

Osmosi

acqua pura

Osmosi inversa

Figure 5/6 - Sistema Osmosi inversa

energia elettrica

acqua dolce

membrana semi-permeabile temp. max acqua da trattare 35-36 °C soluzione salina concentrata acqua dolce

pressione di equilibrio (~ 34-35 kg/cm2)

In presenza di climi molto caldi (38°C a 44°C), sono quasi sempre indispensabile istallare i sistemi a membrane in ambienti opportunamente climatizzati con le conseguenti penalizzazioni di energia.

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rata di vita delle membrane e l’esperienza insegna che questo parametro è talvolta di molto inferiore ai valori di riferimento indicati nelle documentazioni, con relativa incidenza sui costi operativi.

LE MEMBRANE DEI SISTEMI RO

PRE-TRATTAMENTO DELL’ACQUA DI ALIMENTAZIONE

Attualmente due famiglie di membrane sono generalmente utilizzate: quelle perforate e quelle a spirale. Normalmente le membrane hanno una durate di vita (nominale) compresa tra 6 e 12 anni. La durata dipende evidentemente dalle caratteristiche specifiche dell’acqua da trattare nonché dai processi di filtrazione utilizzati. La figura 8 rende un possibile modello di costi di sostituzione delle membrane, in funzione delle durate di utilizzo dei sistemi a membrane perforate ed a spirale, mentre la figura 9 rappresenta la percentuale dei flussi relativi di trattamento di membrane perforate in funzione del tempo (in anni) e della temperatura dell’acqua di alimentazione con una pressione operativa di 60 kg/cm2. Le condizioni dell’acqua, la sua temperatura nonché il pre-trattamento effettuato hanno una considerevole influenza sulla du-

Come indicato in precedenza, un sistema Ro richiede un impianto di pre-trattamento dell’acqua. Infatti tutte le materie in sospensione e più particolarmente i prodotti organici tendono a imbrattare le membrane per effetto della pressione, penalizzando sensibilmente la loro capacità di separazione. La qualità ottenuta dalla filtrazione dell’acqua di alimentazione dipende evidentemente dagli impianti specifici selezionati per il pre-trattamento.

I SISTEMI IBRIDI L’associazione di sistemi di dissalazione alimentati con vapore e con dispositivi a motrice elettrica permette in molti casi di migliorare il rendimento energetico annuale. Infatti i fabbisogni elettrici sono istantanei con punte di carico CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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salinità dell’acqua (gr/l)

costo c$/m3 acqua

mari caldi

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durata di utilizzazione membrane (anni)

Figura 7 – Pressione di funzionamento Vs salinità dell’acqua

orarie e stagionali, mentre l’acqua può essere al contrario prodotta in funzione dei fabbisogni giornalieri. Mediante l’associazione di sistemi ad energia termica con sistemi a processo elettrico è quasi sempre possibile ridurre sensibilmente i consumi energetici. Schemi complessi di questo tipo impongono delle analisi molto approfondite dei fabbisogni elettrici (istantanei, orari e stagionali) comparati con la domanda di acqua giornaliera dei differenti periodi. La combinazione dei differenti sistemi che richiede una ricerca dettagliata del rapporto ottimale di capacità tra impianti termici ed impianti elettrici, può essere riepilogata segue: - sistemi Msf associati con sistemi Ro; - sistemi Msf associati con sistemi Vcd elettrici; - sistemi Med associati con sistemi Ro; - sistemi Med associati con sistemi Vcd elettrici; - sistemi Med a due livelli di vapore (Bp e Mp) associati a sistemi Vcd termo-elettrici. Quest’ultima combinazione, ancora in fase di sviluppo, prevede l’utilizzo di unità Med con doppia alimentazione di vapore (Bp 0,8 -1 kg/cm2 e Mp 14 - 20 kg/cm2). La pressione del vapore è limitata a 0,8 - 1 kg/cm2 in corrispondenza della massima domanda elettrica, mentre viene innalzata quando la domanda elettrica si riduce. Per quanto riguarda gli schemi Vcd questo sistema funziona in condizioni di massima domanda elettrica come un sistema termico alimentato con vapore a bassa pressione. Durante i periodi stagionali con una produzione elettrica ecCDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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Figura 8 – Durata di vita delle membrane e relativa incidenza dei costi di produzione per m3 di acqua dolce prodotta (a: membrane a spirale; b: membrane perforate)

acqua di mare - pressione 60 kg/cm2 flusso in valore relativo

pressione (kg/cm2)

flusso di valore relativo

tempo in anni Figura 9 – Percentuale dei flussi relativi di sfruttamento di membrane perforate in funzione degli anni di utilizzazione un sistema con pressione operativa di 60 kg/cm2 e per differenti temperature d’acqua di alimentazione

cedente il fabbisogno, il sistema Vcd a doppia azione funziona con motrici elettriche assicurando quindi un miglior rendimento energetico rispetto ad un sistema termico. Piero D. Lessieur Per i riferimenti bibliografici si veda Cda di novembre

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Tecnica - Risparmio energetico www.webcda.it

La ventilazione naturale Climatizzazione di ambienti confinati: analisi di risparmio energetico La ventilazione naturale è una pratica versatile e compatibile con l’ambiente, ma proprio lo stretto legame che viene a stabilirsi tra zone confinate ed ambiente esterno costituisce il principale limite a tale tecnica. Tuttavia, pur non potendo essere proposta quale sostituta degli attuali impianti di condizionamento, dalla presente analisi emerge quale notevole risparmio energetico possa essere

l raffrescamento attraverso il fenomeno della ventilazione naturale consiste nella promozione del movimento di considerevoli portate d’aria esterna attraverso l’edificio, finalizzato al miglioramento del comfort termoigrometrico degli utenti. A tale proposito, è opportuno fare subito un’importante precisazione: la ventilazione naturale permette di movimentare elevate quantità d’aria esterna verso l’interno dell’edificio, quindi il suo impiego sarà tanto più valido quanto minore sarà la temperatura dell’aria esterna. Di conseguenza, nel caso di località contraddistinte da temperature esterne massime elevate, la ventilazione naturale potrà essere utilizzata solo nelle ore più fredde, per esempio la notte e nelle prime ore della giornata. Ciò significa che, per la maggioranza delle località italiane, la ventilazione naturale non è in grado di assicurare il comfort termico nelle condizioni di progetto; tuttavia, un suo adeguato studio può rivelarsi utile per limitare l’accensione dell’impianto di condizionamento alle condizioni climatiche più difficili. Sebbene la ventilazione naturale possa essere in prima istanza considerata un metodo di raffrescamento piuttosto primitivo e di banale applicazione, dal presente articolo emergerà quale notevole risparmio energetico possa essere ottenuto da un suo intelligente utilizzo. L’applicazione della tecnica della ventilazione naturale non potrà ovviamente prescindere dall’automatizzazione del sistema di aperture. Tale funzione può essere assolta in modo efficace grazie alle potenzialità offerte dai sistemi di controllo automatizzati e dalla domotica.

ottenuto da un suo utilizzo, permettendo una

I MECCANISMI ALLA BASE DELLA VENTILAZIONE NATURALE E LA LORO PREVISIONE

rilevante limitazione dei consumi stagionali per la

La ventilazione naturale trae principalmente origine da due diversi gradienti: il gradiente termico e il gradiente anemologico. Si può inoltre definire un terzo fenomeno ventilativo, assai meno efficace dei precedenti, che dà origine a quella che nel seguito sarà chiamata “single-side ventilation”.

climatizzazione estiva.

di Michele De Carli, Massimiliano Scarpa, Giacomo Villi, Roberto Zecchin

Figura 1 - Schema di funzionamento della ventilazione per effetto camino

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Il gradiente termico Per gradiente termico si intende la differenza di temperatura dell’aria esistente tra diverse zone dell’edificio comunicanti tra loro attraverso una rete di aperture, quali porte e finestre. Come è infatti ben noto, a una maggiore temperatura corrisponde, a pari umidità e pressione assoluta, una minore densità dell’aria. Di conseguenza, l’aria contenuta nelle zone più calde “pesa” meno di quella contenuta nelle stanze più fredde. Tale differenza di densità, congiuntamente alle diverse quote cui sono posti gli ambienti che compongono l’edificio, determina una differenziazione delle pressioni tra i diversi vani, promuovendo di conseguenza l’instaurarsi di flussi d’aria. Tali correnti d’aria sono spesso evacuate attraverso un’opportuna apertura ricavata nella sommità dell’edificio. In questo modo si origina la cosiddetta “stack ventilation”, cioè la ventilazione per effetto camino. Per passare ad una quantificazione dell’effetto camino, possiamo partire dalla legge dei gas, applicata all’aria: dato che le variazioni di pressione che hanno luogo in questo contesto possono essere stimate nell’ordine di alcune decine di Pa, esse risultano trascurabili rispetto alla pressione atmosferica (101325 Pa). In prima apCDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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Risparmio energetico

- Tecnica www.webcda.it

Figura 2 - Esempio di gradiente di pressione originato dalla sola differenza di livello termico

Figura 3 - Schema di funzionamento della ventilazione trasversale Figura 4 - Esempio di profilo anemologico

Figura 5 - Schema di funzionamento della “single-side ventilation”

prossimazione, dunque, la legge dei gas può essere riferita alla pressione atmosferica (considerata costante), portando al seguente risultato:

in cui il pedice “0” fa riferimento alle caratteristiche dell’aria secca in condizioni normali: - ρ0 = 1.293 kg/m3; - T0 = 273.15 K. Si può ritenere invece trascurabile la variazione di densità dell’aria in funzione dell’umidità assoluta, dato che nelle pratiche applicazioni le differenze di umidità tra i vani sono generalmente esigue. Proseguendo, all’interno d’una certa stanza, la pressione alla generica quota zh dipende dal profilo della temperatura e dalla pressione di riferimento, corrispondente alla quota zr, che può per esempio essere collocata al livello del pavimento, secondo l’equazione:

dove: - pr è la pressione di riferimento alla quota zr; - zh è la coordinata relativa all’altezza per la quale si calcola la pressione, detta per l’appunto pzh. Ciò consente di calcolare la variazione CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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verticale della pressione, posto che sia nota la variazione verticale della temperatura. Dunque, nel caso più semplice, cioè nel caso la temperatura possa essere ritenuta costante all’interno della zona, la relazione precedente diviene:

dove T è la temperatura assoluta dell’aria contenuta nella stanza, ipotizzata uniforme. Si estenderà ora il ragionamento a due stanze, la stanza 1 e la stanza 2, nelle quali si ipotizza di avere la medesima pressione di riferimento. Avendo quale obiettivo il calcolo dei valori di pressione ai capi dell’apertura che le collega, possiamo dunque scrivere:

Di conseguenza, p2 - p1 è il gradiente di pressione originato dalla sola differenza di livello termico presente tra le due stanze, come esemplificato in figura 2. Il gradiente anemologico Il gradiente anemologico è causato dall’incidenza del vento sul-

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Tecnica -

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Figura 6 - Vista in pianta del piano di un edificio e relativa rappresentazione attraverso un modello a resistenze

l’edificio. Il vento giunge infatti sulle facciate in diverso modo: le parti dell’edificio direttamente esposte all’aria subiranno la pressione del vento, trovandosi quindi in sovrapressione, mentre gli altri lati saranno caratterizzati da condizioni depressionarie dovute alla scia causata dall’edificio stesso. Ciò instaura un notevole passaggio d’aria dalle zone prospicienti il vento alle zone in depressione. È il fenomeno all’origine della tipologia di ventilazione naturale detta ventilazione trasversale, o, in inglese, “wind-driven ventilation” o “cross ventilation”. Presso una generica apertura rivolta all’esterno, il contributo dovuto al vento viene espresso attraverso la relazione:

in cui: - v(z) indica la velocità del vento alla quota cui è posta la generica apertura [m/s]; - ρext è la densità dell’aria esterna [kg/m3]; - Cp è il coefficiente di pressione, cui spetta il compito di descrivere la distribuzione della pressione sul lato esterno all’edificio, nei pressi dell’apertura in questione. Ricorre la necessità di utilizzare un profilo della velocità variabile con la quota altimetrica (da cui la dipendenza della velocità v dalla quota z, cioè v(z)), in quanto la velocità del vento presenta un andamento non costante, dovuto al fenomeno d’attrito legato alla rugosità del terreno, presso cui la velocità del vento s’annulla. Il coefficiente di pressione Cp è definito come il rapporto tra la pressione dinamica agente sulla superficie in esame e la pressione dinamica ideale della corrente non perturbata. Più precisamente, nel dominio tridimensionale, il coefficiente di pressione Cp è definito nel seguente modo:

dove: - p(x,y,z) è la pressione sulla superficie dell’involucro dell’edificio alle coordinate (x,y,z) [Pa];

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Figura 7 - Pianta e vista in 3D dell’unità oggetto delle simulazioni

- po(z) indica la pressione atmosferica alla quota z [Pa]; - pdyn indica la pressione dinamica della corrente indisturbata alla quota z: [Pa]

« Il gradiente anemologico è causato dall’incidenza del vento sull’edificio»

in cui: - ρext è la densità dell’aria esterna alla quota z [kg/m3]; - v(z) sta per la velocità del vento alla quota z [m/s]. Il modo in cui il vento fluisce attorno ad un edificio è fortemente influenzato dalla geometria della costruzione e dagli ostacoli circostanti. In conseguenza a tali interazioni, il succitato coefficiente di pressione varia non solo in funzione dell’esposizione della superficie, ma anche da punto a punto della facciata. Il suo calcolo locale risulta quindi assai complicato. Per la stima dei coefficienti di pressione Cp, viene diffusamente consigliato il modello proposto da Swami e Chandra, che, pur non essendo applicabile a edifici a pianta non rettangolare e in situazioni in cui la turbolenza della corrente d’aria non sia trascurabile (ad esempio, nel caso di elevata rugosità del terreno o in presenza di costruzioni vicine in grado di fungere da schermo), offre tuttavia concreti vantaggi per la semplicità di calcolo e l’esiguità delle informazioni richieste. Il modello fornisce il valore del coefficiente di pressione normalizzato attraverso la seguente equazione: ⎡ ⎤ ⎛ϕ ⎞ 2 3 ⎢1.248 − 0.703⋅ sin⎜⎝ 2 ⎟⎠ −1.175 ⋅ sin (ϕ ) + 0.131⋅ sin = ⎥ ⎥ ⋅0.6 Cp = ln⎢ ⎢ ⎛ϕ ⎞ 2 2 ⎛ϕ ⎞ 2 ⎛ϕ ⎞ ⎥ + 0.717 ⋅ cos + 0.769 ⋅ cos + 0.07 ⋅G ⋅ sin = 2 ⋅φ ⋅G ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ( ) ⎢ ⎝ 2⎠ ⎝ 2 ⎠ ⎥⎦ ⎝ 2⎠ ⎣

dove: - φ è l’angolo di incidenza del vento rispetto alla facciata in cui è posta l’apertura [o]; - G = ln(L1/L2) , con L1 e L2 pari rispettivamente alla lunghezza della facciata in cui è posta l’apertura e alla lunghezza della facciata ad essa ortogonale. Esistono procedure per il calcolo del coefficiente di pressione anche per pareti non verticali o per edifici circondati da ostacoli, ma tali metodologie si rivelano di laboriosa applicazione e di incerto esito. La single-side ventilation L’ultima (e meno efficace) forma di ventilazione naturale è la “sinCDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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Parete perimetrale

Solaio

Parete interna

U = 0.4 W/(m2 K)

U = 0.55 W/(m2 K)

U = 1.84 W/(m2 K)

