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Acquedotti distribuzione2014
- 1. Riccardo Rigon Reti didistribuzione idrica Requisiti di Progetto MRanzato-RetiIdricheRoncoall’Adige
- 2. Reti di distribuzioneidrica 2 Sommario • Nella lezione presente impareremo che come si dimensionano le reti di distribuzione idrica, assegnate le caratteristiche urbanistiche di un luogo. • Si definirà, allo scopo, il concetto di dotazione idrica • Si definiranno, i requisiti di funzionamento richiesti ad una rete. • Si descriveranno i dispositivi idraulici presenti in una rete • Si introduranno e discuterrano gli elmenti per il calcolo delle reti. Riccardo Rigon
- 3. Reti di distribuzioneidrica 3 Per determinare la portata di progetto di un acquedotto civile bisogna: • Stabilire la durata tecnica dell’acquedotto (in genere 30-40 anni); • Stimare la popolazione da servire lungo tutta la durata dell’opera; • Stabilire la dotazione idrica pro capite o comunque associare ad una certa area un consumo idrico giornaliero in funzione delle tipologie abitative Reti di distribuzione Requisiti iniziali Riccardo Rigon
- 4. Reti di distribuzioneidrica 4 •abitazioni private (uso potabile, cucina, pulizia personale, pulizia biancheria e casa, etc.); •edifici pubblici (scuole, ospedali, ospizi, caserme, edifici religiosi, uffici, etc.); •servizi pubblici (lavaggio ed innaffiamento strade, pulizia fogne, giardini, servizio antincendio, etc.); •servizi commerciali e turistici (alberghi, pensioni, negozi, bar, camping, etc.); •attività artigianali ed industriali (officine, piccole industrie, laboratori, lavanderie, etc.). Tipologie di utenze in un centro abitato Riccardo Rigon
- 5. Reti di distribuzioneidrica 5 1 m3/anno/persona per bere •1~100 m3/anno/persona per uso domestico •~100 m3/anno/persona per uso industriale •500~2000 m3/anno/persona per l’irrigazione e l’agricoltura Di quanta acqua abbiamo bisogno ? Riccardo Rigon
- 6. Reti di distribuzioneidrica 6 Abitazioni private Consumi in l/g Roberto Greco
- 7. Reti di distribuzioneidrica 7 Edifici pubblici Consumi in l/g Roberto Greco
- 8. Reti di distribuzioneidrica 8 Servizi pubblici Consumi in l/g Roberto Greco
- 9. Reti di distribuzioneidrica 9 Attività Artigianali e piccole industrie Consumi in l/g Roberto Greco
- 10. Reti di distribuzioneidrica 10 Attività Turistiche Consumi in l/g Roberto Greco
- 11. Reti di distribuzioneidrica 11 Dotazione Il Piano Regolatore Generale degli Acquedotti (DM del 1967) stabilisce le seguenti dotazioni pro capite secondo le dimensioni del centro abitato: Roberto Greco
- 12. Reti di distribuzioneidrica 12 Portata di progetto di un acquedotto Q = qr Nr + qF1 NF1 + qF2 NF2 86400 l s 1 •Q è la portata media giornaliera assunta a base della progettazione dell’acquedotto; •qR rappresenta la dotazione destinata alla popolazione residente Nr; La portata di progetto di un acquedotto è, generalmente, una portata media giornaliera, calcolata nel modo seguente: Roberto Greco
- 13. Reti di distribuzioneidrica 13 Portata di progetto di un acquedotto Q = qr Nr + qF1 NF1 + qF2 NF2 86400 l s 1 •qF1è la dotazione per gli NF1 abitanti fluttuanti che trascorrono mezza giornata nel comune; •qF2 èla dotazione per gli NF1 abitanti fluttuanti che trascorrono nel comune l’intera giornata. La portata di progetto di un acquedotto è, generalmente, una portata media giornaliera, calcolata nel modo seguente: qF1 = 40 80 l s 1 qF2 = 60 150 l s 1 Roberto Greco
- 14. Reti di distribuzioneidrica 14 Portata di progetto di un acquedotto Ma, naturalmente, una buona pratica progettuale dovrebbe confrontare i numeri risultanti con un calcolo indipendente delle strutture e infrastrutture presenti nell’area di progetto. Roberto Greco
- 15. Reti di distribuzioneidrica 15 È preferibile realizzare, per quanto possibile, reti di distribuzione a maglie chiuse, nelle quali si individuano di solito: •Una condotta di adduzione, che collega il serbatoio alla rete (spesso si realizzano due condotte in parallelo); •Uno o più anelli principali, le cui condotte possono raggiungere diametri ragguardevoli (fino a 1000÷1200mm); •Uno o più ordini di anelli secondari (diametri dai 100 ai 300 mm); •Condotte minori per l’allacciamento alle utenze. Reti di distribuzione Riccardo Rigon
