IMPIANTI EDILIZÎ

IMPIANTI EDILIZÎ

EDILIZÎ Costituiscono la caratteristica e l'impronta più spiccata del nostro secolo nel campo dell'architettura. Fra tutte le tendenze e i tentativi per la ricerca e l'affermazione di uno stile architettonico, forse l'unica innovazione che rimarrà duratura perché direttamente rispondente alle condizioni del nostro tempo, sarà l'applicazione e la diffusione degl'impianti nella casa, mai verificatasi con tanta possibilità di mezzi e con tanta perfezione nei precedenti periodi architettonici.

Si possono distinguere quest'impianti in due grandi gruppi: quello più importante che comprende gl'impianti necessarî a soddisfare i più importanti bisogni della vita e quello più vasto nel quale possiamo considerare quelli che tendono a rendere più facili e solleciti il lavoro e il movimento nella casa e a creare in essa il massimo delle comodità. Del primo gruppo fanno parte, più precisamente, gl'impianti di condizionamento dell'aria, quelli d'illuminazione, di distribuzione d'acqua potabile e di allontanamento delle materie luride e infine quelli di riscaldamento e di refrigerazione. È di ieri il progetto americano della casa senza finestre, nella quale si sopperisce alla mancanza del sole e dell'aria, mediante impianti d'illuminazione, raggi ultravioletti e condizionamento d'aria che dovrebbero dare in modo regolare e costante quello che la natura ci fornisce in modo variabile.

Del secondo gruppo fanno parte gl'impianti di ascensori, montacarichi, scale mobili; quelli d'energia elettrica per l'azionamento di tutti i macchinarî della casa (aspiratori, lavatrici, idroestrattori, mangani, macchine d'ogni genere per la preparazione dei cibi, suonerie, ecc.). Impianti di fornitura di calore per usi domestici (gas per cucine e bagni, acqua calda, vapore, ecc.); di refrigerazione e conservazione d'alimenti o derrate deperibili; impianti per comunicazioni come telefoni, radio, posta pneumatica. Impianti per l'allontanamento dei rifiuti, impianti d'apparecchi igienico-sanitarî; impianti per la sicurezza degli edifici (apparecchi d'allarme, segnalazione ed estinzione d'incendî, ecc.) e tutti gli altri nei quali la macchina sostituisce vantaggiosamente l'uomo. L'edificio e l'abitazione assumono oggi i caratteri di un'officina meccanica, non per l'attrezzatura e il complicato corredo d'impianti, ma soprattutto perché vengono studiati e realizzati in modo da risparmiare lavoro all'uomo e ottenere in ogni operazione il massimo effetto utile con la minima fatica.

Tra i diversi impianti elencati illustreremo solo i più importanti e diffusi, rimandando per gli altri alle rispettive voci. V. acquedotto; ascensore; fognatura; riscaldamento; termosifone, ecc.

Impianti idraulici. - I principali sono quelli per la distribuzione dell'acqua potabile, dell'acqua calda per i varî usi domestici e quelli per lo smaltimento delle acque luride. Agl'impianti idraulici suddetti sono strettamente connessi quelli degli apparecchi igienico-sanitarî e quelli che in alcuni edifici speciali (nei quali siano particolarmente da temere i pericoli d'incendî) comprendono forti riserve d'acqua e l'installazione di macchinarî, tubazioni e prese da adoperare in caso di pericolo. Fanno parte altresì degl'impianti idraulici quelli che in alcuni casi si costruiscono per innaffiamento, irrigazione di giardini e parchi, annessi ai fabbricati; di montacarichi e ascensori idraulici, e altri impianti speciali di meno frequente applicazione.

Fra tutti questi hanno importanza massima quelli usuali di provvista e distribuzione d'acqua potabile. Nei centri abitati questa è facilitata dal fatto che la pressione dell'acqua nell'interno delle tubazioni stradali è tale che le consente di salire almeno 5 o 6 metri sopra il piano più alto dei maggiori edifizî. Dai tubi stradali si diramano quelli che adducono l'acqua agli edifici; tali tubi sono ordinariamente in ferro; in casi di maggiore importanza in ghisa, mentre per piccoli fabbricati di non grande altezza può essere utlimente adoperato anche il piombo. Questo tubo di presa che corre con leggiera pendenza dalla strada al fabbricato, porta l'acqua ai varî tubi montanti che salgono verticalmente ai diversi piani dell'edificio e in questi, per mezzo di opportune diramazioni, ai diversi rubinetti. Nei montanti e nelle diramazioni vengono oggi preferibilmente usati tubi di ferro zincato con raccordi e pezzi speciali; per mezzo di essi si possono eseguire impianti veramente ottimi. Molta diffusione hanno pure i tubi di piombo per la facilità della posa in opera, in quanto si possono piegare e mettere in sito senza sforzo, senza bisogno di pezzi speciali o altro. Presentano però numerosi inconvenienti, quali le facili ammaccature, i cambiamenti e restringimenti di sezione specie nelle curve e piegature, il fenomeno della soprafusione del piombo che col tempo modifica e altera la sistemazione dei varî tratti delle condotte, e infine la possibilità della formazione di sali nocivi di piombo che si hanno quando l'acqua resta a lungo ferma nei tubi. Maggiore utilità pratica si ottiene adoperando nei comuni impianti, tubi di ferro nei tratti adduttori dell'acqua ai rubinetti di erogazione e tubi di piombo nei tratti di scarico.

