EDILCLIMA - PROGETTO 2000

Aperture di ventilazione

La verifica delle aperture di ventilazione è richiesta nel caso di apparecchi installati in modalità B.
Due le modalità in cui si può effettuare la verifica: dimensionale e strumentale.
La verifica dimensionale consiste nel verificare che la sezione netta delle aperture sia rispondente a quanto previsto dalla legislazione vigente: calcolo di ST1 e, in presenza di estrattore meccanico, calcolo di ST2 secondo quanto previsto dalla UNI 7129:2015 (oppure 2008) – parte 2.
La verifica strumentale, oramai entrata a far parte di diverse norme tecniche di progettazione e verifica degli impianti con combustibile gassoso e biomassa, si basa sull’assunto che, se le aperture sono di dimensione sufficiente, con tutti gli apparecchi tipo B e piani di cottura in funzione e con gli estrattori meccanici in funzione, il locale di installazione dell’apparecchio in esame, non va “in depressione”.
Per effettuare tale misura occorre un manometro (deprimometro) della stessa precisione di quello utilizzato per effettuare la verifica del tiraggio.
Effettuato “lo zero” dello strumento, tra i 5 e 10 minuti di funzionamento, nel locale NON si deve formare una depressione in valore assoluto superiore a 4Pa.
Come per la misura del tiraggio, di cui diremo successivamente, quando si ha a che fare con pochi Pascal bisogna “maneggiare con cura” la misura in quanto è facile commettere errori.

Canali da fumo

La verifica della funzionalità del canale da fumo richiede di verificare che lo stesso abbia le seguenti caratteristiche:

• privo di serrande di chiusura;
• stabilmente fissato al generatore ed al camino;
• ricevere lo scarico di un solo apparecchio, salvo la presenza di un collettore conforme;
• assenza di segni di usura.

Si noti che, trattandosi di norma finalizzata a verificare la Sicurezza del SEPC, cosi come è previsto anche dalla Regola Tecnica UNI 10738, NON è esplicitamente prevista la verifica della corretta geometria dello stesso, ad esempio la presenza dei due diametri a completo sviluppo verticale prima del cambio di direzione, il numero massimo di curve, lo sviluppo massimo in sub-orizzontale.

Funzionamento SEPC

Senza voler entrare nello specifico della trattazione del funzionamento dello SEPC, soffermandoci ai concetti elementari, ma importanti, con qualche semplificazione, si ritiene importante riportare le seguenti precisazioni.
Nelle valutazioni bisogna considerare il Sistema Camino, il cui funzionamento dipende dal corretto dimensionamento, realizzazione e manutenzione del sistema di ventilazione, dalle caratteristiche del generatore di calore (a tiraggio naturale) quali temperatura fumi, portata fumi (che dipende dalla portata termica del generatore di calore), dallo stato di manutenzione del generatore stesso (pulizia dello scambiatore fumi) e dal camino, in termini di percorso, accidentalità, altezza efficace, isolamento termico, zona di scarico dei prodotti della combustione.

Nel caso di generatore di calore a Tiraggio Naturale il funzionamento dello SEPC è sempre in depressione. Invece, nel caso di generatore a Tiraggio Forzato, la tratta di collegamento al camino può essere in depressione (ad esempio bruciatore e caldaia) oppure in pressione positiva (ad esempio caldaia monoblocco a condensazione oppure caldaia con ventilatore in aspirazione dei prodotti della combustione). Nel caso di generatore di calore a Tiraggio Forzato, il camino potrà lavorare in pressione o depressione a seconda del dimensionamento, il quale è una scelta progettuale.
Nel caso di generatore di calore a Tiraggio Naturale, con combustibile gassoso, ci si aspetta un valore di tiraggio nell’ordine dei 3-10 Pa.
Con generatore a Tiraggio Forzato invece, la pressione a monte del generatore stesso a disposizione per vincere le perdite di carico sino allo scarico a tetto è invece dell’ordine dei 100-200 Pa.
Il Pascal, unità di misura della pressione nel Sistema Internazionale, è pari a (circa) alla forza (peso) esercitata da 100 grammi sulla superficie di 1 metro quadrato; oppure, corrisponde alla pressione esercitata da 10 centimetri di colonna d’aria⁽⁶⁾.