Figura 8 - Strutture edilizie utilizzate nel corso delle simulazioni

a) Potenza espressa dall’impianto di condizionamento

b) Energia frigorifera stagionale

Figura 9 - Bolzano - Caso residenziale

gle-side ventilation”. Essa è la ventilazione che interessa le stanze collegate ad un unico ambiente (generalmente quello esterno) attraverso aperture caratterizzate dalla medesima esposizione al vento. In tal modo, le cause promotrici del flusso d’aria sono la pressione del vento sulle aperture e il gradiente termico tra interno ed esterno. L’ingresso di aria verso gli ambienti interni è però limitato dall’aria in uscita dalle medesime aperture, che opera una resistenza opposta ai flussi in entrata, dando alle portante fluenti un carattere pulsante. L’utilità di una tale tipologia di ventilazione è limitato ad un raggio d’azione pari a circa 2.5 volte l’altezza del locale in questione. Il calcolo delle portate Una volta che sia stata determinata l’entità dei fenomeni promotori del moto delle masse d’aria, si deve proseguire col calcolo delle portate fluenti attraverso le aperture. A questo scopo, ogni apertura viene generalmente definita attraverso una relazione pressione-portata del tipo m∙ =C∙Δpn ove C è detto coefficiente di flusso, mentre n è l’esponente di flusso. CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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Spesso tale relazione assume la forma ∙ = C ⋅ A⋅ 2 ⋅ ρ ⋅ ∆p m d nella quale: - Cd è detto coefficiente di perdita ed è, per l’appunto, indice della resistenza fluidodinamica opposta dall’apertura al passaggio della portata d’aria; - A è l’area netta dell’apertura; - ρ è la densità dell’aria che passa attraverso l’apertura; - Δp è la differenza di pressione presente ai capi dell’apertura. Gli strumenti disponibili per lo studio della ventilazione naturale La previsione dei flussi d’aria instaurati dalla ventilazione naturale si avvale di strumenti di calcolo caratterizzati da accuratezza e sforzo progettuale assai diversi. Vi sono infatti modelli assai semplici, detti modelli semi-empirici, basati su relazioni frutto di studi semplificati o statistiche effettuate su edifici già esistenti. Appartengono a tale categoria i metodi raccomandati dal British Standard o dall’Ashrae. Tali

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› a) Potenza espressa dall’impianto di condizionamento

b) Energia frigorifera stagionale

Figura 10 - Bolzano - Caso terziario

a) Potenza espressa dall’impianto di condizionamento

b) Energia frigorifera stagionale

Figura 11 - Venezia - Caso residenziale

metodi di calcolo utilizzano ipotesi semplificative, come per esempio l’assenza di partizioni interne o la stima approssimativa dei gradienti termici interni all’edificio. Ciò, ovviamente, implica una rapida esecuzione dei calcoli, ma inficia la validità dei risultati. Tali metodi devono essere usati solo nei primissimi passi della progettazione, quando cioè le informazioni inerenti l’edificio sono ancora limitate e serve solo una guida generale per la definizione dei parametri fondamentali del progetto. Un gradino più in alto si trovano i modelli a resistenza. Essi simulano l’edificio modellizzandolo a guisa d’un circuito elettrico puramente resistivo. In tale circuito, le resistenze si sostituiscono alle aperture (dato che queste ultime oppongono una resistenza al flusso dell’aria proprio come le resistenze elettriche si oppongono al passaggio di corrente), così i nodi aria di ciascuna stanza divengono gli estremi delle succitate resistenze. L’edificio in esame viene dunque trattato come un circuito elettrico formato da nodi (ad ognuno dei quali è associata una pressione di riferimento) che rappresentano le zone in cui è suddiviso, e da rami, che invece rappresentano gli elementi attraverso cui i nodi interagiscono tra loro e si identificano nei dispositivi finalizzati al passaggio dell’aria. La portata d’aria fluente

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attraverso ogni ramo è funzione della differenza di pressione esistente ai suoi capi. Come visto, la relazione che lega le due grandezze può essere espressa attraverso la formula: m∙ = C∙Δpn L’obiettivo dei modelli a resistenza è la determinazione delle pressioni di ogni nodo, sì da definire le portate circolanti. Per far sì che ciò avvenga, ad ogni nodo viene applicata la legge di continuità, imponendo la conservazione delle portate entranti ed uscenti. È così generato un sistema di equazioni non lineari (dato che la relazione portata-pressione non è lineare) per la soluzione del quale risulta quindi necessario l’impiego di un metodo numerico iterativo. Tali modelli richiedono la conoscenza di una maggiore quantità di dati inerenti l’edificio. Essi, inoltre, possono essere facilmente accoppiati a codici di simulazione edificio-impianto, consentendo dunque la simulazione globale dell’edificio, ivi comprese anche le interazioni termiche tra l’aria fluente e le strutture edilizie. Tali modelli rappresentano certamente il miglior compromesso tra accuratezza dei risultati CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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a) Potenza espressa dall’impianto di condizionamento

b) Energia frigorifera stagionale

Figura 12 - Venezia - Caso terziario

a) Potenza espressa dall’impianto di condizionamento

b) Energia frigorifera stagionale

Figura 13 - Firenze - Caso residenziale

e tempo di utilizzo. Gli strumenti più complessi nel calcolo dei flussi d’aria instaurati sono i modelli Cfd (Computational Fluid Dynamics). Essi permettono di studiare accuratamente le correnti d’aria in ogni punto dell’edificio, ma richiedono lunghi tempi di calcolo e implementazione. Inoltre, sono difficilmente interfacciabili con codici di simulazione edificio-impianto. Sono quindi raccomandabili solo per lo studio di situazioni particolari, per le quali si sia disposti a investire una rilevante quantità di risorse. La fluidodinamica computazionale si basa infatti sulla soluzione delle equazioni di Navier-Stokes e rappresenta il culmine della complessità per l’analisi degli ambienti ventilati naturalmente. Nell’approccio Cfd, il flusso è descritto matematicamente da un sistema di equazioni differenziali che impongono la conservazione della massa, del momento della quantità di moto e dell’energia per ogni elemento volumico coinvolto nella simulazione. I passi per arrivare alla soluzione di questo sistema possono essere così riassunti: definizione delle condizioni al contorno, discretizzazione (meshing) del dominio fisico e calcolo vero e proprio. Pur garantendo risultati estremamente dettagliati, i Cfd comportano delle difficoltà talvolta CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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insormontabili, come la stesura delle condizioni al contorno, da cui dipende l’accuratezza dei risultati stessi. Finora, abbiamo parlato solo dei codici di calcolo utili alla previsione dei flussi d’aria interni all’edificio. Passiamo dunque a esporre i modelli esistenti per il calcolo delle interazioni tra edificio e ambiente esterno, in particolare per quanto riguarda la previsione dei coefficienti di pressione. Gli strumenti nati a tale scopo possono essere divisi in due categorie: i modelli empirici e i modelli Cfd. I modelli empirici si basano esclusivamente su modelli matematici ottenuti quali approssimazioni di risultati di diverse campagne di misure. Data la loro natura essenzialmente numerica, essi sono strumenti limitati, in quanto consentono una certa accuratezza soltanto quando il caso allo studio rientri tra quelli che sono stati oggetto di misure. Inoltre, tali metodi non permettono la modellizzazione di edifici siti in aree densamente urbanizzate. I modelli Cfd permettono invece la massima libertà nella definizione del territorio e degli ostacoli circostanti l’edificio, ma richiedono im-

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Tecnica -

Risparmio energetico

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› a) Potenza espressa dall’impianto di condizionamento

b) Energia frigorifera stagionale

Figura 14 - Firenze - Caso terziario

a) Potenza espressa dall’impianto di condizionamento

b) Energia frigorifera stagionale

Figura 15 - Roma - Caso residenziale

portanti risorse, come menzionato in precedenza. Considerata l’assenza di un codice di calcolo di facile utilizzo e di provata precisione che tenga conto di tutti i fattori ambientali ed edilizi sopra citati, il Dipartimento di Fisica Tecnica dell’Università degli Studi di Padova ha avviato lo sviluppo di un software attraverso cui si cercherà di semplificare il lavoro del progettista integrando i diversi aspetti della ventilazione naturale, partendo dall’ambiente circostante l’edificio fino a giungere al bilancio termico delle singole superfici circoscriventi gli ambienti interni. Esso integra la previsione dei flussi d’aria interni all’edificio e le loro interazioni termiche con le strutture edilizie interne.

POSSIBILI UTILIZZI DELLA VENTILAZIONE NATURALE L’insieme dei succitati gradienti promuove lo spostamento di volumi d’aria attraverso l’edificio. Tali portate svolgono quattro distinte funzioni, che hanno un importante ruolo nel mantenimento del comfort termoigrometrico percepito dagli utenti dell’edificio: 1. le notevoli portate d’aria che interessano i vani (nell’ordine della decina di volumi/ora) permettono di asportare il calore prodot-

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to all’interno dell’edificio ad opera di persone, apparecchiature elettriche o radiazione solare. Tale effetto è ovviamente benefico soltanto finché la temperatura esterna si mantiene al di sotto di un valore limite (Tlim) reputato invalicabile per mantenere il comfort termico. 2. La maggiore velocità dell’aria all’interno degli ambienti implica un migliore scambio convettivo tra il corpo e l’aria, aumentando dunque la cessione di calore verso l’ambiente, a patto di mantenersi comunque al di sotto della temperatura di comfort Tlim. A parità di umidità e temperatura radiante, l’aumento dello scambio termico convettivo permette quindi di sopportare temperature superiori che nel caso di edifici non ventilati naturalmente. La temperatura limite Tlim è dunque più alta che negli edifici climatizzati. 3. Infine, specialmente negli edifici del terziario (e quindi adibiti alla sola permanenza diurna), la fresca aria esterna notturna può essere utilizzata per asportare il calore accumulatosi nelle strutture nel corso del giorno e preraffrescare le stesse, in modo da renderle ancora in grado di assorbire i flussi termici incidenti nel successivo CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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Risparmio energetico

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a) Potenza espressa dall’impianto di condizionamento

b) Energia frigorifera stagionale

Figura 16 - Roma - Caso terziario

a) Potenza espressa dall’impianto di condizionamento

b) Energia frigorifera stagionale

Figura 17 - Palermo - Caso residenziale

ciclo di carico termico. 4. La sovra-ventilazione notturna permette inoltre di migliorare la qualità dell’aria dell’ambiente confinato. Questo è dovuto alla rimozione degli inquinanti ambientali operata dall’elevata quantità d’aria di rinnovo degli ambienti.

I LIMITI DELLA VENTILAZIONE NATURALE È altresì opportuno precisare i limiti di applicabilità del raffrescamento naturale. Esso si presenta infatti come una pratica versatile e compatibile con l’ambiente, ma proprio lo stretto legame che con essa viene a stabilirsi tra zone confinate ed ambiente esterno costituisce il principale limite a tale tecnica. Le sue efficacia ed applicabilità sono infatti strettamente connesse alla “qualità globale” dell’ambiente esterno. E diversi sono gli aspetti che si possono comprendere all’interno della definizione “qualità globale”, oltre ai succitati aspetti termici, legati ai massimi valori giornalieri di temperatura esterna e umidità e all’entità delle loro variazioni nell’arco della giornata. Per esempio, un ambiente esterno rumoroso o inquinato rende inapplicabile la ventilazione naturale. Ma pure nel caso CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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di aree ad elevata densità abitativa l’applicazione della ventilazione naturale può rivelarsi poco proficua: l’azione schermante offerta dalle vicine costruzioni può infatti limitare il formarsi delle pressioni dinamiche necessarie a promuovere un sufficiente spostamento di masse d’aria. Per quanto riguarda invece il regime anemologico, esso non è di primaria importanza. La ventilazione naturale non ha infatti bisogno di venti poderosi, in quanto la velocità dell’aria all’interno degli ambienti confinati deve essere comunque limitata. Il regime ventoso della località è dunque importante solo se l’edificio sorge in un contesto altamente urbanizzato, dove quindi il vento è attenuato dalle circostanti costruzioni. Un’ultima considerazione può aiutare a discernere ulteriormente sull’applicabilità della ventilazione naturale. Essa è infatti tanto più efficace quanto più i locali interni sono collegati tra loro, in quanto aumentano i cammini possibili per l’aria e diminuisce di conseguenza la resistenza che essa incontra lungo il proprio percorso da un lato all’altro dell’edificio. Quindi, negli edifici poveri di collegamenti tra i vani, la ventilazione naturale sortirà un limitato effetto. Inoltre, i limiti di legge imposti sull’isolamento acustico tra proprietà confinanti all’interno dello stesso edificio sconsiglia-

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› a) Potenza espressa dall’impianto di condizionamento

b) Energia frigorifera stagionale

Figura 18 - Palermo - Caso terziario

no l’utilizzo della ventilazione naturale e limitano la sua applicazione ad edifici di proprietà unica. Infine, un ultimo aspetto da prendere in considerazione è l’eventuale rischio di intrusioni all’interno di edifici ventilati naturalmente. Si profila allora chiara la difficoltà progettuale implicata dall’utilizzo della ventilazione naturale: essa dipende da parametri esterni e da decisioni e comportamenti che esulano dalla mera pratica impiantistica, richiedendo dunque di un approccio globale e preciso, di conseguenza complesso. Essa può tuttavia apportare importanti vantaggi sotto i profili energetico ed economico. Può infatti essere utilizzata per limitare l’uso del classico impianto di condizionamento ai soli periodi critici estivi. Inoltre, tale tecnica ventilativa consente di migliorare il rapporto tra l’utente e l’edificio, rendendolo più naturale e gradevole.

QUANTIFICAZIONE DEI BENEFICI OTTENIBILI ATTRAVERSO LA VENTILAZIONE NATURALE Può essere utile un confronto tra le prestazioni energetiche d’un edificio dotato di un impianto di condizionamento tradizionale e quelle dello stesso edificio climatizzato con il medesimo impianto ed assistito dalla ventilazione naturale. Per tale confronto s’è ricorsi a un software mirato alla simulazione di sistemi edificio-impianto e sviluppato all’interno del dipartimento di Fisica Tecnica dell’Università degli Studi di Padova. Tale programma permette di accoppiare la ventilazione naturale all’involucro edilizio, per studiarne l’effetto sulle temperature delle superfici nel corso della giornata. Sono state effettuate simulazioni stagionali, attraverso l’uso di dati meteorologici, detti anche Try (Test Reference Year). Ogni Try si riferisce ad una particolare località e rappresenta un anno-tipo meteorologico, cioè una successione di 8760 serie orarie di dati inerenti la temperatura esterna, l’umidità relativa, la velocità e la direzione di provenienza del vento, nonché la radiazione incidente su piano orizzontale. In tal modo è possibile effettuare simulazioni di lungo periodo per una valutazione realistica dell’impatto energetico di qualsiasi scelta impiantistica o costruttiva. Le simulazioni sono state effettuate su un piano intermedio avente la geometria illustrata in figura 7. Le simulazioni sono state effettua-

