UNI EN 12845: analisi delle alimentazioni idriche antincendio con serbatoio di accumulo collegato a pompe

Queste brevi note si pongono l’obbiettivo di sintetizzare quanto riportato dalla norma UNI EN 12845, per quanto riguarda le alimentazioni idriche antincendio composte da una riserva idrica e da pompe di pressurizzazione. Verrà preso in considerazione solo quanto è previsto per i sistemi calcolati integralmente.

Alimentazioni idriche antincendio composte da una riserva idrica e da pompe di pressurizzazione: i punti della norma UNI EN 12845 in cui si affronta il tema 

La norma si occupa in più punti di questa tipologia di alimentazione.

Capitolo 4 

All’interno del capitolo 4 – PROGETTAZIONE E DOCUMENTAZIONE CONTRATTUALE - punto 4.4.4; dove vengono indicate le caratteristiche che devono essere fornite in fase progettuale; in particolare nei punti 4.4.4.4 e 4.4.4.5 vengono elencati, in modo dettagliato, tutti i dati che occorre fornire relativamente al:

  • Gruppo di pompaggio automatico
  • Serbatoio di accumulo

In particolare per i gruppi di pompaggio, occorre indicare, tra le altre, le seguenti caratteristiche:

  • La curva caratteristica Q/H della pompa, tenendo conto di un livello di aspirazione pari al livello minimo “X” (si fa riferimento alle fig. 4 e 5 che si trovano all’interno del cap. 9 – vedremo più avanti di cosa si tratta) 
  • La curva della potenza assorbita; per le pompe con curva di potenza crescente (in sintesi: per le pompe centrifughe), deve essere disponibile la curva della potenza fino a NPSHr = 16 m.c.a.
  • La curva dell NPSH richiesto, per le pompe centrifughe, deve essere disponibile la curva fino a NPSHr = 16 m.c.a. 
  • La dichiarazione della potenza disponibile per ogni motore 
  • L’NPSH disponibile e quello richiesto, alla portata massima prevista
  • L’altezza minima di immersione (sommergenza) per le pompe VTP e le elettropompe sommerse

Per i serbatoi di accumulo, occorre fornire, tra le altre, le seguenti caratteristiche:

  • Il volume totale
  • La capacità effettiva e l’autonomia
  • La portata di rincalzo per i serbatoi a capacità ridotta
  • La distanza verticale tra l’asse della pompa e il livello minimo “X” nel serbatoio 
  • La frequenza raccomandata per le manutenzioni programmate che richiedono lo svuotamento del serbatoio 
  • La protezione contro il gelo
  • I livelli minimo “X” e normale “N” (sempre rif. Fig. 4 del cap. 9)

Capitolo 8

Nel capitolo 8 – ALIMENTAZIONI IDRICHE – il tema è toccato in più punti:

  • 8.1 - All’interno del quale vengono prescritte tutte le caratteristiche comuni ad ogni tipo di alimentazione idrica (durata, continuità, affidabilità, protezione contro il gelo ecc…) 
  • 8.3 - Dove si dice che le pompe del sistema sprinkler devono essere indipendenti dalle pompe del sistema idranti, tranne nel caso di alimentazione combinata. 
  • 8.5 – Dove si parla dei dispositivi di prova e in particolare, punto 8.5.2, del fatto che la stazione di pompaggio, deve essere dotata di un dispositivo di misurazione della portata.

Capitolo 9

Anche nel capitolo 9 – TIPO DI ALIMENTAZIONE IDRICA – il sistema serbatoio/pompe è preso in considerazione in più punti:

  • 9.1 - Dove viene citato tra le alimentazioni idriche previste dalla norma 
  • 9.3 - Dove si individuano i tipi di serbatoi ai quali fare riferimento (9.3.1)
  • 9.3.2.1 e 9.3.2.3 – Dove viene detto che il volume d’acqua necessario per alimentare l’impianto per la durata prevista (vedi il già citato 8.1), può essere fornito da:
    • Un serbatoio a capacità completa, con una capacità utile pari al volume d’acqua minimo richiesto 
    • Un serbatoio a capacità ridotta in cui il volume d’acqua richiesto è fornito sia dalla capacità del serbatoio, che dalla portata di rincalzo proveniente dall’acquedotto.

E che il volume minimo effettivo di acqua, deve essere calcolato moltiplicando la portata massima richiesta, per la durata specificata.