Tiraggio

Si effettua la misura del tiraggio solo su apparecchi a Tiraggio Naturale, ossia senza ventilatore su circuito aria comburente – fumi⁽⁷⁾. Risultano a Tiraggio Naturale solo le caldaie a bruciatore atmosferico.
Per evitare fraintendimenti, risultano a Tiraggio Forzato gli apparecchi con ventilatore in aspirazione prodotti della combustione oppure con ventilatore che immette in camera di combustione aria comburente e combustibile, sia che risulti parte integrante del generatore (caldaia monoblocco), sia che si configuri un oggetto separato dallo stesso (bruciatore + caldaia).
La UNI 10845 consente di scegliere quale modalità utilizzare per la misura del tiraggio, tra diretto ed indiretto.

TIRAGGIO DIRETTO

La misura del tiraggio diretto consiste nel misurare, con un buon deprimometro, la differenza di pressione tra il locale di installazione dell’apparecchio ed il canale da fumi, in un apposito punto che di solito coincide con la presa ove si effettua il campionamento fumi per l’analisi di combustione.
I due rilievi vanno effettuati nelle condizioni più sfavorevoli per il funzionamento degli apparecchi: finestre chiuse, estrattori meccanici accesi alla massima velocità, apparecchi alimentati con ogni tipologia di combustibile di tipo B presenti in ogni locale e locale adiacente e piano di cottura accesi.
Si effettua il rilievo della pressione in ambiente, nei pressi del foro di campionamento, il cosiddetto “zero” dello strumento e poi la misura della pressione all’interno del canale da fumo, avendo l’accortezza di posizionare la sonda di pressione il più possibile in orizzontale ed all’incirca al centro del canale stesso.
La misura è valida se il tiraggio è stabile per un tempo sufficiente⁽⁸⁾.
Nel caso di temperature esterne inferiori a 20°C, il valore misurato va opportunamente corretto, riducendolo di 0,05Pa per ogni grado di temperatura inferiore a 20°C⁽⁹⁾.

In formule:

Con ovvio significato dei termini, Temperatura [°C] e Tiraggio [Pa].

Si considera

• POSITIVO un valore di tiraggio uguale o maggiore a 3Pa;
• NEGATIVO un valore di tiraggio minore di 1Pa.

Nel caso di tiraggio compreso tra 1 e 3 Pa NON è possibile garantire il buon funzionamento in sicurezza dell’apparecchio e pertanto è richiesta la prova di tiraggio indiretta.

TIRAGGIO INDIRETTO

Con riferimento alla figura, nel caso funzionamento “ottimale” dell’apparecchio (Sistema Camino correttamente progettato, realizzato e manutenuto) il valore di O₂ nei prodotti della combustione a valle dell’interruttore di tiraggio, somma del contributo aria primaria, secondaria e terziaria, è “elevato” (almeno 10,2%) e di conseguenza la CO₂ è “bassa” (inferiore a 6%). Nel caso di malfunzionamento del sistema, indipendentemente dal motivo, entra meno aria terziaria, il valore di O₂ si abbassa e quello di CO₂ si alza.
Ne consegue che è possibile misurare il valore di O₂ nei prodotti della combustione oppure quello di CO2 per valutare il funzionamento in sicurezza dell’apparecchio⁽¹⁰⁾.
Se già eseguiamo l’analisi di combustione, ad esempio perché stiamo effettuando un intervento di controllo e manutenzione ai fini dell’efficienza energetica, il valore di O₂ e/o CO₂ è noto.
L’analisi di combustione è attività che l’impiantista esegue di frequente, nel rispetto della norma tecnica UNI 10389:2019, NON è difficile da effettuare e presenta dei valori misurati stabili e meno influenzati dalle “perturbazioni” al contorno di quanto lo sia la misura del tiraggio diretto.
Si tratta quindi di confrontare il valore di CO₂_misurato con quello che il produttore della caldaia o, in assenza di questo dato, la norma stessa fornisce come ottimale; se il valore è MINORE o UGUALE a quello limite, allora significa che il Sistema Camino funziona regolarmente, altrimenti NO:

• CO₂_misurato <= CO₂_limite → Funzionamento POSITIVO;
• CO₂_misurato > CO₂_limite → Funzionamento NEGATIVO.