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« Efficacia ed applicabilità sono strettamente connesse alla “qualità globale”»

te ipotizzando, per ogni località, due diverse destinazioni d’uso dei locali: residenziale e terziario. Ciò ha implicato la definizione di due diverse stime dei carichi interni giornalieri. Le ipotesi di carico assunte sono presentate in tabella 1. Le strutture edilizie utilizzate sono presentate invece in figura 8. Le aperture sono state gestite in modo da ottenere il miglior compromesso tra risparmio energetico e funzionalità, attraverso una regolazione automatica. Inoltre, si è imposta una temperatura limite per il funzionamento dei dispositivi di flusso, per impedire un eccessivo abbassamento della temperatura all’interno dell’edificio ed evitare quindi casi di raffreddamento degli utenti. Le temperature minime consentite all’aria interna sono differenziate tra giorno e notte e dipendenti dalla destinazione d’uso dell’edificio. Per esempio, durante la notte, in un edificio adibito ad uso residenziale, si avrà un limite di temperatura piuttosto elevato, al fine di evitare situazioni di disagio agli occupanti; in edifici adibiti ad uso terziario, invece, l’aria notturna potrà fluire a temperature più basse, permettendo quindi di fruire al meglio dell’effetto di preraffrescamento da essa offerto. D’altra parte, occorre in tal caso evitare un eccessivo raffreddamento dell’ambiente, che può creare discomfort nelle prime ore della giornata. Anche per il funzionamento diurno, infine, si sono posti vincoli sulla temperatura minima dell’aria, per evitare l’ottenimento di temperature eccessivamente basse durante il tempo d’occupazione. Le temperature minime imposte sono riassunte in tabella 2. Altra limitazione è stata imposta al grado massimo d’apertura dei dispositivi di ventilazione, per i quali è stata infatti prevista una superficie pari a 1/10 di quella delle aperture stesse. Si è infine ipotizzato che tutte le porte potessero rimanere aperte, ad eccezione delle soglie dei bagni. Nel caso poi la ventilazione naturale non riesca a mantenere la temperatura dell’aria interna al di sotto di 26°C, le aperture si chiudono e lasciano libertà d’azione all’impianto di condizionamento, assicurando comunque un’entrata di aria di rinnovo pari a 0.5 volumi per ora. Nelle simulazioni che hanno interessato gli edifici ad uso terziario, è stato impostato lo spegnimento della regolazione dell’impianto di condizionamento durante le ore non lavorative, al fine di limitare il consumo dell’impianto durante le ore di mancata occupazione. CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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Tabella 1 - Cicli di carico giornalieri ipotizzati all’interno degli edifici Edificio ad uso residenziale Corridoio

Studio

Cucina

Camera1

Camera2

Bagno1

Bagno2

Dalle 7:00 alle 21:00

100 W

600 W

40 W

Dalle 21:00 alle 7:00

200 W

Corridoio

Ufficio1

Ufficio2

Ufficio3

Ufficio4

Bagno1

Bagno2

Dalle 8:00 alle 19:00

200 W

400 W

600 W

1000 W

40 W

Dalle 19:00 alle 8:00

Edificio ad uso terziario

Tabella 2 - Temperature minime interne per l’attivazione della ventilazione naturale Edificio ad uso residenziale Edificio ad uso terziario Giorno

23°C

24°C

Notte

25°C

20°C

Come si può intuire dalle numerose limitazioni imposte, lo scopo delle presenti simulazioni è stato quello di stimare il risparmio energetico ottenibile in un caso progettuale realistico e complesso, in cui si tenga conto d’ogni aspetto funzionale e applicativo. Le simulazioni sono state eseguite contestualizzando l’edificio in diversi scenari climatici, simulati attraverso i Try di alcune città italiane, in particolare: Bolzano, Venezia, Firenze, Roma e Palermo. Da figura 9 a figura 18 sono riportati i principali risultati inerenti le simulazioni effettuate. Tali risultati comprendono il confronto tra la potenza richiesta da un classico impianto di condizionamento e la potenza frigorifera eventualmente necessaria per mantenere le condizioni di comfort in un ambiente ventilato naturalmente, nel caso in cui l’aria esterna non fosse sufficientemente fresca da permettere il raffrescamento degli ambienti. Infine, per ogni simulazione, viene presentato il confronto tra l’energia stagionale necessaria all’ottenimento del benessere nell’edificio nel caso in cui l’impianto sia assistito o meno dalla ventilazione naturale. Il periodo considerato nelle simulazioni ha coperto i mesi da marzo a ottobre. Come si evince dai risultati, l’impianto di condizionamento è chiamato in causa in tutti gli scenari ipotizzati: ciò dimostra che la ventilazione naturale non può essere considerata una vera alternativa alle classiche tecniche di condizionamento. Tuttavia, il risparmio energetico conseguibile attraverso un attento utilizzo delle tecniche ventilative naturali giustifica l’ulteriore sforzo progettuale. I risparmi stimati nel ciclo stagionale sono riassunti nella tabella 3. Tali risultati trovano una semplice spiegazione: negli attuali edifici, la presenza di un impianto di condizionamento porta spesso gli utenti ad utilizzarlo anche quando i carichi termici che agiscono nei locali possono essere facilmente asportati attraverso l’uso della sola ventilazione naturale. D’altra parte, tali condizioni sono quelle più frequenti e nelle quali, di conseguenza, viene consumata la maggiore quantità di energia. Di conseguenza, pur non evitando l’installazione di un classico impianto di condizionamento, la ventilazione naturale consente rilevanti risparmi nei costi di esercizio. Le simulazioni, inoltre, dimostrano come l’utilizzo del raffrescamento ventilativo notCDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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« La ventilazione naturale non può essere considerata una vera alternativa al condizionamento»

turno permetta di limitare la potenza massima frigorifera espressa dalle macchine negli edifici del terziario. In essi, infatti, il rilevante raffrescamento notturno mette la struttura edilizia nelle condizioni di assorbire una parte rilevante dei carichi termici giornalieri. Ciò è tanto più vero quanto maggiore è la differenza tra le temperature massima e minima giornaliera, come può risultare evidente confrontando la corrispondenza tra la differenza tra i picchi massimi di potenza e la differenza giornaliera di temperatura indicata dalla norma Uni 10349 secondo la tabella 4. Come si può notare, Palermo è la città contraddistinta dalla minore fluttuazione giornaliera della temperatura ed è pure la località in cui è inferiore l’effetto del raffrescamento notturno; al secondo posto si trova invece Venezia, in cui la limitata fluttuazione giornaliera della temperatura si traduce in un moderato effetto del “free cooling” notturno. Tali deduzioni si possono evincere dal confronto delle figure 10a, 14a e 16a con le figure 12a e 18a. Il beneficio dovuto al raffrescamento notturno dipende pure dal materiale costituente la faccia interna delle strutture edilizie. Materiali ad elevate conduttività e capacità termica avranno infatti una maggiore disposizione a cedere o assorbire calore e giungeranno più tardi a saturazione termica. L’utilizzo di materiali ad elevata capacità termica è comunque raccomandabile per migliorare il comportamento dell’edificio nella stagione estiva. La rilevante massa termica delle strutture pesanti consente infatti di attutire in modo rilevante i carichi termici interni (quali persone, apparecchiature elettriche o la radiazione solare), permettendone l’asportazione nel corso della notte, cioè quando l’ambiente esterno presenta temperature più basse. Infine, un’importante puntualizzazione: le simulazioni presentate sono state svolte con riferimento a Try tratti da stazioni meteorologiche poste nei pressi di aeroporti o comunque lontano da aree urbane. Ciò implica che la velocità del vento rilevata non tiene conto dell’effetto di eventuali edifici circostanti, che possono fungere da ostacolo o da concentratori anemologici (fenomeno conosciuto con il nome di “street canyons”). Inoltre, la temperatura rilevata presso le stazioni meteorologiche non tiene conto di effetti di riscaldamento localizzati dovuti alla presenza di un tessuto urbano. La concentrazione di numerose sorgenti di calore e di aree prive di vegetazione determina infatti un effetto di surriscaldamento dell’aria all’interno delle aree urbane, dando origine al fenomeno detto “isola di calore”. Tale fenomeno, comunque, imprescindibile nelle grandi metropoli mondiali, risulta di minore importanza nel contesto urbano italiano.

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Tabella 3 - Risparmi energetici ottenuti nelle simulazioni eseguite

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Località

Destinazione d’uso

Consumo per impianto tradizionale [kWh/anno]

Consumo per impianto tradizionale assistito da ventilazione naturale [kWh/anno]

Risparmio [%]

Bolzano

Residenziale Terziario

3474 5839

797 981

77% 83%

Venezia

Residenziale Terziario

4218 6590

1153 1490

73% 77%

Firenze

Residenziale Terziario

4606 7099

1499 1976

67% 72%

Roma

Residenziale Terziario

4676 7222

1283 1653

73% 77%

Palermo

Residenziale Terziario

6025 8658

2026 2613

66% 70%

Tabella 4 - Differenza massima giornaliera di temperatura, secondo la norma Uni 10349 Località

Ampiezza massima della temperatura in condizioni di progetto estive (Uni 10349)

Bolzano

13°C

Venezia

9°C

Firenze

13°C

Roma

11°C

Palermo

6.5°C

Come si nota dalle numerose osservazioni effettuate nel corso della ricerca, la ventilazione naturale è un fenomeno assai complesso. Una corretta previsione delle sue dinamiche, necessaria per conseguire una corretta progettazione, richiede quindi la contestualizzazione dell’edificio all’interno dell’ambiente urbano in cui si trova, oltre che il calcolo delle interazioni termiche che avvengono all’interno dell’edificio stesso. Per tale motivo, il Dipartimento di Fisica Tecnica dell’Università degli Studi di Padova svilupperà un modulo per il calcolo dettagliato dell’effetto degli edifici circostanti sull’impatto del vento, in modo da consentire una maggiore accuratezza sul calcolo dell’entità dei flussi d’aria promossi all’interno dell’edificio e dei conseguenti effetti termici sulle strutture dello stesso.

essere proposto quale sostituto degli attuali impianti di condizionamento, permette comunque una rilevante limitazione dei consumi stagionali per la climatizzazione estiva, quando applicabile. La ventilazione naturale presenta importanti limiti dovuti all’ambiente circostante e alle modalità d’uso dei vani interni, ma i contesti di possibile applicazione restano comunque numerosi. E tale applicazione può assumere diverse forme, dalla mera presenza di aperture manualmente gestibili dagli utenti alle soluzioni automatizzate e regolate elettronicamente. Anche un intelligente posizionamento delle sorgenti di calore o la presenza di vani che assumano la funzione di collettori ad effetto camino possono instaurare considerevoli movimenti d’aria. In breve, le strade percorribili per una conveniente applicazione della ventilazione naturale sono numerose e contraddistinte da entità dell’investimento assai diverse. Tuttavia, per tutte le soluzioni, il principio resta il medesimo: per migliorare il comportamento estivo di un edificio, quest’ultimo non può essere disaccoppiato dall’esterno, come è invece opportuno fare nella stagione di riscaldamento. Infatti, mentre in inverno l’obiettivo consiste nel limitare le dispersioni verso l’ambiente esterno, nella stagione estiva l’interesse principale deve essere asportare e riversare all’esterno i carichi termici interni non appena essi si originano. Da qui l’invito ai progettisti a pensare all’involucro dell’edificio come ad un utile strumento per l’ottenimento del comfort degli occupanti: esso deve essere isolato per la stagione invernale e aperto all’interazione con l’ambiente nella stagione estiva, al fine di limitare l’utilizzo degli impianti termici e rendere più gradevole il rapporto tra gli utenti e l’edificio stesso.

CONCLUSIONI Nell’articolo presentato è stata effettuata una quantificazione dei benefici conseguibili mediante l’applicazione del raffrescamento ventilativo. Come si è dedotto dai risultati ottenuti, esso, pur non potendo

Michele De Carli, Massimiliano Scarpa, Giacomo Villi, Roberto Zecchin Dft, Dipartimento di Fisica Tecnica dell’Università degli Studi di Padova

BIBLIOGRAFIA [1] Allard F., “Natural ventilation in buildings. A design handbook”, James&James, 2000. [2] Allocca C., Chen Q., Glicksman L.R., “Design analysis of single-sided natural ventilation”, Energy and buildings, 35, 785-795, 2003. [3] Awbi H.B., “Design considerations for naturally ventilated buildings”, Renewable Energy, 5, 1081-1090, 2003. [4] Awbi H.B., “Air movement in naturally-ventilated buildings”, Wrec, 1996.

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[5] Axley J., Emmerich S., Dols S., Walton G., “An approach to design of natural and hybrid ventilation systems for cooling buildings. Proceedings from Indoor Air 2000. [6] Brager G.S., De Dear R., “Thermal adaptation in the built environment: a literature review”, Energy and buildings, 1998. [7] Sito internet del National Institute for Standards and Technology, http:// www.nist.gov CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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Trattamento acqua - Apparecchiature www.webcda.it

Manutenzione ordinaria e programmata Garantire un buon funzionamento degli impianti Nel progettare e realizzare gli impianti è normale utilizzare apparecchiature tecniche sempre più raffinate e complesse e generalmente sempre più affidabili, ma in mancanza di una gestione ordinaria corretta e di una buona manutenzione programmata è inevitabile che, in breve tempo, queste apparecchiature divengano inaffidabili o cessino del tutto di funzionare. Naturalmente le apparecchiature di trattamento dell’acqua non fanno eccezione a questa regola. Esaminiamo quindi quali di queste operazioni siano necessarie per garantirne il buon funzionamento e la durata nel tempo.

di Ruggero Laria

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na prima distinzione deve essere fatta tra gli apparecchi ad uso civile e quelli ad uso industriale. Questa distinzione è importante perché, anche se molto spesso apparecchi concepiti per usi civili, decisamente meno gravosi vengono montati su utenze più impegnative che richiederebbero apparecchi industriali, i primi sono poco adatti a questi usi, quindi vengono usati in condizioni operative più dure di quelle per le quali sono stati concepiti, richiederanno pertanto una gestione più accurata ed una manutenzione più frequente rispetto al loro impiego normale e comunque saranno soggetti ad un maggior numero di rotture e dovranno essere sostituiti molto prima rispetto ad apparecchi nati per un uso prettamente industriale. Fatta salva questa premessa, indispensabile per poter interpretare correttamente le note successive, vediamo quali sono i tipi d’apparecchi di trattamento d’acqua che andremo ad analizzare nel dettaglio, sia nelle versioni civili che in quelle industriali, cioè: • i filtri; • gli impianti a resine scambiatrici di ioni (addolcitori e demineralizzatori); • I sistemi d’affinamento dell’acqua potabile al punto d’uso; • gli impianti a membrana; • i sistemi di dosaggio; • gli impianti di disinfezione a raggi ultravioletti.