I sistemi di distribuzione nell'interno dei fabbricati si possono raggruppare intorno ai seguenti:1. distribuzione intermittente o discontinua; 2. distribuzione continua a discrezione; 3. distribuzione continua limitata; 4. distribuzione continua a contatore.

Col primo sistema (fig. I) si ha nel fabbricato da alimentare, un serbatoio o più serbatoi che vengono riempiti una o più volte al giorno. Tale sistema ormai caduto in disuso a eccezione di piccoli impianti o di esigenze speciali, presenta l'inconveniente che l'acqua rimanendo nei serbatoi si può inquinare e riscaldare; quello dello spreco in quanto l'utente, nel momento di ricevere nuova acqua, vuota il serbatoio pur non avendo finito la sua provvista. I vantaggi sono soltanto di carattere economico, ma non sempre si conseguono.

Col secondo sistema (fig. 2) ogni utente riceve l'acqua direttamente dalla condotta stradale, libero di prenderne la quantità che vuole, limitatamente alla portata delle tubazioni. Con questo sistema si riceve acqua fresca e abbondante, si ha grande semplicità di distribuzione, si risparmiano serbatoi e altro. Vi sono però svantaggi gravissimi quali l'enorme spreco d'acqua, facili frodi e abusi e soprattutto forte spesa d'impianto della rete stradale che va calcolata in base ai consumi massimi, la necessità di grandi serbatoi nei quali l'acqua si raccolga nelle ore di minor consumo, forti variazioni di pressione nei varî punti, irregolarità di erogazione delle bocche disposte a diversa altezza. Anche questo sistema non è usato o almeno è modificato.

Col terzo sistema (distribuzione continua limitata) la quantità d'acqua che ogni utente può attingere dalla condotta, è limitata da una speciale bocca tassata, disposta in un recipiente di calma, oppure nel tubo portatore. Con questi tipi di distribuzione, è necessario disporre di uno o più serbatoi muniti di sfioratore, nei quali si accumula l'acqua nelle ore in cui non viene direttamente erogata dai rubinetti. Con questo tipo si ha il vantaggio dell'economia dell'impianto stradale, regolarità d'esercizio, risparmio di serbatoi nella rete stradale in quanto l'erogazione dell'acqua è costante. Si ha per contro possibilità d'inquinamento nei serbatoi degli utenti, perdita d'acqua attraverso gli sfioratori quando questa non è usata, e altri minori. L'inconveniente dato dai recipienti può essere eliminato per mezzo d'una disposizione che, sia pure più complessa, sdoppia la tubazione in una per la presa diretta dell'acqua e in un'altra, attraverso serbatoi, per gli usi dei varî servizî.

Il quarto sistema infine permette di prendere l'acqua direttamente dalle tubazioni stradali, nella quantità necessaria che viene misurata per mezzo d'un contatore. In sostanza non è altro che una variante del 20 sistema che presenta tutti i vantaggi e gli svantaggi di questo a eccezione dello spreco dell'acqua che l'utente paga in ragione del consumo fattone e che viene misurato dal contatore. Fra tutti quelli indicati, i più diffusi sono gli ultimi due. Mentre il secondo e il 4° richiedono uno schema di distribuzione molto semplice costituito dal tubo portatore, che dalla condotta stradale immette l'acqua nelle varie diramazioni che la conducono ai diversi rubinetti d'erogazione, il 1° e il 3° richiedono invece degli schemi più complessi.