La UNI 10845 fornisce quale valore limite, in assenza di quello dichiarato dal Fabbricante dell’apparecchio, tenuto conto del “coefficiente di sicurezza” (0,9), un valore pari a 5,4%.
Tale valore è tuttavia stato valutato alle seguenti condizioni:

• temperatura esterna pari a 20°C;
• portata termica della caldaia pari a quella Nominale.

Nel caso le condizioni di lavoro fossero di Temperatura esterna inferiore a 20°C oppure di Portata termica effettiva inferiore a quella nominale, bisogna opportunamente ridurre il valore limite per tenere conto che ci si trova in una condizione di funzionamento del Sistema Camino “favorevole”.

La formula per ottenere il valore limite per il confronto risulta essere la seguente:

A meno di NON avere a disposizione una calcolatrice o la possibilità di aprire un foglio di Excel, conviene ragionare sulla tabella di cui sotto, la quale implementa la “complicata” formula al variare dei parametri Temperatura esterna e Potenza termica effettiva.

L’utilizzo della tabella è abbastanza immediato, si incrocia la riga corrispondente alla Temperatura esterna con la colonna corrispondente al Rapporto tra la Portata termica effettiva e quella Nominale e si determina il valore di CO₂ limite.

Alcune considerazioni (pratiche):

• Se il valore di CO₂ è superiore a 5,4% NON occorrono ulteriori calcoli → Tiraggio Indiretto esito NEGATIVO.
• La valutazione della Temperatura esterna NON deve essere esageratamente precisa, una riduzione di 4-6°C determina una riduzione della CO₂ limite di circa 0,1%.
• Se, effettuata la correzione in funzione della temperatura, il valore di CO₂ misurato è superiore, NON occorrono ulteriori calcoli → Tiraggio Indiretto esito NEGATIVO.
• La portata termica effettiva si determina misurando il consumo di combustibile in due minuti di funzionamento del generatore di calore e moltiplicando per 30 e per il PCI del combustibile (9,45 kWh/m³ nel caso di gas naturale).

Riflusso fumi

Precisiamo subito che il riflusso fumi si verifica sia per gli apparecchi a Tiraggio Naturale che per quelli a Tiraggio Forzato; a seconda dei casi le possibilità per la verifica e la strumentazione necessaria è differente, come di seguito indicato.

Tiraggio Naturale:

• specchietto;
• igrometro elettronico;
• misuratore di CO₂ ambiente.

Tiraggio Forzato:

• misuratore di CO₂ ambiente.

I prodotti della combustione, anche nel caso di combustione “quasi perfetta”, sono sempre composti da “acqua gasata”: acqua allo stato vapore o in parte liquida e anidride carbonica.
Nel caso di caldaia a tiraggio naturale, il vapore acqueo che fuoriesce dal canale da fumo, se impatta sullo specchietto condensa dandone evidenza.
Nel caso dell’igrometro elettronico, lo strumento rileva una variazione della umidità dell’aria ed avvisa il Tecnico che sta effettuando i rilievi.
Si tratta in entrambi i casi di strumenti a basso costo, con la differenza che l’igrometro elettronico richiede controlli periodici di corretto funzionamento.
Nel caso di fuoriuscita di prodotto della combustione da un condotto fumi, lo stesso è dotato di una discreta velocità e pertanto NON è garantito che l’impatto dello stesso contro lo specchietto o l’igrometro determini la formazione di condensa.
In questo caso è previsto l’utilizzo del misuratore di CO₂, costoso strumento utilizzato per le ispezioni sulla qualità dell’aria ambiente. In una stanza con aria (ri)pulita, si riscontrano una presenza di CO₂ dell’ordine di qualche centinaio di parti per milione. Il prodotto della combustione di una caldaia invece contiene CO₂ dell’ordine di qualche punto percentuale. Pertanto il riscontro di CO₂ in quantità superiore a 1000 ppm è indice di riflusso dei prodotti della combustione.

Condotti fumo

Nel caso della verifica di funzionalità dei condotti fumo, la UNI 10845 NON dice nulla (di nuovo) in quanto richiede una verifica del rispetto delle norme vigenti e delle istruzioni del Fabbricante⁽¹¹⁾ dell’apparecchio e/o del SEPC.