- 16. Reti di distribuzioneidrica 16 Reti di distribuzione Roberto Greco
- 17. Reti di distribuzioneidrica 17 La filosofia di progettazione delle reti di distribuzione idrica deve al giorno d’oggi tenere conto del Decreto del Ministero dei Lavori Pubblici n. 99 del 1997, il quale ha introdotto l’obbligo della distrettualizzazione delle reti. Per agevolare la gestione della rete, soprattutto con riferimento al problema della localizzazione delle perdite, il DM 99/97 impone infatti che la rete sia divisa in distretti di dimensioni limitate, connessi al resto della rete in pochi nodi, nei quali sia possibile effettuare il controllo della pressione e della portata. In tal modo è possibile controllare più accuratamente il bilancio tra le portate entranti nel distretto e quelle fatturate alle utenze, individuando tempestivamente i punti di eventuale malfunzionamento. Distrettualizzazione delle reti di distribuzione Roberto Greco
- 18. Reti di distribuzioneidrica 18 La distribuzione dell’acqua alle utenze viene realizzata con diramazioni private, la cui parte verticale è detta comunemente montante, che collegano le tubazioni principali e secondarie della rete ai contatori volumetrici installati presso tutte le utenze servite. Tali diramazioni possono essere condominiali oppure servire singole utenze. Soprattutto nei centri urbani esse sono talmente numerose che spesso, per il calcolo idraulico dei lati della rete, si ricorre allo schema di condotta con erogazione uniformemente distribuita lungo il percorso. In aggiunta alle erogazioni distribuite, sono di solito presenti erogazioni concentrate in corrispondenza di nodi della rete (ad esempio i nodi dai quali si dipartono i rami ad antenna). Distribuzione alle reti private Roberto Greco
- 19. Reti di distribuzioneidrica 19 *Erogazione uniformemente distribuita Va ricordato che in questo schema, le equazioni che regolano il moto dell’acqua della rete, a meno di semplificazioni paradossali ed inutili che portano a condizioni equivalenti a quelle dell’emungimento concentrato ai nodi, non sono quelle che si hanno assumendo un emungimento concentrato ai nodi. In particolare: •la portata varia nei tratti (non è costante) •la perdita di carico in un tratto non è una funzione quadratica della portata ma cubica. Roberto Greco
- 20. Reti di distribuzioneidrica 20 La distribuzione dell’acqua alle utenze può avvenire •a gravità (alimentazione diretta) •oppure necessitare di un pompaggio a causa dell’eccessiva altezza dell’edificio da servire. In tal caso, per motivi igienici, è preferibile l’adozione di un serbatoio in pressione al piede dell’edifico (autoclave) piuttosto che di uno in sommità. Distribuzione alle reti private Roberto Greco
- 21. Reti di distribuzioneidrica 21 Variabilità dei consumi idrici La rete idrica viene dimensionata per portate permanenti fittizie che tengono conto della variabilità dei consumi orari, giornalieri e mensili. Maurizio Leopardi
- 22. Reti di distribuzioneidrica 22 Variabilità dei consumi idrici Ecco un diagramma settimanale dei consumi orari Maurizio Leopardi
- 23. Reti di distribuzioneidrica 23 Variabilità dei consumi idrici Per ovviare alla richiesta variabile, all’interno e ai margini della rete vengono solitamente dimensionati dei serbatoi di compenso che erogano, svuotandosi, la portata mancante durante le ore di massimo consumo e si riempiono durante le ore di minimo consumo. Maurizio Leopardi
- 24. Reti di distribuzioneidrica 24 Costruzioni Idrauliche Lezione I – Fabbisogno idropotabile Variabilità mensile dei consumi idrici: Mese G F M A M G L A S O N D Marchetti 0.70 0.70 0.80 0.90 1.10 1.25 1.30 1.30 1.25 1.15 0.85 0.70 Arredi 0.85 0.85 0.90 0.90 1.00 1.15 1.25 1.25 1.10 1.00 0.90 0.85 Conti 0.85 0.83 0.94 0.97 1.08 1.18 1.10 1.14 1.06 1.04 0.92 0.88 Q Q maxg g !"Coefficiente di punta giornaliero Variabilità giornaliera dei consumi idrici: Variabilità oraria dei consumi idrici: Q Q maxh h !"Coefficiente di punta orario Variabilità dei consumi idrici Nella progettazione la variabilità dei consumi è computata con l’ausilio di coefficienti di punta. Roberto Greco