Nei più comuni, l'acqua che entra in quantità costante, anche nelle ore di minore o maggiore consumo, sale nei tubi montanti e può essere direttamente adoperata, oppure può accumularsi in appositi serbatoi in modo da costituire la provvista necessaria nelle ore di consumo massimo. Dal fondo d'ogni serbatoio parte un tubo di discesa che si dirama ai diversi rubinetti d'erogazione. Questo schema di distribuzione è però poco raccomandabile dal lato igienico, poiché, come si è detto, se il serbatoio non è tenuto ben pulito, coperto e aereato, l'acqua è soggetta a inquinarsi, tanto più che questi serbatoi vengono di solito disposti in locali sotto tetto, la cui sorveglianza e pulizia lascia molto a desiderare. Oltre a ciò, l'acqua dei serbatoi, appunto per l'infelice ubicazione degli ambienti ove questi vengono collocati, risente molto degli sbalzi esterni della temperatura e specie in estate perde completamente la sua freschezza. Questi inconvenienti si possono però evitare per mezzo d'una cassetta di separazione e di ripartizione che viene disposta in alto, allo sbocco delle colonne montanti. Da questa cassetta, dove sgorga l'acqua della colonna, partono delle condotte distinte: alcune con l'acqua per bere e le altre che vanno ai serbatoi dei singoli appartamenti destinati al servizio di bagni, latrine, ecc. Riportiamo nella fig. 1 questo secondo schema d'impianto di distribuzione. In quei casi nei quali non esistono condotte d'acqua a pressione e nei quali la provvista d'acqua potabile è fatta per mezzo di pozzi, l'acqua può essere sollevata e spinta nella rete di distribuzione domestica da piccole pompe centrifughe azionate da motorini elettrici o a scoppio, i quali dànno dei risultati pratici molto buoni. In questi casi, però, poiché il funzionamento delle pompe centrifughe è intermittente l'impianto domestico deve essere forzatamente munito di s erbatoi o.

Il calcolo della rete di distribuzione d'acqua potabile d'un edifizio si fa senza ricercare una precisione assoluta, tanto più che i diametri dei tubi esistenti in commercio variano di frazioni di pollice notevoli. Tutte le formule proposte si possono ridurre a quelle del Darcy e Bazin e del Flamant che con qualche semplice trasformazione si riducono a

nelle quali D è il diametro del tubo, i la perdita di carico per metro di colonna d'acqua, Q la portata del tubo in litri al secondo, K e λ dei coefficienti che dipendono da varie circostanze di fatto.

Fognatura domestica. - Si riferisce al modo di convogliare ed espellere le acque di rifiuto dalle abitazioni e dall'abitato. Tali acque si classificano in bianche, cioè quelle provenienti da precipitazioni atmosferiche, e in nere, provenienti dalle lavature e dalle latrine. Gl'impianti di fognatura domestica vengono eseguiti, come è ovvio, in relazione al tipo di fognatura stradale. Però, qualunque sia quest'ultimo, la fognatura bianca è sempre separata da quella nera, almeno nei tratti fuori terra.

La rete di tubi per lo smaltimento delle acque bianche è molto semplice: le acque delle coperture vengono raccolte in determinati punti o per mezzo di canali o docce orizzontali disposti lungo le gronde dei tetti oppure per mezzo di opportune pendenze delle terrazze. Da questi punti le acque vengono fatte discendere in tubi verticali al piano della strada o del cortile. Dei fognoli disposti in senso quasi orizzontale raccolgono le acque al piede di questi tubi e le immettono nella fognatura stradale o, comunque, le allontanano. Tutti gl'imbocchi dei fognoli debbono essere muniti di sifone per evitare che l'aria delle fogne risalga nelle abitazioni. Tale chiusura però non è efficace nella stagione estiva in cui viene a mancare l'acqua della chiusura idraulica, a meno che non si provveda alla periodica immissione d'acqua in dette chiusure. I canali di gronda e i tubi discendenti si fanno ordinariamente in lamiera zincata; i tubi hanno di solito il diametro di cm. 8-10 e, se esterni, debbono avere al piede un tratto in ghisa per un'altezza di circa m. 2. Normalmente si assegna un tubo da 10 cm. ogni 50 mq. di tetto. La sezione dei tubi verticali si potrebbe calcolare anche con la formula

dove Q è la portata e A la sezione del tubo, M un coefficiente che varia da 0,25 a 0,50 e H l'altezza massima di caduta d'acqua. I tratti orizzontali debbono avere una pendenza non inferiore all'1% e sono costituiti o da piccoli fognoli di muratura o meglio ancora da tubi di cemento di diametro tale da assicurare lo smaltimento delle massime precipitazioni atmosferiche. Questi tratti orizzontali debbono essere muniti di frequenti pozzi d'ispezione per lo spurgo dai sedimenti e dalle materie terrose che l'acqua trascina dalle coperture, dai cortili e spazî che circondano il fabbricato.

