RELAZIONE TECNICA IMPIANTI - Comune di Pomigliano D`Arco

Decreto Dirigenziale n. 872 del 21/11/2012
POR FESR 2007/2013. Obiettivo operativo 6.3 "Città solidali e scuole aperte" - approvazione riparto di risorse
destinate agli ambienti territoriali per la realizzazione di nidi e micronidi per bambini da 0 a 36 mesi.
OGGETTO: Ristrutturazione ed adeguamento impiantistico alle normative vigenti
della scuola elementale e media "Masseria Guadagni" e riorganizzazione degli spazi a Asilo Nido.
IL COMMITTENTE:
Comune di
Pomigliano d'Arco (NA)
Piazza Municipio n. 1 - 80038
Tel. 0815217111 - Fax 0815217206
Progettista: Ing. Ciro Cusano
TIPOLOGIA INTERVENTO:
Manutenzione straordinaria/ristrutturazione
U B I C A Z I O N E I N T E R V E N T O : POMIGLIANO D'ARCO (NA)
DATA PUBBLICAZIONE:
Via dei Romani - Masseria Guadagni
14 Gennaio 2013
AGGIORNAMENTI:
TAVOLA 4
A
C
Allegato 8.1
B
D
Coordinatore della sicurezza
in fase di progettazione:
Ing. Ciro Cusano
RELAZIONE CALCOLO IMPIANTI ELETTRICI
L'IMPRESA:
Il Responsabile Unico del Procedimento:
IL DIRETTORE DEI LAVORI:
VEDUTA AEREA DELL'ISTITUTO Scolastico in via dei Romani - Masseria Guadagni - POMIGLIANO D'ARCO (NA)
PROSPETTO OVEST DELL'ISTITUTO SCOLASTICO in via dei Romani - Masseria Guadagni - POMIGLIANO D'ARCO (NA)
Comune di Pomigliano d’Arco (NA)
PROGETTO ESECUTIVO
Relazione di calcolo degli impianti
a servizio della scuola di via Romani (NA)
RELAZIONE SPECIALISTICA IMPIANTI
Richiedente:
Comune di Pomigliano d’Arco (NA)
Sito d’installazione: Scuola via Romani - 80038 Pomigliano d’Arco (NA)
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SCOPO DELL’ELABORATO
Il presente elaborato ha lo scopo di rappresentare i criteri di calcolo adottati per
addivenire al dimensionamento degli impianti e delle loro parti ed apparecchiature di cui
agli elaborati grafici ed al computo metrico.
CARICHI ELETTRICI
I carichi elettrici di illuminazione principali hanno le seguenti potenze nominali:
A. Illuminazione:
 Illuminazione
8,244kW
TOTALE CARICHI ILLUMINAZIONE
8,244kW
I carichi elettrici di FM principali hanno le seguenti potenze nominali stimate:
B. FM:
 Linea prese uffici
9,000kW
 Linea prese cucina
9,000kW
 Linea prese aule e servizi
4,500kW
TOTALE CARICHI FM
22,5kW
I carichi elettrici conseguenti all’impianto idrico sanitario hanno le seguenti
potenze nominali stimate:
C. FM:
 Scaldabagno 50 l
1,200kW
 Scaldabagno 100l
1,500kW
TOTALE CARICHI idrico sanitario
2,7kW
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I carichi elettrici derivanti dall’impianto di riscaldamento, hanno le seguenti
potenze nominali stimate:
D. FM:
 Ventilconvettori
1,316kW
TOTALE CARICHI riscaldamento
1,316kW
I carichi elettrici derivanti dall’impianto di circolazione fluido in centrale termica,
hanno le seguenti potenze nominali stimate:
E. FM:
 Circolatori
1,000kW
TOTALE CARICHI circolatori
1,000kW
a questo punto, considerando gli idonei fattori di contemporaneità e di utilizzo,
Contemporaneità carichi luce: 1
Utilizzo macchine elettromeccaniche: 0,8
si ottiene un valore di potenza effettiva pari a:
TOTALE CARICHI 31,26kW
In definitiva il totale dei carichi stimati in possibile funzionamento contemporaneo
risulta pari a circa 32kW, ragion per cui a servizio dei locali si dovrà installare un contatore
di energia elettrica BT trifase 400V con potenza massima pari ad almeno 35kW.