I FILTRI Nel campo dei filtri si trova forse la maggiore varietà d’apparecchiature e la distinzione tra apparecchi civili ed apparecchi industriali è meno netta, infatti se è chiaro che i filtri a masse filtranti (sabbia, graniglia, pluristrato ecc.) sono industriali e vengono realizzati in carpenteria metallica, con una rampa esterna di tubazioni e valvole per la distribuzione dell’acqua, vi sono anche piccoli apparecchi a masse filtranti per uso domestico, realizzati con bombole in vetroresina su cui è montata una testata d’addolcitore lievemente modificata. Ancora più difficile è distinguere i due usi quando si parla di filtri meccanici a rete, a filo avvolto, di carta ecc., dove gli apparecchi si usano generalmente con totale indifferenza sia in campo civile che industriale e la differenza è piuttosto tra filtri con cartucce da sostituire e filtri a cartuccia lavabile, con un’ulteriore distinzione, per questi ultimi, tra quelli che devono essere smontati per lavare l’elemento filtrante e quelli, cosiddetti autopulenti, in cui un meccanismo interno permette il lavaggio della calza in controcorrente, con avvio del lavaggio manuale oppure automatico a tempo o a differenza di pressione. Le operazioni di manutenzione sono, per ciascun tipo di filtro, le seguenti: Filtri con elemento filtrante da sostituire Questi filtri, in base al D.Lgsl. 443/90 non sono attualmente utilizzabili per il trattamento domestico dell’acqua potabile, per via della proliferazione batterica nei depositi che il filtro trattiene, che ne richiederebbe la sostituzione, con relativa disinfezione del filtro, ogni tre - quatto giorni, frequenza questa che non è compatibile con le esigenze di una normale utenza civile né per l’impegno né per il costo. Presupponendo quindi un impiego su acqua pulita ad utilizzo tecnico, l’elemento filtrante va sostituito quando il suo sporcamento causa una perdita di carico eccessiva, in genere superiore a 0,4 bar, CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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Apparecchiature

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Per l’acqua potabile si utilizzano filtri meccanici a rete lavabile manualmente o automaticamente, mentre piccoli filtri pluristrato, comandati da testate d’addolcitore vengono talvolta usati, se non per potabilizzare, per rendere almeno limpida l’acqua di pozzi o piccole sorgenti su utenze singole non servite da acquedotti. Per questi filtri, che per loro struttura non possono lavare adeguatamente le proprie masse filtranti, è fondamentale una manutenzione programmata frequente ed attenta

Per questi filtri non si prevede una manutenzione programmata. Filtri a rete lavabile previo smontaggio Questi filtri, molto diffusi per via del basso costo d’acquisto, al contrario dei precedenti, possono essere usati per acqua potabile e contengono un elemento filtrante (calza o rete) che può essere lavato parecchie volte. Le operazioni richieste sono: • interruzione del flusso d’acqua; • sfogo della pressione; • apertura della tazza del filtro; • smontaggio dell’elemento filtrante e del suo supporto; • loro lavaggio mediante immersione in acido diluito; • loro disinfezione mediante immersione in una soluzione di ipoclorito sodico per 10 - 15 minuti; • disinfezione della tazza con le stesse modalità; • rimontaggio del tutto; Come si vede l’operazione, anche se non è particolarmente complicata, è piuttosto lunga, quindi di solito si utilizza un secondo elemenCDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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I filtri pluristrato in carpenteria metallica si usano negli acquedotti e nelle industrie, per rendere limpida l’acqua o eliminare ferro e manganese. Sono filtri affidabili e facili da gestire, che richiedono solo un controllo della regolarità del lavaggio. Annualmente si devono controllare il livello e la fluidità delle masse, che ne dimostra il buon lavaggio ed il funzionamento di tutti gli organi in movimento e di comando, nonché delle condizioni dello strato protettivo interno (immagine Termoacqua)

to filtrante già lavato in precedenza per abbreviare i tempi dell’operazione. La manutenzione programmata di questi filtri consta solo nella sostituzione periodica, ogni 6 - 12 mesi dell’elemento filtrante, prima che questo si usuri lasciando passare le impurità e della guarnizione della tazza, per evitare perdite. Filtri a rete a lavaggio semiautomatico o automatico (autopulenti) La manutenzione ordinaria di questi filtri è decisamente più semplice, perché per quelli semiautomatici si limita ad un intervento ogni tre giorni per far partire il lavaggio, mentre per quelli automatici, che lavano automaticamente ogni tre giorni o quando si raggiunge la perdita di carico massima programmata è sufficiente controllare ogni15 - 20 giorni che il lavaggio avvenga. Per entrambi i tipi di filtro la manutenzione programmata prevede un intervento annuale di un tecnico specializzato, che sostituisca l’elemento filtrante, prima che si laceri per usura e verifichi il funzionamento di cinematismi ed automatismi, sostituisca le tenute, in particolare quelle sullo scarico, che sono generalmente il punto più debole dell’apparecchio. Filtri a masse filtranti A questa categoria appartengono i filtri a sabbia, a graniglia e pluristrato, cioè con due o più strati con granulometrie e/o materiali

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Per gli addolcitori industriali in carpenteria metallica le operazioni di gestione ordinaria sono del tutto analoghe a quelle degli apparecchi più piccoli, il controllo annuale di un tecnico specializzato mira alla verifica funzionale di valvole ed automatismi, ma soprattutto dei punti più critici dell’apparecchiatura, che sono il livello e la capacità ciclica delle resine e le condizioni dello strato protettivo interno

La durezza di quasi tutte le acque italiane provoca molti problemi nel loro utilizzo domestico, per ridurla sono quindi molto diffusi piccoli addolcitori, come quello mostrato in spaccato. La loro gestione è molto semplice e si limita a rabboccare il sale nel serbatoio e controllare il timer, delegando all’intervento annuale di un tecnico specializzato le verifiche funzionali più complesse

filtranti diversi. Questo tipo di filtro, in origine utilizzato soprattutto in acquedotti ed industrie, è caratterizzato dalle grandi dimensioni (fino a 5 m di diametro) ed era realizzato in carpenteria metallica protetta internamente ed esternamente dalle corrosioni, con una rampa esterna di tubi di distribuzione e valvole di comando, per realizzare le fasi di lavaggio e filtrazione. Da qualche anno agli apparecchi in carpenteria si sono affiancati, per i diametri più piccoli (indicativamente fini a 1,5 m) anche filtri in materiale sintetico, realizzati con gli stessi criteri. Oltre a questi filtri vi sono sul mercato apparecchi di piccolo diametro per microutenze, realizzati con bombole da addolcitore domestico, sormontate da testate da addolcitore lievemente modificate. Tutti questi filtri, in generale, sono automatici con comando a tempo o a differenza di pressione, quindi la gestione ordinaria si limita a verificare quindicinalmente che il lavaggio avvenga, se invece sono manuali o semiautomatici devono essere lavati due volte la settimana. La manutenzione programmata annuale richiede, oltre che la verifica della funzionalità di automatismi di comando e valvole, che vanno smontate, lubrificando gli organi in movimento e sostituendo tenute

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e membrane di comando, anche l’apertura del filtro, per verificare che il letto non si sia abbassato, non sia impaccato e quali sono le condizioni dello strato protettivo interno. La verifica del letto filtrante comporta un eventuale rabbocco delle masse ed una successiva prova, che si effettua ponendo il filtro in leggero controcorrente a boccaporto superiore aperto, saggiando con un’asta o con un peso, che devono arrivare senza difficoltà fino alla base delle masse filtranti, per verificare che il letto filtrante sia fluido e non impaccato. La seconda operazione richiederebbe lo svuotamento del filtro, per poterne controllare tutta la superficie, ma per via dell’impegno che questa operazione richiede, ci si limita normalmente a verificare la situazione della parte non coperta dalle masse filtranti, svuotandolo solo se c’è il concreto sospetto che lo strato protettivo sia in cattive condizioni. Nei piccoli apparecchi domestici derivati dagli addolcitori, si devono verificare annualmente le testate di comando, sostituendone le tenute, mentre il letto filtrante si sostituisce completamente ogni 1 - 2 anni.

GLI APPARECCHI A RESINE SCAMBIATRICI DI IONI Nel campo civile gli unici apparecchi a resine sono gli addolcitori, quasi tutti costituiti da una bombola in vetroresina che contiene le resine ed è sormontata da una valvola multivie, che comanda le fasi della rigenerazione, su impulso di un timer o, più di rado, di un sistema a contatore con prevalenza di timer. Negli impianti più grandi, come condomini, alberghi ecc., si trovano spesso anche apparecchi di tipo industriale, in carpenteria metallica CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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L’efficacia della disinfezione Uv è garantita solo da un irraggiamento sufficiente, che significa quarzi protettivi delle lampade puliti e lampade in piena efficienza quindi, se l’apparecchio non è dotato di un rilevatore Uv e di un contatore che indichino la necessità di intervenire, si devono comunque pulire regolarmente i quarzi e sostituire le lampade annualmente

Per i demineralizzatori, siano essi di dimensioni piccole o grandi, la manutenzione è sostanzialmente uguale a quella degli addolcitori, perché consiste nel regolare controllo del livello dei rigeneranti e della frequenza delle rigenerazioni, cui si aggiunge il controllo annuale di un tecnico specializzato per la verifica di valvole ed automatismi, del livello e della capacità ciclica delle resine e delle condizioni dello strato protettivo interno degli apparecchi in carpenteria (immagine Termoacqua)

con una rampa esterna di tubazioni e valvole, che comandano le fasi di rigenerazione. Di converso negli impianti industriali, accanto ad apparecchi di tipo industriale, si trovano molto spesso addolcitori civili, che servono utenze di minore entità. Per tutti gli addolcitori, sia industriali sia civili, la manutenzione si limita a verificare settimanalmente che il consumo del sale sia regolare, reintegrandolo prima che l’acqua sottostante ne superi il livello. Mensilmente è bene verificare la durezza dell’acqua da trattare e di quella trattata a fine ciclo, perché forti variazioni di questo parametro rendono necessario un adeguamento della programmazione dell’apparecchio. Annualmente tutti gli addolcitori richiedono un controllo del buon funzionamento di valvole ed automatismi e del livello delle resine e quelli in carpenteria metallica anche delle condizioni dello strato protettivo interno, come già descritto per i filtri, tenendo anche conto che in questi apparecchi entra la salamoia, quindi le condizioni di lavoro sono ancora più gravose. I demineralizzatori In campo industriale sono ancora molto usati i demineralizzatori a resine scambiatrici di ioni, anche se il loro numero si va riducendo da tempo, a favore degli impianti ad osmosi inversa. I demineralizzatori da laboratorio o per piccole utenze sono spesso delle semplici cartucce di resine, che non possono essere rigenerate CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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in loco, ma vanno sostituite quando si esauriscono. Il loro esaurimento è indicato dal viraggio del colore della resina o da un piccolo conduttivimetro. Per questi apparecchi l’unica operazione è il cambio della cartuccia quando è esaurita e la verifica annuale del funzionamento del conduttivimetro. I demineralizzatori rigenerabili sono invece simili agli addolcitori, sia dal punto di vista costruttivo che manutentivo salvo che, ad eccezione dei letti misti, hanno due colonne, una anionica ed una cationica, rigenerate rispettivamente da soda caustica ed acido cloridrico. Sempre analogamente agli addolcitori i demineralizzatori più piccoli sono realizzati con bombole in vetroresina, sormontate da testate di addolcitore modificate, mentre quelli più grandi sono in vetroresina o carpenteria metallica protetta con ebanitatura, con una rampa di tubi e valvole in materiale sintetico (generalmente Pvc). Anche per questi demineralizzatori la manutenzione ordinaria si limita al controllo del consumo dei rigeneranti ed al loro rabbocco, con un controllo mensile della capacità ciclica (in base ai m3 d’acqua ed ai rigeneranti consumati), mentre annualmente si devono controllare valvole, automatismi e livello delle resine e inoltre, per gli apparecchi in metallo, le condizioni della protezione anticorrosiva, che è il punto debole di questi apparecchi, in particolare della colonna cationica, che si rigenera con acido cloridrico.

APPARECCHI PER L’AFFINAMENTO DELL’ACQUA POTABILE Da qualche anno si sono diffusi sul mercato apparecchi il cui scopo dichiarato è quello di migliorare la qualità dell’acqua potabile distribuita dagli acquedotti, eliminando il cloro aggiunto per disinfettare l’acqua e/o eventuali tracce di inquinanti (che comunque, nell’acqua potabile, devono già essere inferiori a limiti molto restrittivi). Questi apparecchi si sono diffusi soprattutto nei ristoranti, perché sono generalmente in grado di produrre anche acqua gassata e

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vanno a sostituire l’acqua minerale, ma sono oggi presenti anche in molte case. Non è il caso di entrare nella diatriba sollevata, con parecchi punti di ragione, da alcune Asl e sostenuta dai produttori di acque minerali, contro questi apparecchi che certamente ingenerano confusione, perché l’acqua che producono non è acqua minerale, inoltre a nessuno può sfuggire la delicatezza del tema manutenzione in questo caso, perché se è vero che possono migliorare l’acqua d’acquedotto nei casi in cui è di qualità mediocre, cosa non frequente come si crede, è altrettanto vero che se non vengono sottoposti ad una manutenzione di ottimo livello possono anche peggiorarne la qualità, sino a renderla, in parecchi casi, non potabile, come hanno dimostrato molti episodi, anche al vaglio della magistratura. Fatte queste doverose premesse, che valgono anche, in linea di massima, per tutti gli altri apparecchi per il trattamento domestico dell’acqua potabile, è necessario fare alcune distinzioni per questa particolare categoria d’apparecchi, che comprende i cosiddetti filtri, compositi, che devono essere approvati singolarmente dal ministero della Salute, gli apparecchi di ultrafiltrazione, nanofiltrazione e osmosi inversa, di cui gli ultimi due tipi riducono anche, in maniera consistente la salinità dell’acqua e tutti i loro accessori, come prefiltri, mineralizzatori, sistemi di disinfezione ad ultravioletti, rubinetti e tubazioni di collegamento. La manutenzione non viene fatta normalmente dall’utente e questo provoca alcuni inconvenienti, perché è necessaria, per una buona sicurezza, una disinfezione almeno mensile di tutti questi impianti, cosa che viene raramente consigliata dal produttore, che teme di far apparire troppo complicata la gestione dell’apparecchio. A parte questa norma, troppo spesso disattesa, per quanto riguarda i filtri compositi la frequenza di sostituzione è indicata nelle istruzioni approvate insieme all’apparecchio, mentre per quanto riguarda prefiltri, ultrafiltri, membrane d’osmosi e nanofiltrazione e lampade ad ultravioletti la sostituzione deve essere semestrale o annuale secondo le caratteristiche dell’acqua e l’uso dell’impianto, e deve essere seguita da una buona disinfezione di tutto il sistema di tubi e accessori. Naturalmente per gli apparecchi montati nei pubblici esercizi queste norme sono ancora più importanti.

APPARECCHI INDUSTRIALI A MEMBRANA (OSMOSI INVERSA E ULTRAFILTRAZIONE) Nel campo industriale gli apparecchi a membrana hanno una diffusione sempre crescente, in particolare l’osmosi inversa che, nata per dissalare acque salate o salmastre, sta soppiantando la demineralizzazione tradizionale a resine, perché è più facile da gestire, meno costosa, non utilizza rigeneranti pericolosi e non produce scarichi inquinanti. Anche l’ultrafiltrazione, che ha pori molto più larghi e quindi non modifica la salinità dell’acqua ma trattiene moltissime sostanze organiche, è sempre più usata per recuperi di prodotti dalle acque madri, soprattutto nella farmaceutica, per disoleazione, anche di reflui, disinfezioni, potabilizzazione d’acqua di superficie e pretrattamento per acqua da osmotizzare. La manutenzione è sostanzialmente uguale per entrambi i pro-

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cessi e si limita al controllo giornaliero delle portate di permeato, scarico e ricircolo ed alla verifica dei pretrattamenti, cioè di eventuali prefiltri, addolcitori, sistemi di dosaggio di antincrostanti (per ciascuno di questi vedere i rispettivi paragrafi). Se si rilevano riduzioni significative di queste portate (tenuto conto della pressione d’alimento e della temperatura dell’acqua), si deve intervenire col lavaggio delle membrane, identificando anche le cause di sporcamento. La manutenzione programmata consiste invece, normalmente, in una verifica annuale di tutto l’impianto, con lavaggio delle membrane, sostituzione delle tenute, verifica delle pompe, della produzione di permeato, delle regolazioni e di tutti gli apparecchi di pretrattamento. In molti casi la frequenza d’intervento può essere maggiore, anche di molto, in base all’efficienza dei pretrattamenti ed alle caratteristiche dell’acqua da trattare, specie nel caso di trattamento d’acqua di processo o di scarico.

SISTEMI DI DOSAGGIO Questi sistemi comprendono le pompe dosatrici, con i vari tipi di comando e i dosatori a polvere o cristalli, usati soprattutto per i polifosfati. Naturalmente le pompe dosatrici sono molto più precise dei dosatori, che tra l’altro vengono spesso dimenticati e non consumano prodotto, in ogni caso, per entrambi i sistemi è fondamentale controllare che il dosaggio sia regolare, quindi in primo luogo si deve garantire il rabbocco del prodotto da dosare, dopo di che i controlli di gestione consistono nel verificare che il consumo di prodotto sia proporzionale al consumo d’acqua segnato dal contatore. Questa verifica serve per controllare il consumo medio, mentre per controllare che non vi siano irregolarità di dosaggio istantaneo (forti sovradosaggi seguiti da lunghe mancanze di dosaggio) si devono effettuare analisi di verifica della concentrazione del prodotto dosato nell’acqua trattata. Per quanto riguarda la manutenzione programmata, devono essere lavate regolarmente, se necessario con acido, le linee d’aspirazione e mandata, le testate e le valvole di ritegno delle pompe dosatrici, inoltre membrane e tenute vanno regolarmente sostituite. La frequenza di questi interventi è, in linea di massima, semestrale, ma può variare molto secondo il prodotto dosato. Per quanto riguarda i dosatori a polvere o cristalli, oltre alla sostituzione annuale delle tenute, è necessario un controllo almeno biennale degli apparati di regolazione interni presso il fabbricante degli apparecchi che ne sono dotati. Per gli altri apparecchi, che non sono dotati di organi di regolazione, la regolarità del dosaggio è un’utopia ed il loro uso va limitato ai casi in cui è sufficiente un dosaggio estremamente grossolano.