Verifica di Idoneità

La verifica di idoneità, in aggiunta alle verifiche di funzionalità, richiede ulteriori ed approfondite verifiche quali:

• caratteristiche strutturali;
• tenuta.

Caratteristiche strutturali

Si tratta di effettuare ispezioni visive, video ispezioni, che la norma chiama strumentali, e documentali per verificare alcuni aspetti che conseguono la conformità dello SEPC.
In particolare:

Camera di Raccolta
Ove prevista, verificata la presenza, altezza almeno il più grande tra 50 cm e tre volte il dimetro e, se presente lo sportello di ispezione che si apre su ambiente interno, che sia a tenuta.

Comignolo
Ove previsto, corretta sezione, posizionamento al di fuori della zona di rispetto, garantito il funzionamento per ogni condizione di vento.

Sistema gestione condense
Ove previsto, verificata la presenza, collegamento al sistema di scarico condense, dimensionamento conforme alla norma tecnica.

Sviluppo SEPC
Andamento verticale o conforme al progetto, verifica dimensionale secondo le norme tecniche, corretto innesto del canale da fumo o condotto fumi; nel caso di funzionamento in pressione positiva: conformità dell’asola tecnica a seconda della tipologia di realizzazione.

Materiali
Compatibilità tra apparecchio e SEPC in termini di: Classe di Temperatura, Pressione, Corrosione, Funzionamento a secco o umido; inoltre, assenza di segni di danneggiamento, deterioramento, segni o fessure.

Condotto intubato
Verifica caratteristiche classe di reazione al fuoco dell’Asola Tecnica.

Di fatto, si tratta di effettuare alcuni (approfonditi) rilievi, raccogliere delle informazioni (di dettaglio) sui componenti ed effettuare anche delle verifiche dimensionali. La verifica delle caratteristiche strutturali NON è operazioni che si risolve “in situ”, in quanto richiede alcune valutazioni approfondite.

Tenuta

Sono previste due tipologie di prova di tenuta, una “semplificata” e la seconda “classica”.
La prova di tipo semplificato prevede di verificare l’assenza di segni di danneggiamento, crepe e fessurazioni; mentre la verifica di tenuta (classica) si effettua in analogia alle altre prove (di tenuta) che si eseguono sugli impianti, ad esempio sull’impianto adduzione gas, sull’impianto idraulico, sul circuito fluido refrigerante al termine dell’installazione. Tale prova consiste nel mettere “in pressione” il circuito e nel verificare che la caduta di pressione sia “accettabile”, occorre pertanto definire i seguenti parametri:

• pressione di prova;
• durata della prova - tempo tra le 2 letture;
• caduta di pressione oppure perdita ammissibile;
• caratteristiche dello strumento.

Prima di entrare nei dettagli della prova, vediamo quali sono i casi in cui si può omettere tale costosa e complicata prova.
Casi in cui è possibile evitare la prova di tenuta:

• SEPC funzionanti in pressione negativa per apparecchi di tipo B a Tiraggio Naturale;
• SEPC funzionanti in pressione negativa per apparecchi a Tiraggio Forzato⁽¹²⁾;
• SEPC installati all’esterno dell’edificio;
• SPEPC in pressione positiva installati in asola tecnica che soddisfa almeno una delle seguenti condizioni:

• S2 uguale o maggiore di 1,5 S1,
• asola tecnica utilizzata per il prelievo dell’aria comburente,
• depressione misurata all’interno dell’asola tecnica con valore assoluto uguale o maggiore di 4Pa. Strumento utilizzato con le stesse caratteristiche del deprimometro, misura effettuata dopo almeno 10 minuti di funzionamento a regime dell’apparecchio, sonda posizionata alla base dell’asola tecnica e nel locale di installazione apparecchio.

La prova di tenuta “semplificata” si esegue effettuando una buona videoispezione, la quale sia in grado di fornire immagini al tecnico che effettua la valutazione, lungo la dimensione longitudinale e trasversale del camino o canna fumaria, ossia, per ogni avanzamento lungo la stessa, devo essere in grado di visionare lo stato di tutta la circonferenza del manufatto.
Nel caso di SEPC esistenti, in muratura e datati, riscontrare l’assenza di segni di danneggiamento, crepe e fessurazioni NON è cosa facile e frequente e pertanto, salvo casi particolari, i risultati della buona videoispezione sono quelli di verifica di idoneità “negativa” (e l’impianto che NON può funzionare).