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CALCOLO DELLE SEZIONI DEI CONDUTTORI
Il calcolo delle sezioni dei conduttori verrà effettuato mediante l’applicazione del
criterio termico e successivamente del criterio elettrico; ovvero verrà dapprima calcolata la
corrente di impiego della linea e verrà confrontata con la portata nominale del cavo, quindi,
scelta la sezione si calcolerà la caduta di potenziale e si verificherà che la stessa è
inferiore ad un certo valore; in genere il 4%:
criterio termico:
Il calcolo della corrente che circola in una linea è effettuato mediante la formula
inversa della potenza:
per sistema trifase:
P  3V  I B cos 
per sistema monofase:
P  V  I B cos 
Dove:
Ib è la corrente di impiego della conduttura
V è la tensione nominale della linea
cos φ è il fattore di potenza
Dalle precedenti si ricava la IB secondo le relazioni :
per sistema trifase:
IB 
per sistema monofase:
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P
3V cos 
IB 
P
V cos 
Adesso, indicata con Iz è la portata della conduttura, il criterio termico consiste nello
scegliere una sezione tale che sia soddisfatta la seguente disuguaglianza:
IB < I Z
criterio elettrico:
Il criterio elettrico consiste, nota la corrente di impiego di una linea, nel calcolare la
caduta di potenziale della linea avente una determinata sezione e costituita da un
determinato materiale; in particolare la caduta di potenziale ΔV si calcola mediante le
seguenti relazioni (derivante legge di Ohm):
V 
Ct I B L
1000
Dove:
Ib è la corrente di impiego della conduttura
Ct = K (R cosφ + X senφ) impedenza;
R è la resistenza per km ed X la reattanza per km
cos φ è il fattore di potenza
K = 2 per linee monofasi
K = 1,73 per linee trifasi
L = lunghezza della linea in m
Adesso, indicata con ΔV% la caduta di tensione espressa in percento, il criterio elettrico
consiste nello scegliere una sezione di cavo tale che sia soddisfatta la seguente
disuguaglianza:
ΔV% < 4%
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PROTEZIONE DELLE CONDUTTURE
Protezione delle condutture elettriche contro le sovracorrenti
I conduttori attivi degli impianti devono essere protetti contro le sovracorrenti causate da
sovraccarichi o cortocircuiti.
Protezione contro i sovraccarichi:
La protezione deve essere effettuata secondo quanto prescritto dalla norma CEI 64-8.
In particolare devono essere soddisfatte le seguenti condizioni:
Ib < In < Iz
If < 1,45 Iz
Dove:
Ib è la corrente di impiego della conduttura
Iz è la portata della conduttura
In è la corrente nominale del dispositivo di protezione
If è la corrente convenzionale di funzionamento del dispositivo di protezione
Protezione contro i corto circuiti:
Prima di individuare le protezioni da adottare indichiamo le relazioni che ci permettono di
ricavare le correnti di cortocircuito:
In particolare la corrente massima di cortocircuito Icc(max) può essere ricavata
attraverso la relazione:
Icc (max) 
SC
T
Dove:
S è la sezione del conduttore in mm2
C è una costante pari a:
115 per cavi in rame isolati in pvc
143 per cavi in rame isolati in gomma G7
T è il tempo di durata del cortocircuito espresso in s
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Per quanto attiene invece al calcolo della corrente minima di cortocircuito Icc la stessa
viene calcolata attraverso le seguenti relazioni:
per conduttore di neutro non distribuito:
Icc 
0,8U
2L
1,5
S
Dove:
U è la tensione concatenata espressa in V
ρ è la resistività a 20°C dei materiali conduttori in Ohm mm2
L è la lunghezza della conduttura in m
S è la sezione del conduttore in mm2
quando il conduttore di neutro è distribuito:
0,8U 0
Icc 
1,5 (1  m)
L
S
Dove:
U0 è la tensione di fase espressa in V
ρ è la resistività a 20°C dei materiali conduttori in Ohm mm2
L è la lunghezza della conduttura in m
S è la sezione del conduttore in mm2
m, se la fase ed il neutro sono costituiti dallo stesso materiale, è il rapporto tra il
conduttore di fase ed il conduttore di neutro
Ciò premesso, La protezione deve essere effettuata secondo quanto prescritto dalla
norma CEI 64-8.