Normalmente, per il calcolo delle reti di smaltimento delle acque bianche, l'analisi non viene spinta a un'approssimazione molto rigorosa. Ritenuto che nei nostri climi l'altezza massima dell'acqua di pioggia sia di 50-75 mm. all'ora, il diametro dei tubi principali si calcola in base a detta quantità e fissandone la pendenza in modo da avere una velocità di scolo d'uno o due metri al secondo. La pendenza in genere è obbligata dalla profondità della fogna stradale e perciò ci si può limitare a calcolare il diametro con la nota formula di Manning, che per tubi lisci viene espressa da

in cui Q è la quantità d'acqua da smaltire, i è la pendenza per m. e D il diametro del tubo. I valori di questa formula sono però teorici e risultano in genere troppo piccoli. Nella fig. 3 si riproduce uno schema d'impianto di fognatura domestica con i diametri dei tubi generalmente adottati.

Anche le tubazioni delle acque nere si compongono di tratti verticali del diametro di 10 cm., nei quali s'immettono, per mezzo di speciali raccordi, gli scarichi delle latrine, dei lavandini, lavabi, bagni, ecc., che, generalmente sovrapposti nei diversi piani, si trovano a essa adiacenti. La comunicazione fra il tubo di scarico e gli ambienti in cui si trovano tali vasi, acquai, ecc., è intercettata da una chiusura idraulica o sifone. Le canne si prolungano verticalmente oltre il punto d'immissione più elevato fino ad almeno 50 cm. sopra il tetto, in maniera da mantenere nell'interno della tubazione verticale, la stessa pressione atmosferica e garantire il funzionamento delle chiusure idrauliche.

Può accadere però che quando dalla bocca di latrina intermedia a due altre s'immette nel tubo una scarica d'acqua di lavaggio, questa cadendo può agire come uno stantuffo ed espellere l'acqua dei sifoni sottostanti o provocarne l'aspirazione in quelli superiori, fino ad annullare la chiusura idraulica e a far penetrare l'aria della fogna negli ambienti abitati. Per evitare questo inconveniente è necessario mantenere l'interno del tubo di scarico alla pressione atmosferica e ciò si ottiene per mezzo di tubi minori di ventilazione che vengono prolungati oltre la copertura del fabbricato. Dei tubi collettori disposti nel sotterraneo dell'edificio raccolgono le acque nere delle varie canne verticali e le immettono nel collettore principale che le porta alla fognatura stradale. La pendenza di questi collettori principali e secondarî deve essere la massima consentita dalla profondità della fogna stradale, per evitare che per la scarsa pendenza le acque nere assumano una velocità insufficiente e lascino depositare le parti solide fino a ostruire le tubazioni. È necessario disporre, nei punti d'incontro dei varî collettori e nelle curve di piccolo raggio, dei pozzi d'ispezione che permettano di liberare i tubi da eventuali ostruzioni che in detti punti più facilmente si manifestano. E altresì opportuno disporre una chiusura idraulica fra il collettore principale e la fogna stradale. Alcuni regolamenti edilizî prescrivevano fino a 3 chiusure idrauliche da interporre tra la casa e la fogna cittadina. I materiali generalmente adottati sono i tubi di grès o meglio di ghisa ed eventualmente di piombo, del diametro di 8-10 cm. per gli scarichi verticali, tubi di grès, di cemento, oppure fognoli in muratura, intonacati a cemento e resi impermeabili per i collettori secondarî e principali. Per i metodi di calcolo v. fognatura.

Trascuriamo di parlare in particolare degl'impianti di distribuzione d'acqua calda, le cui tubazioni sono del resto disposte con i criterî già accennati e che sono alimentate da apparecchi autonomi di riscaldamento oppure collegati gll'impianto di riscaldamento dell'edificio o infine azionati da apparecchi elettrici che riscaldano l'acqua nelle ore notturne o in genere in quelle in cui vi è minor consumo d'energia per gli usi normali, utilizzando così al massimo gl'impianti di produzione e distribuzione di detta energia elettrica.

