L'importanza dell’integrazione delle reti aerauliche nel progetto dei grandi edifici

La complessità dei sistemi di canalizzazione nei grandi edifici

Le reti a canali d’aria costituiscono una componente rilevante nella progettazione impiantistica di edifici di grosse dimensioni, che sono spesso per propria natura caratterizzati da particolari complessità architettoniche.

Questi edifici, che possono riguardare strutture alberghiere, complessi ospedalieri, architetture di pubblica utilità o grandi insediamenti commerciali, presentano per i progettisti un problema di non semplice soluzione legato alla presenza di diversi tipi di impianti, i quali devono non solo coesistere tra loro ma anche convivere con le caratteristiche proprie della struttura architettonica mantenendo efficienza funzionale, logica economica e accessibilità per le operazioni di manutenzione, trasformazione e controllo.

Per questi ed altri motivi un software professionale dedicato alla progettazione termotecnica deve essere in grado di gestire reti aerauliche di notevoli dimensioni, ma soprattutto di consentire al progettista, in fase di stesura, il controllo immediato su una grande molteplicità di sistemi di canalizzazioni, tutti all’interno del medesimo edificio, governandone con semplicità i percorsi e le possibili interferenze.

L'integrazione del disegno delle reti aerauliche

Ciò rende fondamentale la possibilità di integrazione del disegno delle reti aerauliche con

• l’edificio e tutti gli elementi ad esso connesso
• altre tipologie d’impianto, come ad esempio impianti idronici, sanitari, antincendio che coesistano entro il medesimo involucro edilizio
• la rete di mandata dell’aria (la cui funzione è quella di convogliare dall’unità di trattamento dell’aria ai singoli ambienti l’aria destinata al ricambio ed eventualmente all’abbattimento del carico ambiente) e la rete di ripresa (la cui funzione è quella di aspirare dagli ambienti l’aria viziata per inviarla all’eventuale recuperatore di calore e poi al di fuori dell’edificio).

Le reti aerauliche devono pertanto essere studiate accuratamente in modo tale da evitare interferenze sia con l’edificio, sia con tubazioni, sia tra i canali stessi, siano essi della stessa rete o di reti aerauliche diverse.

La capacità del software di rappresentare tridimensionalmente, con precisione e tenendo conto degli ingombri esatti, sia le canalizzazioni, che l’edificio stesso che le tubazioni di altri sistemi di impianto, diventa in queste circostanze un requisito imprescindibile per la corretta progettazione impiantistica al fine di ottenere un layout esecutivo attendibile in fase di realizzazione dell’opera.

La semplicità del software Mc4Suite

Mc4Suite di Mc4Software permette di effettuare agevolmente l’insieme di queste operazioni. All’interno di un unico ambiente grafico CAD, quindi senza mai uscire dalla medesima area di lavoro, Mc4Suite permette di disegnare tridimensionalmente sia l’edificio, sia le reti di canali dell’aria, con l’immediatezza del disegno unifilare. L’utente non ha da fare altro che disegnare entità semplici come linee: il programma creerà da solo automaticamente il disegno tridimensionale sia dell’edificio, sia dei canali, il tutto restando all’interno della medesima area di lavoro e dunque con l’integrazione stretta tra edifico e impianto.

La realizzazione grafica dell’edificio in Mc4Suite non è finalizzata esclusivamente alla definizione dell’ingombro dello stesso, ma permette la valutazione dei carichi termici estivi ed invernali, nonché il calcolo della portata d’aria d’immissione ed estrazione, ambiente per ambiente, in ragione appunto sia del carico termico che deve essere abbattuto, sia del ricambio d’aria che deve essere garantito ai fini della salubrità dell’aria. A partire dalla valutazione delle portate d’aria ambiente (d’immissione ed estrazione) il programma è in grado di attribuire automaticamente la portata d’aria su ciascun diffusore e di dimensionare l’impianto. Per ottenere tale risultato è fondamentale la condivisione dei moduli di calcolo che è nativa in Mc4Suite e si integra con tutti i moduli.

La possibilità di valutare automaticamente le portate ai diffusori permette di velocizzare al massimo l’inserimento dei terminali aeraulici, i quali possono anche essere copiati da un ambiente ad un altro, oppure da un piano ad un altro (non necessariamente attigui al piano di partenza) insieme ai canali che li collegano all’unità di trattamento dell’aria. La copia è intelligente e permette l’associazione automatica, ad ogni diffusore, della nuova portata desunta dall’ambiente di destinazione, nel quale il diffusore è stato copiato. In questo modo, in edifici di grandi dimensioni, dove vi siano porzioni di rete o intere reti tra loro uguali, sarà molto agevole realizzare intere distribuzioni con estrema rapidità.

La stesura del progetto è facilitata da numerosi automatismi che limitano gli errori di input e consentono velocità di esecuzione. È possibile ad esempio posizionare automaticamente file anche multiple di diffusori a distanze prestabilite e, mediante un apposito comando, il software si occuperà di collegare automaticamente i singoli terminali alla dorsale di distribuzione, così da realizzare con pochi comandi grandi porzioni dell’impianto. 

Le librerie presenti in Mc4Suite sono ricche di tipologie diverse di terminali, ma l’utente  ha anche la possibilità di creare nuovi componenti con le caratteristiche tecniche delle marche commerciali da lui preferite associandole ad un disegno tridimensionale del componente.

Mc4Suite consente al professionista di scegliere e combinare diverse tipologie di dimensionamento dell’impianto a seconda delle proprie preferenze progettuali. Per esempio il software permette il dimensionamento delle canalizzazioni utilizzando il metodo a perdita di carico costante. È possibile, in aggiunta o in alternativa, imporre velocità massime di flusso nelle canalizzazioni, differenziandole tra canalizzazioni principali e secondarie. 

Per la rete di mandata è anche possibile utilizzare il dimensionamento a recupero di statica, mentre per le reti di ripresa si può definire la velocità minima ammissibile, in modo da evitare il deposito di parti solide eventualmente in sospensione nell’aria o comunque di inquinanti. 

Mc4Suite permette il bilanciamento della rete in due modalità:

• inserendo apposite serrande di taratura
• stringendo le sezioni dei canali

Infine si può decidere di adottare il metodo di calcolo di verifica della rete, in cui Mc4Suite non modifica le sezioni dei canali che l’utente ha disegnato in quanto, ad esempio, reti esistenti, ed in questo caso calcolerà le prevalenze e le velocità in relazione alla portata dei diffusori disegnati. Anche in questa situazione è comunque possibile decidere l’eventuale taratura dell’impianto mediante serrande di taratura.

In Mc4Suite il disegno della rete aeraulica è facilitato dall’inserimento automatico dei pezzi speciali come curve, derivazioni, “T”, croci, confluenze ecc… Così, ad esempio, al cambio di direzione di un canale Mc4Suite inserirà da sé automaticamente la curva che determina il cambio di direzione. I pezzi speciali contenuti nell’archivio di Mc4Suite sono gli stessi previsti dall’ASHRAE handbook. 

Una rete aeraulica può essere disegnata e dimensionata anche a prescindere dalla presenza o meno di un edificio che la contiene. Così, se ad esempio si conoscono le portate da attribuirsi ad ogni singolo diffusore, l’utente di Mc4Suite potrà decidere di non disegnare l’edificio, ma d’impostare la portata prescelta su ciascun diffusore e potrà, dopo aver disegnato la rete, eseguirne il dimensionamento con i medesimi criteri descritti in precedenza.