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In generale la protezione viene effettuata installando dispositivi in grado di interrompere
prima che quest’ultime possano diventare pericolose per gli effetti termici e meccanici nei
conduttori e nelle relative connessioni.
I dispositivi di connessione devono rispondere a due requisiti fondamentali:
1) Avere un potere di interruzione almeno uguale alla corrente di corto circuito
presunte nel punto di installazione. E’ tuttavia ammesso l’impiego di un dispositivo
con potere di interruzione inferiore, a condizione che, a monte, vi sia un altro
dispositivo avente il richiesto potere di interruzione; in questo caso, le
caratteristiche dei due dispositivi devono essere coordinate in modo che l’energia
specifica passante (I2t), lasciata passare dal dispositivo a monte, non risulti
superiore a quella che può essere supportata, senza danno, dal dispositivo a valle
e dalle condutture protette.
2) Intervenire in un tempo inferiore a quello che porterebbe la temperatura dei
conduttori oltre il limite ammissibile. Questa condizione, per corto circuiti che
superano i cinque secondi, è normalmente verificata dalla formula:
I2t < K2 S2
dove:
I2t è l’integrale di Joule per la durata del corto circuito
S sezione del conduttore
K coefficiente legato alla natura dell’isolante
Dispositivi di protezione delle condutture elettriche e loro installazione
All’inizio di ogni impianto utilizzatore deve essere installato un dispositivo di interruzione
onnipolare munito di adeguati apparati di protezione contro le sovracorrenti.
Detti dispositivi devono essere in grado di interrompere la massima corrente di corto
circuito, che può verificarsi nel punto in cui essi sono installati.
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Dispositivi di sezionamento dell’impianto elettrico
Per la sicurezza del personale incaricato ad eseguire i lavori e riparazioni sono necessari
dei dispositivi di sezionamento.
Un dispositivo di sezionamento deve essere previsto su tutti i circuiti, ricordando che un
solo dispositivo può sezionare più circuiti, purché dimensionato per le effettive condizioni
di carico.
Il sezionamento deve essere:
-
Essere azionabile agevolmente, in condizioni di massima sicurezza
-
Agire su tutti i comandi attivi
-
Avere l’indicazione esatta di tutti i conduttori
-
Nel caso non sia controllabile direttamente, adottare dei provvedimenti contro la
chiusura intempestiva
Protezione contro i contatti elettrici
E’ obbligo di legge realizzare la protezione contro il contatto accidentale con conduttori ed
elementi in tensione. La prescrizione è richiesta dal DPR 547 27.04.1995.
I contatti che una persona può avere con le parti in tensione sono concettualmente divise
in due categorie:
1. Contatti diretti, quando il contatto avviene con una parte dell’impianto elettrico
normalmente in tensione;
2. Contatti indiretti, quando il contatto avviene con una massa, normalmente non in
tensione, ma che accidentalmente si trova in tensione in conseguenza di un guasto.
La protezione contro entrambi i contatti si attua mediante circuiti alimentati a bassissima
tensione di sicurezza, con circuiti SELV e PELV come prescritto dalle norme CEI 64-8/4.
Contatti diretti
La protezione contro i contatti diretti deve essere fornita da:
-
Barriere o involucri aventi adeguato grado di protezione;
-
Isolamento corrispondente alla tensione minima di prova richiesta per il circuito
primario.
Le barriere e gli involucri non devono poter essere rimosse senza l’uso di un attrezzo o
della chiave.