La prova di tenuta standard si effettua sigillando il camino, canna fumaria o sistema intubato, mettendolo e mantenendolo in pressione e quantificando poi la perdita attraverso lo stesso.
A seconda della tipologia di SEPC, varia la pressione di prova e la perdita massima consentita, secondo le tabelle di cui sotto:

Il valore di perdita massima consentita è fornito in m³/s per ogni metro quadrato di sviluppo di camino, canna fumaria o condotto fumi; il valore di perdita massima ammissibile lo si ottiene pertanto moltiplicando il valore indicato per la superficie.
Come si può osservare, nel caso di condotti intubati funzionanti in pressione positiva che corrono all’interno dell’edificio, il requisito di perdita massima consentita è di tre ordini di grandezza inferiore rispetto a quello con funzionamento in depressione.

Lo strumento per effettuare tale prova è, sostanzialmente, l’insieme di un compressore con un misuratore di portata, di buona qualità, come da caratteristiche indicate in tabella ed alto costo.

NOTE

(1) “Sistemi per l’Evacuazione dei Prodotti della Combustione” – nel prosieguo, per brevità, si utilizzerà (l’infelice) acronimo SEPC, il quale sarà presente all’interno delle prossime norme tecniche sull’argomento.

(2) Ad essere precisi, ci troviamo in quelle spiacevole situazione in cui c’è una norma tecnica obsoleta e ritirata dal corpo normativo di UNI, ma ancora legge dello stato, in quanto recepita con DM 26/03/2004 e pubblicata, per intero e gratuitamente, sulla Gazzetta Ufficiale e tuttora NON abrogata.

(3) Apparecchio similare: due apparecchi sono similari se hanno il ventilatore nella medesima posizione rispetto alla camera di combustione, oppure se NON lo hanno; se hanno temperatura di evacuazione di prodotti della combustione che non differisce oltre 10°C; se i fumi Condensano oppure NON condensano per entrambi; e se il rapporto tra le Portate termiche Nominali (Minore diviso Maggiore) NON è Maggiore o uguale a 0,7 (le Portate NON differiscono oltre il 30%).

(4) Apparecchio di tipologia B: apparecchio che aspira l’aria comburente nel locale in cui è installato ed evacua i prodotti della combustione all’esterno; apparecchio di tipologia C: apparecchio che aspira l’aria comburente all’esterno ed evacua i prodotti della combustione all’esterno.

(5) Apparecchio a Tiraggio Forzato: apparecchio con ventilatore che aspira i prodotti della combustione oppure spinge in camera di combustione l’aria comburente (ed il combustibile); apparecchio a Tiraggio Naturale: apparecchio privo di ventilatore.

(6) Un (buon) barometro, apparecchio che misura la pressione atmosferica (assoluta) tra la base inferiore e quella superiore di una caldaia domestica, legge una differenza di pressione di circa 10 Pa.

(7) Ad essere precisi e completi nella trattazione, potrebbero esserci anche generatori di calore a tiraggio naturale di tipo C.

(8) A giudizio dello scrivente 2 minuti.

(9) I buoni strumenti di misura, una volta inserita la temperatura esterna, calcolano il valore di Tiraggio_modificato. Fidarsi è bene, tuttavia si suggerisce di verificare il buon funzionamento del software del proprio strumento di misura. Si ricorda che, purtroppo, il certificato di taratura “garantisce” solo che la cella di misura funzioni correttamente e non prevede il controllo delle elaborazioni eseguite dallo strumento.

(10) In questa trattazione ci si riferisce al valore di CO₂. Per essere precisi, l’analizzatore di combustione misura il valore di O₂ e calcola il valore di CO₂.

(11) Nel caso di apparecchi a tiraggio forzato, ad eccezione di quelli di tipo C6, i condotti fumi ed aspirazione aria comburente sono parte integrante dell’apparecchio e pertanto devono essere forniti dal Fabbricante dello stesso, ove NON è esplicitamente autorizzato l’utilizzo di componenti diversi (conformi alle norme di prodotto vigenti).

(12) Quest’ultima condizione NON è stata esplicitamente prevista dalla UNI 10845.