APPARECCHI A RAGGI ULTRAVIOLETTI L’efficacia disinfettante degli ultravioletti (Uv) è nota da molti anni e, nel campo del trattamento delle acque, è sfruttata da tempo negli acquedotti e in piccoli impianti di potabilizzazione. Più di recente la disinfezione Uv si è affermata anche per la post disinfezione dell’acqua trattata da sistemi d’affinamento dell’acqua CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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potabile e anche nella disinfezione finale di acque in uscita da depuratori d’acqua di scarico, per ridurne significativamente la carica batterica e consentirne l’utilizzo irriguo o lo scarico in corsi d’acqua da proteggere dall’inquinamento. Le lampade germicide a vapori di mercurio, che producono la radiazione Uv della lunghezza d’onda voluta, sono inserite in tubi, generalmente di quarzo, che le isolano dal contatto con l’acqua, ma che per effetto del riscaldamento dovuto alla lampada tendono a sporcarsi di ferro, calcare e formazioni biologiche. Questi depositi ostacolano il passaggio dei raggi Uv e quindi la corretta disinfezione dell’acqua, per cui la manutenzione ordinaria consiste nella pulizia periodica dei quarzi, con una frequenza che si può stimare semestrale per acque pulite, non eccessivamente dure, prive di ferro e con un basso carico organico, in caso contrario è opportuno installare lampade dotate di rilevatore d’intensità della radiazione Uv, che segnalino la necessità d’intervento. Diverso è il caso del trattamento finale dell’acqua di scarico, sicuramente più sporca, che richiede una pulizia molto frequente, spesso più volte il giorno, per cui questi sistemi sono ormai dotati di sistemi di pulizia, generalmente automatici, che consentono d’asportare la maggior parte dei depositi, senza dover smontare i quarzi per periodi piuttosto lunghi, al termine dei quali si effettua una manutenzio-

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ne completa dell’apparecchio. La manutenzione programmata delle lampade Uv consiste nella sostituzione annuale della lampada, con pulizia accurata dei quarzi.

CONCLUSIONI In questa panoramica abbiamo analizzato la manutenzione delle apparecchiature di trattamento acqua più diffuse, naturalmente vi sono anche apparecchi più sofisticati e complessi per usi particolari, ad esempio elettrodeionizzatori a ciclo continuo o generatori d’ozono ad effetto corona, la cui manutenzione è riservata a tecnici specializzati, che sono stati volutamente tralasciati. Anche gli usi nel campo dell’acqua di processo o di scarico sono stati solo accennati, perché in questi campi le frequenze manutentive variano secondo i casi e ci siamo limitati al campo delle acque potabili o comunque pulite, per dare un panorama abbastanza preciso per tutti i casi di normale utilizzo degli apparecchi. Ruggero Laria lariar@tin.it Sul sito www.webcda.it potete trovare le tabelle sulla frequenza di manutenzione degli apparecchi industriali e di quelli civili su acqua potabile.

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Conduzione e manutenzione impianti frigotermici di Agostino Albertazzi

ontinuiamo l’esame dei contratti di cui al nostro piano editoriale con gli approfondimenti relativi ad un classico del suo genere, vale a dire il contratto di conduzione e manutenzione degli impianti Frigotermici. È utile in questa breve introduzione ricordare che la sicurezza degli impianti ai fini della salvaguardia dell’incolumità e della salute delle persone, non è connessa alla sola progettazione e installazione degli impianti secondo i principi della regola d’arte, ma è anche, e inevitabilmente, dipendente dal tema della manutenzione degli stessi. Si pone, pertanto, in modo assolutamente paritetico e determinante, anche il dovere di trattare in termini adeguati le attività concernenti l’esercizio e la manutenzione degli impianti. Il problema della manutenzione degli impianti è trattato, seppure in modo generico, dalla stessa legge 46/90, la quale per prima, ha posto la manutenzione sullo stesso piano degli altri interventi di installazione. In particolare i requisiti tecnici professionali di cui all’art 3 lettera d) della legge, debbono sussistere anche ai sensi dell’articolo 2 della stessa legge 46/90. Infine il committente che affida in appalto le attività di manutenzione degli impianti è tenuto a verificare che le imprese siano abilitate ai sensi dell’articolo 10 della medesima legge. La legge 46/90, che ha rappresentato una pietra miliare nel processo giuridico di ricomposizione organica del panorama legislativo tecnico, ha finito con il privilegiare tutto gli aspetti tecnici relativi a nuovi impianti o ad interventi straordinari, sottacendo invece tutte quelle attività connesse con le normali attività di manutenzione. Infatti, la legge, distinguendo fra attività di manutenzione ordinaria e straordinaria, finisce con attribuirne significati giuridici differenti. Mentre per la manutenzione straordinaria valgono i principi della legge, la stesura di un progetto e rilascio del certificato di conformità e l’obbligo di cui all’articolo 10 (imprese abilitate), la manutenzione ordinaria è esclusa dagli obblighi citati in precedenza e quindi in particolare può essere effettuata anche da imprese prive dell’idonea abilitazione. Un primo intervento chiarificatore è avvenuto con il Dpr 447/91, art. 8 comma 2, ma la vera svolta è avvenuta con il Dpr 412 del 26 agosto 1993 ove, all’articolo 1 lettera h), vengono definite come termine “manutenzione ordinaria” (dell’impianto termico), “ le operazioni specificatamente previste nei libretti di uso e manutenzione degli

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apparecchi e componenti stessi e che comportino l’impiego di attrezzature e di materiali di consumo d’uso corrente”. In tale contesto si precisa inoltre all’articolo 1, lettera n) che la manutenzione “deve essere affidata a persona fisica o giuridica... in possesso dei requisiti previsti dalle normative vigenti e comunque di idonea capacità tecnica economica, organizzativa”. La manutenzione straordinaria dell’impianto termico invece è definita nell’ambito del Dpr 412/93 all’articolo 1 comma i nel seguente modo: “gli interventi atti a ricondurre il funzionamento dell’impianto a quello previsto dal progetto e/o dalla normativa vigente mediante il ricorso, in tutto o in parte, a mezzi, attrezzature, strumentazioni, riparazioni, ricambi di parti, ripristini, revisione o sostituzione di apparecchi o componenti dell’impianto termico”. La riqualificazione tecnologica dell’impianto (ristrutturazione) è definita all’art. 1 comma k della legge 412 / 93. Gli ultimi sviluppi in tema legislativo in quest’ambito sono riconducibili all’”Attuazione della direttiva 2002/91/CE relativa al rendimento energetico nell’edilizia” attraverso il D.Lgs n. 192 del 19 agosto 2005, in particolare all’art. 7 (Esercizio e manutenzione impianti termici per la climatizzazione invernale e estiva) ed all’art. 12 (Esercizio, manutenzione e ispezione degli impianti termici). In definitiva dunque possiamo tentare di riassumere l’attività oggetto del contratto in: conduzione; manutenzione ordinaria; manutenzione straordinaria; riqualificazione tecnologica dell’impianto (ristrutturazione). Le attività di conduzione e manutenzione ordinaria possono essere svolte dal medesimo personale in tutti quegli impianti per i quali non è previsto il presidio fisso. Negli impianti che producono vapore a determinate pressioni e portate, invece, queste attività sono distinte nella misura in cui l’obbligo al presidio introduce nuove figure, i cosiddetti fuochisti preposti alla vigilanza e al controllo dell’impianto termico, così come richiesto dal R.D. 15/5/1927 n. 824, oltre alla raccolta R dell’Ispesl. In questo caso la figura del manutentore svolge un ruolo completare a quello del conduttore. Analoga similitudine la troviamo così come indicato in precedenza fra le attività di manutenzione straordinaria o di riqualificazione tecnologica dell’impianto. Allo scopo di dare maggiore concretezza al contenuto dell’articolo, esporrò di seguito nei suoi elementi topici gli articoli principali che il contratto deve contenere, riservandomi di commentarli alla fine. CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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CONTRATTO PER L’ESERCIZIO DELL’IMPIANTO FRIGO/TERMICO AI SENSI DELLA L. 10/91 1. Scopo del contratto 1.1 Assicurare l’esercizio (conduzione, manutenzione ordinaria e straordinaria e controllo) dell’impianto di riscaldamento, della produzione dell’acqua calda sanitaria e del condizionamento estivo di proprietà del Committente secondo quanto previsto dalla legge 10/91 del 09.01.91 e dal relativo Regolamento di attuazione Dpr 412/93, secondo quanto previsto dalla legge 179/97 del 16/06/97 in richiamo della legge europea 3093/94 del 15/12/94 e secondo le prescrizioni Uni e Cei. 1.2 Realizzare, previa accettazione di preventivi da parte del committente, prestazioni ed interventi che consentono il funzionamento dell’impianto in sicurezza, il corretto e razionale uso dell’energia e la massima salvaguardia dell’ambiente nel rispetto delle esigenze di conforto e benessere abitativo; 1.3 Istituire la figura di “terzo responsabile” dell’esercizio dell’impianto di riscaldamento, come previsto dall’art. 31 delle legge 10/91, il quale in possesso di idonea capacità tecnica, economica ed

organizzativa, effettui la conduzione dell’impianto e disponga le operazioni di manutenzione ordinaria e straordinaria secondo le prescrizioni Uni e Cei. 1.4 Certificare presso l’Ente locale la piena osservanza del disposto dalla legge in materia di esercizio degli impianti di riscaldamento. 1.5 Garantire la piena osservanza della legge 46/90 in materia di sicurezza degli impianti. 2. Durata del contratto 2.1 La Società _____________ si impegna a fornire le prestazioni contrattuali per la durata di anni (____) dalla firma del presente contratto che sarà tacitamente rinnovato, di anno in anno, salvo disdetta da comunicarsi a mezzo RR da una delle parti entro tre mesi dalla scadenza.

3. Dati identificativi dell’impianto 3.1 Ubicazione del Servizio: Via___________ Città ___________ prov.

L’Iva agevolata sui contratti servizi energia: a che punto siamo Durante le agognate e sospirate ferie estive ho scritto questo articolo. Sotto l’ombrellone o in fresche escursioni montane permettono di riflettere con calma e serenità su molte questioni che per mancanza di tempo abbiamo rimandato a questo magico periodo. Per quanto mi riguarda una di queste attiene alle modifiche introdotte dal decreto legge n. 223, art. 36 del 4 luglio 2006 che elimina nella sua prima stesura, l’applicazione dell’Iva agevolata sui contratti servizi energia, di cui al mio precedente articolo. Per dovere di cronaca mi sembra corretto informare che nel testo presentato alla Camera dei deputati verso la fine di luglio, un emendamento ripristina tale agevolazione. Vedremo a settembre. Nel periodo intercorrente tra la prima stesura della manovrina e il testo definitivo sono apparsi numerosi articoli a favore o contro tale modifica. Cito per esempio l’articolo comparso sulla staffetta quotidiana di Alessandro Politi (Federpetroli), a favore del mantenimento dell’agevolazione e cito l’articolo comparso il 14 luglio sulla “Staffetta quotidiana” a cura del dott. Sergio Zabot (direttore del settore energia della provincia di Milano), contrario all’applicazione del contratto servizio energia. In quest’ultimo articolo si dichiara, in estrema sintesi, che “l’acquisto di calore anziché energia indurrebbe i gestori a comportamenti più virtuosi in termini di risparmio energetico”. Ho riflettuto su tale affermazione ritenendo infine opportuno, dopo avere consultato i “sacri testi” di termodinamica, fare un minimo di chiarezza sul significato dei termini calore ed energia. Purtroppo tali grandezze termodinamiche, per quanto così necessarie al nostro vivere civile, sono oggetti per molti misteriosi e peraltro recenti rispetto ad altre grandezze fisiche. Infatti, il termine energia in termodinamica fu proposto da William Thomson nel 1852, anche se fu coniato la prima volta da Thomas Young nel 1807 a proposito della scoperta dei fenomeni di interfe-

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renza ottica. Il primo che diede una definizione “moderna” del calore fu invece H. Poincarè che nel suo famoso corso di termodinamica all’Università di Parigi nel 1888-1889, ne diede il seguente significato: “Il calore è energia che si trasferisce per effetto della differenza di temperatura fra il sistema e l’ambiente”. Dunque calore ed energia sono sinonimi? Dipende dalla trasformazione termodinamica coinvolta. Non è questa la sede per approfondire tali tematiche, anche se indubbiamente molto suggestive. Mi limito solo ad osservare che nel caso del contratto servizio energia, la trasformazione termodinamica che più si attaglia è la cosiddetta “isovolumica”, ossia il riscaldamento del fluido termovettore (acqua calda) avviene a volume costante. Ora, applicando il primo principio della termodinamica ritroviamo che in questo caso calore ed energia sono sinonimi, in quanto il lavoro compiuto dal sistema chiuso sull’ambiente è nullo, mentre il calore si trasferisce per effetto delle differenza di temperatura. Pertanto è improprio affermare che l’energia è una forma degenere del calore. ULTIMISSIME: articolo 27 Ddl Finanziaria 2007, la nuova formulazione proposta specifica che l’Iva agevolata al 10% si applica alle prestazioni di servizi e alle forniture di apparecchiature e materiali relativi alla fornitura di energia termica per uso domestico attraverso reti pubbliche di teleriscaldamento o nell’ambito del contratto servizio energia, come definito nel decreto interministeriale previsto all’articolo 11, comma 1, del regolamento emanato con decreto del Presidente della Repubblica 26 agosto 1993, n. 412. Sono incluse le forniture di energia prodotta da fonti rinnovabili o da impianti di cogenerazione ad alto rendimento; alle forniture di energia da altre fonti, sotto qualsiasi forma, si applica l’aliquota ordinaria. Con questa modifica introdotta dai tecnici di Montecitorio, si mantiene in vigore l’aliquota agevolata sui contratti servizi energia. Salvo stravolgimenti del testo della finanziaria dovrebbe essere confermato.