- 25. Reti di distribuzioneidrica 25 Coefficienti di punta Roberto Greco
- 26. Reti di distribuzioneidrica 26 Requisiti piezometrici La variabilità dei consumi implica che durante l’esercizio giornaliero la rete sia sollecitata da carichi piezometrici variabili. Roberto Greco
- 27. Reti di distribuzioneidrica 27 Per il buon funzionamento della rete bisogna garantire: •Nelle ore di punta e di minimo livello nel serbatoio, almeno 5 m di carico al terzo piano degli edifici; •Nelle ore di minimo consumo (ore notturne), un carico gravante sulle tubazioni della rete ovunque inferiore a 70÷80 m; •Il contenimento dell’oscillazione del carico durante l’esercizio entro il limite di 20÷30 m; Requisiti di una rete di distribuzione Riccardo Rigon
- 28. Reti di distribuzioneidrica 28 Inoltre: •In caso di incendio, un carico sul piano stradale non inferiore a 15m e l’erogazione dell’80% della portata media giornaliera; •In caso di interruzione di uno o più tronchi della rete, l’erogazione della portata media giornaliera. Requisiti di una rete di distribuzione Riccardo Rigon
- 29. Reti di distribuzioneidrica 29 Requisiti di una rete di distribuzione In sintesi, la rete interna ha il compito di distribuire l’acqua alle utenze ed è pertanto soggetta a erogazioni di portata variabili nel tempo in funzione delle mutevoli richieste delle utenze. Di solito nel progetto e nella verifica delle reti interne si tiene conto della sola variabilità giornaliera rispetto alla portata media. Riccardo Rigon
- 30. Reti di distribuzioneidrica 30 Requisiti di una rete di distribuzione Si definisce a tal fine il coefficiente di punta orario, che consente di valutare le portate erogate durante l’ora di massimo consumo. E la portata di progetto è Q = kg ¯Qg Portata di progetto Riccardo Rigon
- 31. Reti di distribuzioneidrica 31 Requisiti di una rete di distribuzione Si definisce a tal fine il coefficiente di punta orario, che consente di valutare le portate erogate durante l’ora di massimo consumo. E la portata di progetto è Q = kg ¯Qg C o e f f i c i e n t e d i punta orario Riccardo Rigon
- 32. Reti di distribuzioneidrica 32 Requisiti di una rete di distribuzione Si definisce a tal fine il coefficiente di punta orario, che consente di valutare le portate erogate durante l’ora di massimo consumo. E la portata di progetto è Q = kg ¯Qg p o r t a t a m e d i a oraria del giorno di massimo consumo Riccardo Rigon
- 33. Reti di distribuzioneidrica 33 Se il centro abitato è di dimensioni rilevanti, può accadere che l’andamento del terreno non consenta il rispetto di tutte le condizioni. S i p u ò r i c o r r e r e a l frazionamento della rete in più reti del tutto indipendenti, oppure provviste di valvole riduttrici di pressione in corrispondenza dei punti di interconnessione. Requisiti di una rete di distribuzione after Maurizio Leopardi Riccardo Rigon
- 34. Reti di distribuzioneidrica 34 Requisiti di una rete di distribuzione Schema della rete di acquedotto della città dell’Aquila Maurizio Leopardi
- 35. Reti di distribuzioneidrica 35 Per valutare le erogazioni medie giornaliere si procede, in via approssimata, individuando nel PRG del centro abitato zone urbanisticamente omogenee e valutandone la densità abitativa. Valutazione di dettaglio delle portate giornaliere Roberto Greco
- 36. Reti di distribuzioneidrica 36 Valutazione di dettaglio delle portate giornaliere Roberto Greco
- 37. Reti di distribuzioneidrica 37 In base alla dotazione idrica sarà possibile calcolare le portate erogate da ciascun lato della rete. Qualora esistano aree servite da rami ad albero, l’erogazione complessiva andrà disposta nel nodo della rete a maglie dal quale si diparte il tratto ad albero. Le erogazioni nelle ore di punta si determinano moltiplicando le erogazioni medie per il coefficiente di punta orario. Valutazione di dettaglio delle portate giornaliere Roberto Greco
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- 40. Reti di distribuzioneidrica 40 Tanto vale fare un discorso piu’ razionale sulla dotazione. … Spostare in questa presentazione le prime slides della lezione successiva e, gia’ che ci siamo anche le slides sullo sviluppo planimetrico della rete