Impianti di gas. - Molto diffusi quando s'adoperava il gas anche come mezzo d'illuminazione, sono oggi limitati a fornire calore, per usi domestici e industriali. Dalle tubazioni stradali in ghisa con giunti a bicchiere, che portano il gas a bassa pressione (circa un quarto d'atmosfera) partono i tubi di presa che lo portano nella rete di distribuzione degli edifici. Anche per esso la rete si compone di tubi montanti e di diramazioni ai diversi apparecchi bruciatori. I condotti di presa e le colonne montanti vengono fatti in tubo di ferro nero o zincato. Al piede delle colonne montanti, o in altri punti opportunamente scelti della rete, vengono posti gli apparecchi di misura del gas che si consuma (contatori a liquido), come pure all'inizio del tubo di presa viene . nterposto un tratto di tubo di piombo in modo da poter tagliare il tubo e togliere il gas al fabbricato con la massima facilità in qualunque evenienza e senza che si verifichino perdite o fughe pericolosissime. Lo spezzone di tubo di piombo suddetto può essere schiacciato e ribattuto con pochi colpi di martello. I tubi di diramazione non debbono mai essere disposti in piano, ma in leggiera pendenza in maniera che l'acqua di condensazione che si forma nell'interno di essi possa scorrere e raccogliersi, o verso il contatore o in determinati punti della rete che vengono muniti di piccoli apparecchi di raccolta (sifoni di scarico) facilmente vuotabili. Le tubazioni debbono essere a perfetta tenuta, facilmente ispezionabili in ogni punto, con i necessarî rubinetti di sicurezza per isolare i varî tratti della rete in modo da ridurre al minimo i noti pericoli che presentano quest'impianti. Si adottano generalmente tubazioni di ferro con giunti a manicotto, avendo cura che i collegamenti non diano luogo a perdite; i tubi di piombo sono tollerati, ma debbono essere disposti sempre allo scoperto, perché, se nascosti nell'interno dei muri, potrebbero venire inavvertitamente forati o tagliati con infissione di chiodi o altro, causando le conseguenze che facilmente s'intuiscono. I diametri dei tubi non debbono determinare una caduta di pressione maggiore di 10 mm. nei punti più lontani dell'impianto. Praticamente si possono anche desumere dalla seguente tabella compilata secondo dati ricavati dall'esperienza, tenendo, però, presente che un becco a gas a fiamma libera consuma 120-180 litri all'ora, un fornello di cucina da 100 a 500 litri, gli scaldabagni mc. 4,500, gli apparecchi per bucato 1 mc. di gas per ogni kg. di biancheria, i forni e rosticcerie 500-600 litri.

Impanti di ventilazione. - Sono quelli adoperati per rinnovare l'aria con maggiore o minore frequenza nell'interno degli ambienti abitati. Naturalmente nei casi di locali poco frequentati e se l'entità della ventilazione necessaria non è grande, non si usano dispositivi speciali per assicurare il ricambio dell'aria, dimostrandosi sufficiente la ventilazione naturale, che avviene attraverso le finestre e le porte, e quella spontanea che si verifica attraverso i muri che sono sempre leggermente permeabili. Quando invece occorre assicurare un ricambio d'aria d'una certa importanza (sale di riunione, teatri, scuole, ospedali, ecc.), è necessario ricorrere alla ventilazione artificiale. Questa si effettua per aspirazione, estraendo cioè l'aria viziata con appositi ventilatori o camini; per immissione, introducendo l'aria pura che viene presa all'esterno per mezzo di torrette di presa, e che di solito passa successivamente attraverso filtri, batterie riscaldanti o refrigeranti e batterie di umidificazione.

In tal modo viene introdotta negli ambienti aria calda o fredda e l'impianto di ventilazione si fonde con quelli di riscaldamento e di refrigerazione. Questo sistema per immissione presenta l'inconveniente che l'aria pura si mescola con quella viziata dell'ambiente; e per conseguenza l'impianto viene in parte a mancare alla sua funzione. Per questa ragione oggi si adotta l'uso simultaneo dei due sistemi. Questi impianti più complessi che hanno il fine di mantenere nei locali determinate condizioni di temperatura, purezza dell'aria e umidità relativa, reclamate dall'igiene, indipendentemente dalle circostanze atmosferiche esterne, vengono chiamati con espressione americana "di condizionamento".

Quest'impianti raggiungono il loro scopo con l'immettere nei locali determinate masse d'aria, preventivamente calcolate, alla temperatura e con i contenuti d'umidità necessarî a compensare gli scambî di calore o di vapore acqueo da parte di persone, macchinarî, apparecchi o altro che si trovino nei locali medesimi. Naturalmente dovranno venire espulse quantità d'aria viziata uguali a quelle d'aria pura introdotte. In alcuni impianti queste masse d'aria viziata vengono utilizzate in tutto o in parte, previo il dovuto trattamento e depurazione, per effettuarne un sistema di circolazione d'aria a ciclo chiuso. I vantaggi di questo sistema risultano evidenti, non solo come perfezionamento degl'impianti di riscaldamento, ma per il benessere derivante dalla refrigerazione estiva, e più ancora sotto il rispetto dell'igiene e della comodità.

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