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_______ Gradi Giorno di Legge: _________; 3.2 Volume: v.p.p. m3 _________, Adibito ad uso: Residenziale; Uffici; Ospedale; Commerciale; Scolastico; Sportivo; Industriale; 3.3 Riscaldamento: • Caldaie n° ____, Potenza installata ________, Focolare ______, kW____, Resa______, kW _____; • Tipo di combustibile: Gasolio, O.C. _________ E _____ %S, Metano, G.P.L. Coke; • Acqua sanitaria: presente; assente; • Caldaie: NT _____ Potenza installata focolare __________ kW; • Tipo di combustibile: Gasolio; O.C., ________E ______ %S, Metano, G.P.L., Coke; 3.4 Condizionamento estivo: • N° _____ gruppi Frigo Potenzialità installata ____________kW; • Unità trattamento aria: N° _______, Filtri N°_____, Tipo ___; 4. Durata di erogazione del servizio 4.1 Servizi Riscaldamento Periodo contrattuale: giorni ________ dal ______ al ______; dal ______ al ______; tutti i giorni; escluso sabato; escluso domenica e festivi; Orario contrattuale: dalle ore ________ alle ore ________; dalle ore _______ alle ore ______; per complessive ore anno _______; 4.2 Servizio Acqua calda Periodo contrattuale: giorni ________ dal ______ al ______; dal ______ al ______; tutti i giorni; escluso sabato; escluso domenica e festivi; Orario contrattuale: dalle ore ________ alle ore ________; dalle ore _______ alle ore ______; per complessive ore anno _______; 4.3 Servizio Condizionamento Periodo contrattuale: giorni ________ dal ______ al ______; dal ______ al ______; tutti i giorni; escluso sabato; escluso domenica e festivi; Orario contrattuale: dalle ore ________ alle ore ________; dalle ore _______ alle ore ______; per complessive ore anno _______; 5. Prestazioni 5.1 Riscaldamento invernale Il Committente delega alla Società ________, che accetta l’incarico avendone i titoli, il ruolo di “terzo responsabile” ai sensi dell’art. 31 della legge 10/91 e diviene quindi per l’intero periodo di valenza del presente contratto, soggetto sanzionabile ai sensi della predetta legge; liberando quindi il Committente da ogni responsabilità derivante all’applicazione di quanto disposto dalla vigente normativa in materia di esercizio degli impianti di riscaldamento; La Società ___________, al fine di realizzare quanto previsto al precedente paragrafo, si impegna a fornire, nel periodo stagionale di riscaldamento, secondo quanto stabilito dal Dpr 412/93, le seguenti specifiche prestazioni: a) Presa in carico dell’impianto con verifica della rispondenza dello stesso alle norme di sicurezza ed individuazione degli interventi necessari per assicurare il corretto funzionamento per quanto concerne la sicurezza ed il risparmio energetico;

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b) Presa in carico delle certificazioni di legge necessarie per l’esercizio degli impianti nonché del “Libretto di Centrale”. c) In qualità di Terzo Responsabile compilazione, fornitura, ove mancante, ed annotazioni periodiche del “Libretto di Centrale”. d) Affissione in luogo idoneo ed a vista del cartello indicante l’orario di riscaldamento e gli estremi di identificazione del soggetto “ terzo responsabile” agli effetti di legge. e) Installazione e fornitura, ove mancante, nella centrale termica di un dispositivo, integrativo per la programmazione della accensione e dello spegnimento automatico dell’impianto (temporizzatore elettrico). f) Sorveglianza tecnica dell’impianto con personale qualificato munito se necessario di patente a norma di legge. g) Conduzione dell’impianto termico, nella stagione invernale, nel rispetto di quanto previsto dal Dpr 412/93 per quanto riguarda: periodo annuale di esercizio, durata giornaliera di attivazione dell’impianto e temperatura ambiente media. h) Esecuzione delle seguenti attività di manutenzione ordinaria all’inizio di ogni stagione di riscaldamento: • prima dall’avvio della stagione prova di funzionamento di tutte le apparecchiature facenti parte dell’impianto, in particolare: - verifica che non siano perdite nell’impianto e del livello dell’acqua dello stesso; - verifica degli organi di sicurezza e regolazione; - verifica del funzionamento dei bruciatori e controllo delle sicurezze; - verifica del corretto senso di rotazione delle pompe; • Check-up della combustione, mediante verifica delle condizioni di funzionamento a mezzo idonee strumentazioni di analisi e conseguente regolazione al fine di mantenere i valori del rendimento di combustione nei limiti di legge, taratura e regolazione delle altre apparecchiature componenti la centrale termica. i) Esecuzione durante la stagione di riscaldamento interventi periodici di manutenzione ordinaria e più precisamente: • controllo, lubrificazione, ingrassaggio delle valvole e saracinesche, delle pompe di circolazione acqua e del bruciatore e delle apparecchiature di Centrale Termica in genere nonché verifica della tenuta di guarnizioni e premistoppa, eliminazione di stillicidi; • n°1 pulizia meccanica del generatore di calore; • check-up della combustione, con frequenza conforme a quanto stabilito dal Dpr 412/93, mediante verifica delle condizioni di funzionamento a mezzo idonee strumentazioni di analisi, al fine del mantenere i valori del rendimento di combustione nei limiti di legge, taratura e regolazione delle altre apparecchiature componenti la centrale termica; • per richiesta del Committente, la Società effettuerà rilevazioni e analisi sul sistema di distribuzione dell’acqua calda, allo scopo di individuare le cause di eventuali sbilanciamenti nell’erogazione del calore per le varie aree del fabbricato, fornendo il preventivo per gli interventi di riequilibratura CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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necessari. j) Esecuzione al termine della stagione di riscaldamento delle seguenti operazioni di manutenzione ordinaria: • verifica dello stato delle apparecchiature componenti la centrale termica, controllo ed eventuale sistemazione di quadri elettrici e pompe di circolazione; • pulizia e lubrificazione del bruciatore in tutte le sue parti; • pulizia meccanica del generatore di calore, pulizia dei raccordi fumo protezione mediante oliatura o altra operazione analoga, dei tubi fumo ed estrazione dei turbolatori ove presenti; • pulizia mantelli, spolveratura delle tubazioni e pulizia della locale caldaia; • eliminazione piccole perdite dalle guarnizioni e lubrificazione delle parti meccaniche; • lubrificazione delle pompe di circolazione dell’acqua; • presentazione di una relazione tecnica sullo stato dell’impianto. k) Esecuzione, durante il periodo di erogazione del servizio d’interventi di manutenzione a guasto e straordinaria e più precisamente: • pronto intervento con invio di personale specializzato, entro ___ ore lavorative e durante il normale orario di lavoro della Società, ad ogni giustificata richiesta, per ripristinare il funzionamento della centrale termica in caso di interruzioni determinate da cause di lieve entità o da mutamento accidentale dei parametri di funzionamento; • riparazione di apparecchiature facenti parte la Centrale termica con sostituzione di parti di ricambio secondo quanto riportato nella tabella allegata. Qualora l’intervento comporti la riparazione o/e componenti di impianto che non rientrano nelle prestazioni previste dal presente contratto, questi interventi saranno eseguiti previo preventiva autorizzazione del Committente e saranno fatturati a parte. l) Smaltimento, secondo le modalità previste dalle leggi vigenti, dei rifiuti speciali originati dalla manutenzione e dalla pulizia del generatore di calore (Dpr 915/82, D.Lgs n. 22 del 5 febbraio 1997, n. 91/156/Cee, 91/689/Cee). m) Certificazione, in qualità di Terzo Responsabile, dello stato di esercizio, di manutenzione e del rendimento di combustione, secondo le modalità richieste dalle autorità competenti. n) Informazione tempestiva al Committente qualora l’impianto non rispondesse a quanto contemplato dalle leggi vigenti in materia di efficienza, ambiente e sicurezza, fornendo il rispettivo preventivo di spesa per la messa a norma. In particolare la Società informerà il Committente qualora, nonostante la buona manutenzione ma per il normale invecchiamento ed usura dei materiali, le caratteristiche del generatore di calore non siano più sufficienti a consentire i rendimenti minimi di legge, fornendo in questo caso il preventivo di spesa per la sostituzione. o) Qualora il Committente non autorizzi la Società ad effettuare i lavori di manutenzione straordinaria (sostituzione dei generatori di calore per basso rendimento e/o riparazioni di parti CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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dell’impianto), la Società declina fin d’ora ogni responsabilità ai sensi di quanto previsto dalle leggi vigenti in materia, restando tale responsabilità interamente del Committente, che se ne dichiara pienamente consapevole. p) In conseguenza di quanto sopra l’eventuale nullità del contratto ai sensi della legge 10/91, art. 31 quarto capoverso, comunque invocata dalle parti o da terzi, fa salvo il diritto della Società ad ottenere da parte del Committente il pagamento delle forniture e/o delle prestazioni comunque effettuate. 5.2 Acqua calda sanitaria ____________al fine di perseguire quanto previsto dall’oggetto del contratto si impegna a fornire nel periodo contrattuale, le seguenti specifiche prestazioni: a) controllo trattamento delle acque e reintegro dei relativi Sali; b) controllo Boiler e scambiatori; c) controllo sistema di regolazione temperatura mandata ai servizi. Inoltre estendendo, per tutto il periodo di erogazione dell’acqua calda sanitaria e agli impianti a tale destinazione dedicati, le prestazioni della sezione riscaldamento e precisamente ai punti: f, g, h, i, j, k, l del paragrafo 5.1. 5.3 Condizionamento estivo ____________ si impegna a fornire, nel periodo contrattuale, le seguenti specifiche prestazioni: a) presa in carico dell’impianto con verifica della rispondenza dello stesso alle norme di sicurezza ed individuare degli interventi necessari per assicurare il corretto funzionamento per quanto concerne la sicurezza ed il risparmio energetico; b) sorveglianza tecnica dell’impianto con personale qualificato; c) conduzione dell’impianto di condizionamento estivo nel rispetto di quanto previsto dal presente contratto: periodo annuale di esercizio, durata giornaliera di attivazione dell’impianto; d) esecuzione delle seguenti attività di manutenzione ordinaria all’inizio di ogni stagione estiva: • prima dall’avvio della stagione inversione inverno - estate e prova di funzionamento di tutte le apparecchiature facenti parte dell’impianto, in particolare: - verifica livelli di gas ed olio nei gruppi frigo, verifica che non vi sono perdite nell’impianto dello stesso ed effettua gli eventuali rabbocchi; - verifica degli organi di sicurezza e regolazione; - verifica del funzionamento dei gruppi frigo e controllo delle pompe; - verifica del corretto funzionamento delle torri evaporative. e) Esecuzione durante la stagione di condizionamento estivo di interventi periodici di manutenzione ordinaria e più precisamente: • controllo delle pompe di circolazione acqua e delle apparecchiature di Centrale in genere, nonché verifica della tenuta di guarnizioni e premistoppa, eliminazione di stillicidi dalle valvole e saracinesche; • verifica dei livelli di gas e di olio nei gruppi frigoriferi con esecuzione di eventuali rabbocchi; • verifica dei corretti salti termici e dei giusti rendimenti delle

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macchine frigorifere con immediata informazione al committente, nel caso in cui il funzionamento rilevato risultasse anomalo con indicazione e preventivo degli interventi necessari quali ad esempio i lavaggi condensatori o pulizie della torre evaporativa. f) Esecuzione al termine della stagione estiva delle seguenti operazioni di manutenzione ordinaria: • verifica dello stato delle apparecchiature componenti la centrale frigo, controllo ed eventuale sistemazione di quadri elettrici e pompe di circolazione; • eliminazione piccole perdite dalle guarnizioni e lubrificazione delle parti meccaniche; • lubrificazione delle pompe di circolazione dell’acqua. g) Esecuzione, durante il periodo di erogazione del servizio, d’interventi di manutenzione a guasto e straordinaria e più precisamente: • pronto intervento con invio di personale specializzato, entro ___ ore lavorative e durante il normale orario di lavoro della Società, ad ogni giustificata richiesta per ripristinare il funzionamento della Centrale frigorifera in caso di interruzioni determinate da cause di lieve entità o da mutamento accidentale dei parametri di funzionamento; • riparazione di apparecchiature facenti parte la centrale frigo con sostituzioni di parti di ricambio secondo quanto riportato nella tabella allegata; qualora l’intervento com-

porti la riparazione e/o la sostituzione di materiali e/o componenti di impianto che non rientrano nelle prestazioni previste dal presente contratto, questi interventi verranno eseguiti dietro preventiva autorizzazione del committente e verranno fatturati a parte. h) Smaltimento, secondo le modalità previste dalle leggi vigenti dei rifiuti speciali originati dalla manutenzione e dalla pulizia del generatore di calore (Dpr 915/82, D.Lgs n. 22 del 5 febbraio 1997, n. 91/156/Cee e n. 91/689/Cee). i) Informazione tempestiva al Committente qualora l’impianto non rispondesse a quanto contemplato dalle leggi vigenti in materia di efficienza, ambiente e sicurezza, fornendo il rispettivo preventivo di spesa per la messa a norma. In particolare la Società informerà il Committente qualora, nonostante la buona manutenzione ma per il normale invecchiamento ed usura dei materiali, le caratteristiche del gruppo non siano più sufficienti a consentire i rendimenti accettabili, fornendo in questo caso il preventivo di spesa per la sostituzione. 6. Prezzo del servizio 6.1 Riscaldamento invernale (Importo stagionale presunto). Unità di contab. ne _________ Prezzo unit. euro __________ Quantità _________ Totale euro _______________ + Iva Importo per ogni giorno di anticipo/proroga euro ____________ + Iva. 6.2 Acqua calda sanitaria (Importo compreso nell’importo del ri-

Figura 1 - Schema di flusso delle attività operative previste a contratto con albero delle decisioni

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scaldamento). 6.3 Condizionamento estivo (Importo stagionale presunto). Unità di contab.ne _________ Prezzo unit. euro ____________ Quantità _________ Totale euro _______________ + Iva, Importo per ogni giorno di anticipo/proroga euro ________ + Iva. 7. Revisione prezzi e riferimenti Il corrispettivo relativo al servizio riscaldamento, acqua calda e condizionamento estivo considerati e valutati i diversi elementi di costo che lo compongono, sarà adeguato in rapporto alle variazioni del costo della manodopera rilevate dalla pubblicazione dall’Associazione Nazionale Installatori Impianti Tecnologici (Assistal) Prospetti costo orario per l’operaio di V categoria, rispetto allo stesso costo Assistal di Eur/h in vigore alla data del _________. 8. Modalità e condizioni di pagamento Il corrispettivo annuale che il committente si impegna a pagare è concordato provvisoriamente in euro ______________+ Iva con successivo conguaglio sulla base dei giorni di servizio effettivamente erogato. Tale corrispettivo sarà pagato in numero _____ rate, ciascuna di euro __________ oltre l’Iva di legge. Le fatture saranno emesse il _____________ con scadenza il ___________ dei mesi di ___________. L’eventuale conguaglio sarà effettuato entro il _____________. 9. Esclusioni dal servizio Sono escluse le seguenti forniture e/o prestazioni: a) la fornitura del combustibile primario, energia elettrica, acqua potabile e/o industriale; b) tutto quanto non previsto nelle prestazioni; c) la parte di ricambio di apparecchiature e materiali ad eccezione di quelli di normale uso quali stracci, grassi, fusibili, lampade di segnalazione, detergenti, diluenti, premistoppa, ecc. e quanto riportato nella tabella 1; d) opere edili di qualsiasi genere compresi eventuali ponteggi; e) lavori di manutenzione e/o riparazione di serbatoio di combustibile e relative linee di adduzione, delle reti di distribuzione dei fluidi primari, dei corpi scaldanti comprese valvole e detentori; f) resine per addolcitori; g) lavori di modifica, ammodernamento ed adeguamento degli impianti anche se prescritti da Legge e Regolamenti.

cui all’art. 11 del Dpr 412/93 non si applica agli impianti non conformi alla norma, i quali debbono prima essere messi a norma in base alle indicazioni riportate negli articoli contrattuali citati in precedenza. Ove il manutentore non voglia assumersi la responsabilità connessa alla gestione di impianti non a norma, egli non deve prendere in carico il ruolo di terzo responsabile, emendandolo dal contratto, ma limitare il campo di applicazione alla sola attività di manutenzione, lasciando al proprietario o all’occupante l’unità immobiliare il ruolo di soggetto responsabile dell’impianto termico. Nel caso ove un’impresa sia chiamata ad intervenire su un impianto non a norma, possono, infatti, presentarsi i seguenti due casi: 1) Non sussiste alcun rapporto contrattuale tra il proprietario e manutentore ai sensi del Dpr 412 /93; 2) L’impresa ha stipulato un contratto ai sensi del Dpr 412 (con assunzione di ruolo di terzo responsabile) con il proprietario e successivamente si accorge che l’impianto non è a norma: • nel caso di cui al punto 1) il manutentore esponga in modo chiaro al proprietario (o all’occupante l’unità immobiliare o all’amministratore di condominio) che l’impianto non è a norma, e che ai sensi dell’art. 7 della legge 46/90 è obbligatorio che questo subisca quelle trasformazioni tali da renderlo conforme alla normativa vigente. Viceversa è opportuno precisare che il manutentore non ha nessun obbligo di segnalare tali irregolarità ad Enti pubblici quali Asl, Comuni, Vvff, Ispesl ecc. L’impresa è invece tenuta ad eseguire l’intervento “secondo la regola d’arte”, come indicato nell’art. 7 della legge 46/90; quindi nel rispetto di quanto indicato nelle norme Cei e Uni, “L’intervento su impianti non a norma da parte delle imprese è possibile a patto che siano rispettati, che sia comunque un intervento limitato nel rispetto delle norme Cei e Uni, che l’intervento non renda l’impianto meno sicuro o funzionale rispetto a prima dell’intervento e che non si assuma il ruolo di terzo responsabile. • Nel caso in cui (punto 2) invece l’impresa constati che l’impianto non è a norma successivamente alla sottoscrizione del contratto, essa ha l’obbligo di informare il proprietario così come indicato agli articoli 1.2; 1.4; 1.5; 5.1.a), 5.1. h), o), p) 5.3. i), 11.4 ed agire di conseguenza. L’esposizione ed il commento degli articoli del contratto di cui al presente articolo si concluderà nel corso del prossimo numero della rivista.