  • 9.3.3 - Qui è indicato in 36 ore, il tempo massimo di riempimento di un serbatoio a capacità completa. Inoltre viene specificato, che le prese (in sostanza le aspirazioni delle pompe), devono essere posizionate a più di due metri (in orizzontale) dalle tubazioni di alimentazione del serbatoio. Questo per evitare che le pompe peschino all’interno di zone di turbolenza con il rischio di trascinamento di aria all’interno della macchina
  • 9.3.4 – Si forniscono le indicazioni per realizzare correttamente un serbatoio a capacità ridotta
    • Il rincalzo proveniente dall’acquedotto deve essere automatico
    • Devono essere presenti almeno due valvole di riempimento, ciascuna capace di veicolare, da sola la portata di rincalzo
    • La capacità utile del serbatoio, non deve essere inferiore a quella indicata dal prospetto 11 del cap. 9 – nel quale, in funzione della classe di pericolo, vengono indicate le capacità minime effettive (capacità utili) in m³. Ad esempio per un’alimentazione che si trovi a proteggere un’attività classificata come OH2, la capacità minima viene indicata pari a 30 m³.
  • 9.3.5 – Si indicano i livelli ai quali fare riferimento per il calcolo del volume utile (capacità effettiva). Il volume utile è quello compreso tra la quota “X” e la quota “N”. Sostanzialmente tra il livello minimo (che adesso andremo a vedere come si calcola) e la quota relativa al troppo pieno della vasca o al livello max, che il progettista ha deciso di mantenere dentro la vasca stessa.

UNI EN 12845: analisi delle alimentazioni idriche antincendio


Per calcolare il livello minimo (la quota “X” della figura 4 del cap. 9), si deve fare riferimento al prospetto 12, contenuto sempre nel cap. 9.

In questo prospetto, in funzione del diametro “d” del tubo di aspirazione, vengono indicati i ricoprimenti idraulici minimi, da mantenere al di sopra della tubazione di aspirazione (per inciso, questo discorso vale sia per la pompe centrifughe che per le pompe tipo VTP; in quest’ultimo caso la tubazione di aspirazione non è del tutto assente, essa coincide con il brevissimo tratto che corre tra la flangia di aspirazione e l’ingresso della girante; perciò è corretto applicare i ragionamenti seguenti ad entrambe le tipologie di macchine).

Il ricoprimento idraulico (quota “A” del prospetto 12) serve per evitare che, a causa della eccessiva vicinanza tra pelo libero e zona di aspirazione, si creino dei vortici dovuti all’eccessiva velocità che si determina in superficie. Sul pelo libero, detti vortici, trascinano aria direttamente dall’atmosfera (niente a che vedere con il fenomeno della cavitazione) e la convogliano dentro la pompa. La pompa si trova così a lavorare in presenza di aria e le sue prestazioni ne possono risentire notevolmente. A questa diminuzione di prestazioni, si accompagnano anche danneggiamenti di tipo meccanico.

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Come si può vedere il ricoprimento idraulico minimo, in caso di un tubo con d = 200 mm, è di 0,62 m, mentre la quota “B”, minima distanza dal fondo da mantenere per evitare l’aspirazione di detriti che sono sedimentati nel tempo, è di 0,15 m. Per un totale di 0,77 m di acqua che non possono essere utilizzati per il calcolo del volume utile. Se pensiamo di avere una vasca rettangolare con una superficie di 10 x 5 = 50 m² e un’altezza di 4 m, allora il volume non utilizzabile a fini antincendio diviene: 0,77 x 50 = 38, 5 m³.

Di conseguenza, di fronte ad un volume geometrico di 50 x 4 = 200 m³, quello realmente utilizzabile è di: 161,5 m³

Riassumendo, il problema che si vuole risolvere è quello descritto in precedenza e evidenziato in figura.

il problema della turbolenza nell'aspirazione delle pompa


Man mano che il livello scende, l’aspirazione della pompa interferisce sempre di più con la superficie di separazione acqua/atmosfera, fino a generare le turbolenze delle quali si è parlato. 

Per evitare questo problema, le soluzioni sono solo due, una è quella illustrata legata al ricoprimento idraulico minimo che mantiene lontano il pelo libero dalla zona di aspirazione, l’altra è quella di allungare il percorso dei filetti fluidi diminuendone quindi la velocità. Per far ciò si utilizzano, da sempre, le così dette piastre antivortice.

....CONTINUA

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