COMMENTI AL CONTRATTO Ritengo utile arrivati a questo punto esaminare alcuni dubbi che a volte serpeggiano tra gli addetti ai lavori. In particolare, succede nella pratica che si deve intervenire su impianti esistenti, i quali non sono a norma di legge. Che tipo di atteggiamento mantenere in questi casi? Così come abbiamo indicato agli articoli: 1.2; 1.4; 1.5; 5.1.a), h), o), p), 5.3. i). La presa in carico degli impianti è essenziale per una gestione consapevole delle attività di manutenzione e conduzione dei medesimi. Infatti, quando al Dpr 412/93 si fa riferimento all’esercizio e alla manutenzione degli impianti termici, ci si riferisce ai soli “impianti a norma”, rispetto ai quali si indicano i criteri con i quali essi debbono essere eseguiti e mantenuti. Ne consegue dunque che la disciplina di CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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Agostino Albertazzi agostino.albertazzi@elyo.it

BIBLIOGRAFIA - Dpr 412/1993. - Legge 10/91. - Legge 46/90. - Installazione e Manutenzione Impianti, di Giuliano Scarpelli, ed. Giuffrè. - Manutenzione Edilizia Programmata, di Reginald Lee, ed Hoepli. - Energy Audit of Building System, di Moncef Krarti, e Crc. - Advanced Engineering Thermodynamics, Bejan, ed. Mc Graw Hill.

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Gli elaborati di progetto in ambito elettrico di Antonio Porro

attività della progettazione si concretizza nella fornitura, da parte del progettista al committente, di una serie di elaborati che forniscono una rappresentazione mediante simboli grafici, calcoli matematici, relazioni descrittive e quant’altro dell’oggetto che dovrà essere realizzato. Quali e quanti elaborati occorre redigere per ciascun progetto per compiutamente adempiere al mandato ricevuto dal committente? La risposta in generale non può che essere: tutti quelli necessari alla piena comprensione del progetto ed alla sua realizzazione

L’

da parte dei diversi operatori. Nella progettazione degli impianti elettrici (ed in particolare quelli in bassa tensione, ossia sino a 1000 V) le informazioni necessarie sotto forma di schemi devono assumere un diverso aspetto, corrispondente ai compiti che ciascuno deve svolgere nella catena operativa. Per l’operaio che realizza i collegamenti all’interno di un quadro elettrico è indispensabile disporre di tutte le indicazioni necessarie all’implementazione dei circuiti, mentre all’installatore dell’impianto cui quel quadro è destinato necessitano

Figura 1 – Esempio di schema dei circuiti per una unità abitativa

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Tabella 1 - Consistenza della documentazione del progetto elettrico in relazione alla destinazione d’uso dell’opera Destinazione d’uso delle opere Documentazione di progetto

Edifici civili Dpr 447/91, art. 1, comma 1 Altre opere Dpr 447/91, art. 1, comma 2 Impianti elettrici al di sotto Impianti elettrici al di sopra Impianti elettrici al di sotto Impianti elettrici al di sopra dei limiti dimensionali dei limiti dimensionali dei limiti dimensionali dei limiti dimensionali della legge 46/90 e della legge 46/90 e della legge 46/90 e della legge 46/90 e del Dpr 447/91 del Dpr 447/91 del Dpr 447/91 del Dpr 447/91

Progetto per opere pubbliche e ai sensi della legge 109/94 e Dpr 554/99

Documentazione del progetto preliminare Relazione illustrativa

Sì

Relazione tecnica

Sì

Planimetria generale e schema elettrico generale

Sì

Piano di sicurezza

Sì

Calcolo sommario delle spese

Sì

Documentazione del progetto definitivo Relazione descrittiva

Sì

Relazione tecnica

Sì

Elaborati grafici

Sì

Calcolo preliminari (relazione illustrativa)

Sì

Disciplinare descrittivo e prestazionale degli elementi tecnici

Sì

Computo metrico

Sì

Computo metrico estimativo

Sì

Quadro economico

Sì

Documentazione del progetto esecutivo Relazione generale

Sì

Relazione specialistica

Sì

Schema dell’impianto elettrico

Sì

Elaborati grafici

Sì

Calcoli esecutivi, tabelle e diagrammi

Sì

Piano di manutenzione

Sì

Elementi per il piano di sicurezza e coordinamento

Sì

Computo metrico

Sì

Computo metrico estimativo

Sì

Quadro economico

Sì

Cronoprogramma

Sì

Quadro dell’incidenza della manodopera

Sì

Capitolato speciale d’appalto

Sì

Schema di contratto

Sì

Nota: F = facoltativo CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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gli schemi per collegare i cavi alle morsettiere; al tecnico che deve controllarne l’efficienza funzionale occorrono informazioni complete e schemi specifici, diversi dai precedenti, sulle interconnessioni. Lo stesso progettista, per impianti e opere complesse, potrebbe a sua volta diventare assiematore di blocchi progettuali realizzati da altri progettisti; in ultima analisi risulta evidente la necessità di elaborati grafici differenziati, con una stesura corrispondente alle esigenze della loro destinazione. Ad ausilio del progettista, il Cei ha pubblicato la guida Cei 0-2, della quale è attualmente in vigore la seconda edizione, appositamente dedicata alla definizione della documentazione ritenuta necessaria per una corretta progettazione, in funzione del livello di progetto che si pone in essere e del tipo di impianto che si andrà a realizzare. La Guida Cei 0-2 assume una particolare rilevanza anche giuridica grazie al Dpr del 6 dicembre 1991 n. 447 (Regolamento di attuazione della legge 46-90) che all’art. 4, comma 2 precisa: “Si considerano redatti secondo la buona tecnica professionale i progetti elaborati in conformità alle indicazioni delle guide Cei”. La guida prevede tre livelli di progettazione che vengono identificati come segue: 1) Progetto preliminare: definisce le caratteristiche qualitative e funzionali dei lavori, il quadro delle esigenze da soddisfare

Tabella 2 - Contenuti delle relazioni di progetto Progetto

Relazione

Contenuti

Illustrativa

Ha lo scopo di fornire una chiara e precisa nozione delle circostanze che non possono risultare dai disegni e che hanno influenza sulle scelte e sulla riuscita del progetto.

Tecnica

Riporta lo sviluppo degli studi tecnici di prima approssimazione connessi alla tipologia dell’intervento da realizzare, con l’indicazione di massima dei requisiti e delle prestazioni che devono essere riscontrate nell’intervento.

Preliminare

Descrittiva

Fornisce i chiarimenti volti a dimostrare la rispondenza del progetto alle finalità dell’intervento, nel rispetto del prescritto livello qualitativo dei conseguenti costi e benefici attesi.

Definitivo

Esecutivo

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Tecnica

Indica le soluzioni da adottare in sede di progettazione esecutiva e svolge la funzione di raccordo tra i diversi documenti che costituiscono il progetto.

Generale

Descrive in dettaglio, anche attraverso specifici riferimenti agli elaborati grafici e alle prescrizioni del capitolato speciale d’appalto, i criteri utilizzati per le scelte progettuali esecutive.

Specialistica

Rappresenta la naturale evoluzione della relazione tecnica del progetto definitivo e, di regola, contiene informazioni più dettagliate; svolge la funzione di raccordo tra i diversi documenti che costituiscono il progetto e riguarda, in particolare, la consistenza e la tipologia dell’impianto elettrico. La relazione specialistica corrisponde alla relazione tecnica sulla consistenza e sulla tipologia dell’installazione prescritta dall’art. 4, comma 2 del Dpr 447/91.

e delle specifiche prestazioni da fornire. Il progetto preliminare può individuare altresì i profili e le caratteristiche più significative dei successivi livelli di progettazione, in funzione delle dimensioni economiche e della tipologia e categoria dell’intervento. 2) Progetto definitivo: viene redatto sulla base delle indicazioni del progetto preliminare approvato; contiene tutti gli elementi necessari ai fini del rilascio della concessione edilizia o permesso per costruire o di altro atto equivalente. 3) Progetto esecutivo: costituisce l’ingegnerizzazione di tutte le lavorazioni e, pertanto, definisce completamente ed in ogni particolare impiantistico l’intervento da realizzare. Restano esclusi soltanto i piani operativi di cantiere, i piani di approvvigionamento, nonché i calcoli ed i grafici relativi alle opere provvisionali. Il progetto esecutivo è redatto nel pieno rispetto del progetto definitivo e delle eventuali prescrizioni dettate in sede di rilascio della concessione edilizia o permesso per costruire. La progettazione articolata sui tre livelli di cui sopra, è obbligatoria solo per i lavori pubblici; negli altri casi la documentazione di progetto può essere semplificata, con un numero di livelli inferiore, come indicato nella tabella 1. Relativamente alla stesura dei singoli elaborati, per ciascun documento elencato nella tabella 1, la guida Cei 0-2 ne formalizza i contenuti e fornisce gli elementi indispensabili per la sua redazione. Particolare riguardo, in un progetto elettrico, deve ovviamente essere posto nella stesura degli schemi elettrici che costituiscono i documenti fondamentali di un progetto perché contengono tutte le informazioni necessarie dell’impianto, nonché le funzioni svolte dai singoli componenti indicati. Generalmente gli schemi elettrici più utilizzati nella progettazione degli impianti di bassa tensione sono: - gli schemi dei quadri elettrici; - gli schemi circuitali, che rappresentano i collegamenti elettrici e le funzioni di uno specifico circuito, senza tener conto delle reali forme, dimensioni ed ubicazione degli elementi rappresentati; - gli schemi che indicano i circuiti principali in entrata e uscita, gli interruttori, i dispositivi di protezione e manovra, gli strumenti di misura ecc. Relativamente a questi ultimi, un esempio è riportato nella figura 1. L’altra serie di documenti di particolare rilevanza sono le relazioni che, per ciascun livello di progetto, devono essere due: una tecnica ed una di altro genere (illustrativa nel progetto preliminare, descrittiva nel definitivo, specialistica nell’esecutivo). Nella tabella 2 vengono indicati i contenuti di massima delle varie relazioni ai diversi livelli, mentre per quanto riguarda le tabelle ed i calcoli che possono far parte integrante o costituire un allegato della relazione tecnica, la guida Cei 0-2 precisa che: “devono consentire il dimensionamento e, per quanto riguarda le apparecchiature, anche la specificazione delle caratteristiche. I calcoli, inoltre, devono permettere la definizione degli eventuali volumi tecnici necessari”. CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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Normativa e legislazione www.webcda.it

Aggiornamenti Uni, Cen, Iso di Daniele Farina

PRESTAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFIFCI L’approvazione il 6 ottobre 2006 da parte del Consiglio dei ministri delle “Disposizioni correttive e integrative al Dlgs 192” ha intensificato i dibattiti e i lavori in merito alle “regole” italiane sulla certificazione degli edifici. Le “disposizioni” una volta approvate anche dalla Conferenza Stato Regioni e dalle commissioni parlamentari entreranno definitivamente in vigore. Nel contempo continua, presso il ministero per lo Sviluppo Economico (Mse) la preparazione dei decreti attuativi per “l’adozione di criteri generali, di una metodologia di calcolo e dei requisiti della prestazione energetica” necessari per dare completa operatività al decreto. Peccato però che il ministero non abbia “fuso in un unico testo” il Dlgs 192 del 2005 e le attuali disposizioni, ma abbia preferito tenere i due documenti distinti. Sul fronte delle norme Cen conseguenti all’Epbd e al Mandato M343 sia pure con qualche ulteriore slittamento si susseguono i lanci al Voto Formale. Altre notizie sono disponibili sul sito www.cti2000.it alla fincatura “certificazione degli edifici”. Come già comunicato in questa rubrica nei numeri precedenti di Cda la CE ha aperto un sito internet che riporta e aggiorna sullo svolgersi della direttiva CE 02/91 Epbd in sede Istituzionale europea. Il sito a cui è possibile registrarsi gratuitamente è www. buildingsplatform.org.

CEN TC 195 “AIR FILTERS FOR GENERAL AIR CLEANING” L’ing. Paolo Tronville del Politecnico di Torino, responsabile del Cti SC5 GC2 “Filtri” e presidente del Technical Committee Iso TC142 “Cleaning equipments for air and other gases “ e stato nominato presidente del Cen TC 195 durante la riunione plenaria svoltasi a Varsavia nell’ottobre scorso. È opportuno complimentarsi con l’ing. Tronville che si è coinvolto in questo ulteriore impegno, entrando nella piccola cerchia di italiani responsabili di TC in Cen e Iso. Questo impegno di Tronville è possibile grazie al sostegno, anche economico, da parte degli operatori nazionali del settore

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che compongono il Gruppo Consultivo (GC) 2 “Filtri del SC5 del Cti “. Cosa questa non frequente in Italia.

PROPOSTE DI NUOVE NORME E “RIAVVII” DI BOZZE Con L’autunno cadono le foglie, ma, grazie anche alle riunioni plenarie di parecchi TC del Cen e dell’Iso che si sono svolte in questo periodo, sono “sbocciate” molte proposte di nuovi progetti di norma che impegneranno gli esperti del settore nel prossimo futuro. Alcune sono proposte di “early revision” (revisione precoce) di norme da poco pubblicate, ma di cui sono necessari aggiornamenti, altri sono riavvii di bozze di norma che hanno “dormito” per anni, altre infine sono proposte di nuove norme richieste dall’evolversi della tecnica come ad esempio: - Cen TC113 WG7 “Refrigeration units efficiency at Part load conditions”. Riscrittura dell’esistente documento Cen/TR 14825. Questo gruppo, di cui si è dato notizia nei numeri passati di Cda, ha tenuto la sua prima riunione per l’impostazione e il programma di lavoro (anche con componenti italiani) il 23 novembre scorso a Londra. - Iso TC 86 SC6 WG1 “Annual Performance Factor of Air Conditioners and heat pumps”. - Iso TC 205 WG2 “ Calculation of net, final and primary energy demand for heating, cooling, ventilation, domestic hot water and lighting”. Come si vede la questione energetica non è solo conseguenza dell’Epbd, ma è un argomento che si espande a macchia d’olio e coinvolge il mondo. Ricordiamo infine, come sempre, che normalmente in questa rubrica di Cda non si riferisce nel continuo in merito alla evoluzione della preparazione delle norme a meno di particolari situazioni importanti o punti controversi per i quali gli esperti dei GC del Cti ritengano utile una più ampia conoscenza da parte del settore interessato. Infine rammentiamo ancora che la rubrica è aperta principalmente al Cti SC5: “Condizionamento dell’aria CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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e Refrigerazione”, ma sono benvenuti anche i contributi dei SC1: “Trasmissione del calore e fluidodinamica” e SC6: “Riscaldamento e Ventilazione“, cosicché anche i presidenti o i responsabili di questi SC, GC e GdL hanno la possibilità di comunicare ai tecnici del settore le notizie che ritengono utile far conoscere. In ogni caso chiarimenti potranno essere sempre chiesti a: - Aicarr, Via M. Gioia168, 20125 Milano, tel. 0267479270, Ing. Luca Piterà. - Cti, Via Scarlatti 29, 20124 Milano, tel. 02 2662651, Arch. Anna Martino per il SC5 e i Gruppi Consultivi GC1 e 2, Dott. Martino Dalverme per i Gruppi Consultivi GC 3, 4 e 5.

PROPOSTE DI NUOVE NORME O GRUPPI DI LAVORO (New Work Item Proposal - NWIP) Si ricorda che per ogni NWIP viene chiesto a ogni ente nazionale (Uni - Cti Italia, Din Germania, Afnor Francia ecc.) di segnalare oltre al voto se iniziare il progetto, anche il nome degli esperti che intendono collaborare “de visu” oppure “on line” alla preparazione della norma. Quindi si invitano tutti coloro che volessero partecipare a contattare la segreteria del Cti Uni-Cti Cti SC1 GC02 GdL 24 - CTI 010224004 - Prestazioni energetiche degli edifici - Metodi per la certificazione energetica degli edifici (in preparazione con i contributi dei Cti SC5 e SC6). In riferimento al Dlgs 192 e alla Epbd. Cen TC 113 - Unità di condizionamento dell’aria e pompe di calore - En 14511:2004-4parts-rev.: Air conditioners , liquid chilling packages and heat pumps for space cooling and heating -performances and requirements. Si chiedono integrazioni alla norma del 2004 in merito alle definizioni, e metodi di prova di condizionatori “single duct” e “dual duct” e multisplit. - Direct expansion to water ground coupled units performance testing Richiesta di norma per unità di climatizzazione che utilizzano il terreno come sorgente termica. - Testing of cooling appliances for insulated means of transportation - Transporting refrigeration systems with or without forced air circulation evaporators. TC 156 - Impianti di condizionamento dell’aria e refrigerazione - Noise performances of air terminal devices in riverberation rooms (Bocchette, griglie , diffusori d’aria...). - Positive Pressure Input Ventilation units (PIV) in residential ventilation - performance testing (unità di filtrazione /ricupero termico sull’aria esterna di rinnovo). - En 13141-2 rev. - Performance testing of components/products for residential ventilation - part 2 - Exaust and supply devices. - Equipment for commercial kitchens - Components for ventilation of commercial kitchens - 8 parts: 1) calculation methods, CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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2) Hoods: design and safety, 3) Ceiling: design and safety, 4) Outlets, 5) air ducts, 6) aerosol separators, 7) fire suppression systems, 8) treatment of cooking fumes. TC 195 “Air filters for general air cleaning” - Nominato il nuovo presidente del TC: ing.Tronville, segreteria Cti/Uni (Arch.Martino) - “Standardization of gas phase filters for general ventilation” TC 182 - Impianti di refrigerazione . Requisiti di sicurezza e ambientali - PrEn 13313 rev.: “Competence of personnel”. Iso TC 86 - Refrigerazione e Condizionamento dell’aria - Iso 12810 “Fluocarbon refrigerants - Specification for contaminant levels and test methods”. - “Test and performances of air conditioning units at part load conditions for Annual Performance Factor”. Si propone la messa allo studio di una norma Iso sulle prestazioni a potenza ridotta quale “amendament” alle Iso/Fdis 5151, 13263 e 15042 di imminente voto formale. - “Uncertainity of measurements in cooling and heating performance tests”. Si propone la messa allo studio di una linea guida Iso su come stabilire le incertezze e tolleranze di misura delle prove che le Iso/Fdis 5151, 13263 e 15042 ora fissano nel 5%. - “Heat (Energy) recovery ventilation units (H(E)RV)” Si propone una norma sulle prestazioni dei ricuperatori termici Aria/Aria. Si chiede il riavvio dei lavori di elaborazione delle seguenti bozze di norma ferme da alcuni anni: - Iso/Fdis 16522: “Performance testing and rating of factory made refrigeration systems - Automatic commercial ice makers and storage bins”. - Iso/Fdis 20039: ”Transport refrigeration equipment - Sound measurement and acoustical rating”. - Iso/Dis 17533: “Room fan coil units - testing and rating for thermal performances “. - Iso/Wd 19298: “Water chilling packages using vapor compression cycle-testing and rating for performances”. - Iso/Wd 16345: “Water cooling towers - testing and rating for performances”. - Iso/Dis 13258: “Air conditioning condensing units”. - Iso/Wd 13261-part 3: “Air source heat pumps, ducted - Sound rating”. - Iso/Wd 13261 - part 1&2: “Air conditioners sound ratings”.

Per una più completa informazione sull’attività attuale del Cti SC5 nella preparazione della normativa Uni, Cen, Iso si può consultare il sito della rivista www.webcda.it . In esso si possono trovare i relativi TC, SC, WG, in riferimento ai Gruppi Consultivi(GC) e Gruppi di Lavoro (GdL) del Cti e i nomi dei corrispondenti responsabili.

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TC 205 - Progettazione ambientale degli edifici - “Design criteria for mechanical ventilation systems in residential apartments for new and retrofit of existing buildings. - “Design installation and management of radiant heating and cooling in new construction and retrofit of existing buildings. - Calculation of net , final and primary energy demand for heating, cooling, domestic hot water and lighting. - Iso/Wi 16815: Indoor thermal environment. - Iso/Wi 16816: Indoor acoustical environment.

INCHIESTE PUBBLICHE (Public Enquiry - P.E.) Uni-Cti Nessuna proposta Cen TC 113 - Unità di condizionamento dell’aria e pompe di calore - PrEn 12102 - Measurement of airborn noise - Sound power rating - (inchiesta interna per decidere se fare una seconda inchiesta pubblica o lanciare li voto formale ). 24 novembre 2006 TC 156 - Impianti di condizionamento dell’aria e refrigerazione - PrEn 13141- Performance testing of components/products for residential ventilation: part 9 - Humidity controlled air inlet, part 10 - Hygrometric air outlet 29 dicembre 2006 TC 182 - Impianti di refrigerazione. Requisiti di sicurezza e ambientali - PrEn 12693 - Positive displacement refrigeration compressors. Safety and environmental requirements 13 ottobre 2006 Iso TC 86 - Refrigerazione e Condizionamento dell’aria - Iso 5149 rev. 4 parts - Mechanical refrigerating systems used for cooling and heating - Safety requirements”. Seconda Inchiesta interna (2 I.E) 31 gennaio 2007 L’Italia aveva già dato voto positivo al lancio dell’Inchiesta Pubblica - Iso 817 rev. - Refrigerants - Designation and safety classification Seconda Inchiesta interna (2 I.E.) 31 gennaio 2007 L’Italia aveva già dato voto positivo al lancio dell’Inchiesta Pubblica TC 142 - Apparecchiature pulizia dell’aria e altri gas - Iso/CD 21220 “Particulate air filters for general ventilation - Determination of the filtration performance” Prossimo lancio Inchiesta Pubblica Questa è una norma importantissima per tendere al raggiungimento dell’auspicato principio: “one world, one standard” (un solo mondo, una sola norma). Infatti ricalca la norma europea vigente En779:2003 ).

VOTO FORMALE (Formal Vote - FV) Cen TC 156 - Impianti di Condizionamento dell’aria e Refrigerazione Norme afferenti il mandato CE 343 della direttiva 2002/91 “Energy

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Performances of Buildings” Epbd (la sigla Mxx si riferisce al numero del mandato). Ricordiamo che i testi aggiornati delle bozze di norma sono disponibili sul sito www.cti2000.it alla voce “Certificazione energetica degli edifici” - M06 - PrEn 15240 - Guidelines for inspection of air conditioning systems 31 gennaio 2007 - M12 - PrEn 15243 - Calculation of room temperature and of load and energy for buildings with room conditioning systems 31 gennaio 2007 - M19 - PrEn 14292 - Calculation methods for the determination of air flow rates in buildings including infiltration 31 gennaio 2007 - M20+M21 - PrEn 15241 - Calculation methods for energy losses due to ventilation and infiltration in buildings 31 gennaio 2007 - M25 - PrEn 13779rev - Performance requirements for ventila31 gennaio 2007 tion and room conditioning systems - M30 - PrEn 15239 - Guidelines for inspection of ventilation sy31 gennaio 2007 stems - M31 - PrEn 15251 - Criteria for the indoor environment including thermal, indoor air quality, light and noise 31 gennaio 2007 TC 182 - Impianti di refrigerazione.Requisiti di sicurezza e ambientali - PrEn 14276 - part 1 - Pressure equipment for refrigerating systems and heat pumps - Vessels: general requirements La norma è Cen è stata pubblicata come En 14276-1 nello scorso mese di luglio 2006, sarà quindi prossimamente pubblicata come Uni-En 14276-1. Questa norma si mantiene in elenco per completezza e riferimento alla parte 2 (qui di seguito). - PrEn 14276 - part 2 - Pressure equipment for refrigerating systems and heat pumps - Piping: general requirements 31 febbraio 2007 Questa seconda parte sta subendo dei ritardi a causa di ulteriori commenti da parte del consulente Cen responsabile dell’interpretazione delle direttive Ped e MD. - PrEn 378rev- part1 - Refrigeration systems.Safety and environmental requirements: Basic requirements, definition, clarification and selection criteria imminente il Voto Formale - PrEn 378rev- part2 - Refrigeration systems.Safety and environmental requirements: design, construction, testing, marking and documentation imminente il Voto Formale - PrEn 378rev- part3 - Refrigeration systems. Safety and environmental requirements: Installation site and personal protection imminente il Voto Formale - PrEn 378rev- part4 - Refrigeration systems. Safety and environmental requirements: Operation, maintenance repair and recovery imminente il Voto Formale Queste sopracitate 6 norme, specifiche per gli impianti frigoriferi, sono le due “colonne portanti” tanto attese e necessarie per dare piena attuazione alla direttiva europea 97/23CE Pressure Equipment Directive - Ped. Possiamo ora finalmente dire che dopo 8 anni di lavori, all’inizio CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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del 2007 saranno disponibili le norme applicative necessarie alle aziende costruttrici ed agli enti certificatori (Ispesl, Tuv, BdM ecc.)per avere chiari supporti per la progettazione e le verifiche delle macchine e degli impianti frigoriferi. TC 169 - Light and lighting requirements - PrEn 15193 - Lighting requirements for energy performance of buildings 31 ottobre 2006 Questo Technical Committee e l’argomento di questa norma non rientrano nelle competenze del CTI, ma di una specifica commissione Uni. La bozza rientra però in quelle del mandato 343 dell’Epbd quindi si ritiene utile elencarla qui per completezza di informazione TC 228 - Impianti di riscaldamento negli edifici - M05 - PrEn 15378 Inspection of boilers and heating systems 31 dicembre 2006 Questo progetto non rientra nelle competenze del Cti SC05, ma del SC1 Impianti di Riscaldamento. Purtuttavia viene qui riportato per completezza e in riferimento agli omologhi M06 e M30 del Cen TC 156 (vedi sopra).

Iso TC 86 - Refrigerazione e Condizionamento dell’aria - Iso/Fdis 5151rev. - Non ducted air conditioners and heat pumps Testing and rating for performances Imminente il lancio del Voto Formale - Iso/Fdis 13253rev. Ducted air conditioners and heat pumps Testing and rating for performances Imminente il lancio del Voto Formale - Iso/Fdis 15042 - Multisplit system air conditioners and air to air heat pumps-testing and rating for performances Imminente il lancio del Voto Formale Queste ultime tre norme sono importantissime perché ricalcano le vigenti norme En14511:2004. In questo modo si può intravedere quel lungo cammino che dovrebbe in futuro portare sempre tutta la normativa all’auspicato principio: “one world, one standard” (un solo mondo, una sola norma). Esse si riferiscono a tutti i Condizionatori e Pompe di calore provati nelle condizioni di piena potenza. Come riferito all’inizio di queste note sono già stati presentati due Nwip di integrazione per prove nelle condizioni di potenza ridotta, necessarie per la valutazione dell’efficienza stagionale o annuale del sistema edificio/impianto e per la sua certificazione.

PROCEDURA UNICA DI ACCETTAZIONE (Unique Acceptance Procedure - U.A.P.)

Sviluppo Economico (Mse) dei decreti attuativi previsti dall’art. 4 del Dlgs in merito all’”Adozione di criteri generali, di una metodologia di calcolo e requisiti della prestazione energetica”. Anche gli altri soggetti coinvolti nella elaborazione dei decreti attuativi hanno accelerato le decisioni e i lavori di supporto. Ad esempio la parte riguardante la climatizzazione estiva, che ad oggi non aveva norme o raccomandazioni sta prendendo forma. Il gruppo di lavoro sulla 192 di Aicarr e il Professor Livio de Santoli in particolare hanno preparato e già consegnato alla segreteria del Cti per la distribuzione in seno al gruppo di coordinamento del Cti e agli altri enti interessati (es. Coaer/Anima), la seconda stesura della proposta di raccomandazione sulla climatizzazione estiva. Questa, dopo esame congiunto e con i commenti coordinati con tutte le altre parti attrici (riscaldamento, involucro ecc.), andrà al ministero che ne trarrà i fondamenti per i decreti attuativi del Dlsg.192 che dovrebbe vedere la luce nella primavera 2007. Il Cti come noto partecipa attivamente ai lavori del ministero con sue proposte che vengono di volta in volta discusse. Sul sito www.cti2000.it alla voce “Decreti attuativi Dlsg n. 192 19 agosto 2005” sono disponibili i contributi Cti al gruppo di lavoro ministeriale nonché un aggiornamento periodico dello stato di avanzamento dei lavori stessi. Come ormai noto la revisione del Dlsg 192 si è resa evidente in base all’esperienza maturata “sul campo” e agli eccessivi “allontanamenti” del Dlgs 192 dalla Epbd. Fra le novità: - Introduzione graduale della certificazione degli edifici esistenti (precedentemente esclusi): - 1° luglio 2007: edifici con superficie superiore a 1000 mq; - 1° luglio 2008: edifici con meno di 1000 mq; - 1° luglio 2009: singoli appartamenti. - Obbligo di utilizzo del solare in specifici casi per coprire: - almeno al 50% del riscaldamento acqua sanitaria; - fino al 30% dell’energia elettrica col fotovoltaico negli edifici oltre le 6 unità immobiliari. - Utilizzo di sistemi esterni schermanti dal sole. Lo schema del decreto è reperibile sul sito www.cti2000.it al link: http://www.cti2000.it/messaggio.php3?id=25978 Europa (Cee) Nessuna novità afferente il nostro settore Daniele Farina Sottocomitato 5 Uni-Cti

- Nessun progetto Cen o Iso all’Uap

LEGISLAZIONE Italia

Per le note esplicative delle sigle delle fasi di sviluppo vedi box Cda ottobre pag. 67

D.lsg 192/05: Attuazione della direttiva 02/91/CE “Energy Performance of Buildings” - Epbd. L’approvazione il 6 ottobre scorso da parte del Consiglio dei ministri delle “Integrazioni e correzioni al Dlgs 192” ha impresso una nuova spinta all’approntamento presso il ministero per lo CDA • n. 11 dicembre 2006 • www.reedbusiness.it

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