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Contatti indiretti
La protezione contro i contatti indiretti, in un sistema TT (caso in esame) si ottiene
soddisfacendo alla seguente relazione descritta della Norma CEI 64-8:
Ra Ia < 50V per ambienti ordinari;
dove:
-
Ra è la somma delle resistenze del dispersore e dei conduttori di protezione delle
masse in Ω
-
Ia è la corrente che provoca il funzionamento automatico del dispositivo di
protezione in A.
In pratica si utilizzeranno interruttori con dispositivi di intervento differenziali, con la
corrente di intervento coordinata con Ra.
In alternativa si potranno utilizzare componenti elettrici in classe II o con isolamento
equivalente.
Dimensionamento delle linee:
In definitiva, applicando i calcoli di cui sopra si avviene ai seguenti risultati ed alle seguenti
scelte:
linee montanti illuminazione interna cavo tipo FG7(O)R di sez. pari a 2,5 - 4mm2
linee montanti impianto FM interno cavo tipo FG7(O)R di sez. pari a 4 - 6mm2
Potere di interruzione del dispositivo generale 20kA
In particolare si precisa che per i carichi da stabilire con esattezza, le sezioni, attualmente
indicate nella tav relativa al quadro elettrico verranno ricalcolate una volta stabilito l’esatto
materiale da installare con le relazioni di cui sopra; inoltre, le sezioni stabilite sopra
potranno essere diminuite, previo calcolo da effettuare prima dell’installazione.
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Requisiti di illuminamento e calcoli illuminotecnici (cfr allegati calcoli dialux 4.10)
La totalità dei corpi illuminanti scelti sono stati indicati a seguito di calcolo effettuato con
programmi di calcolo Dialux 4.10 di cui in allegato; in particolare si precisa che la
disposizione dei corpi illuminanti effettuata così come da tavole grafiche allegate
garantisce abbondantemente i seguenti requisiti illuminotecnici prescritti dalla NORMA EN
12464:
Em (lx)
UGRL
Ra
100
28
40
zona battitura
500
19
80
reception
200
25
80
100
22
80
bagni e toilette 200
25
80
Centrali termiche
Uffici:
Aree generali:
hall
Corridoi
100
28
40
Infermeria
500
19
80
Ristorante:
Sala da pranzo illuminazione regolabile
80
Scuole materne e asili nido:
stanze di ricreazione 300
19
80
stanze di lavoro
19
80
300
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Valori massimi di caduta di tensione (cfr allegate tavole quadri elettrici)
La caduta di tensione (c.d.t.) deve essere contenuta al fine di garantire il corretto
funzionamento delle apparecchiature. Nei circuiti che alimentano motori sono ammesse
cadute di potenziale più elevate durante l’avviamento lo stesso per altre apparecchiature
elettriche che assorbono elevate correnti allo spunto, il tutto deve però entro le variazioni
massime previste dalle norme CEI.
Nel caso in oggetto, in qualsiasi punto dell’impianto elettrico la c.d.t. non deve superare il
4% della tensione nominale misurata al punto di consegna dell’impianto utilizzatore.
Sezioni minime ammesse
Conduttori di fase
Le sezioni minime ammesse per i conduttori di fase non devono essere inferiori a:
-
0,5 mm2 per i circuiti di segnalazione e telecomando
-
1,5 mm2 per impianti di illuminazione e per prese con corrente nominale 10A
-
2,5 mm2 per impianti forza motrice prese con corrente nominale 16°
Conduttori di neutro
I conduttori di neutro devono avere la stessa sezione dei conduttori di fase. Per i
conduttori appartenenti a circuiti trifase, con sezione superiore a 16mm 2, in rame, è
ammesso il neutro di sezione ridotta, con un minimo di 16mm2, purché siano soddisfatte le
seguenti condizioni:
-
Il carico sia essenzialmente equilibrato, e comunque il neutro di sezione ridotta
assicuri la necessaria portata in servizio ordinario
-
Il carico non sia fortemente non lineare, questa condizione, anche con carico
equilibrato potrebbe generare a causa della somma delle terze armoniche correnti
di neutro anche superiori alle correnti di fase
-
Sia assicurata la protezione contro i corto circuiti ed i sovraccarichi anche per la
sezione utilizzata dal conduttore di neutro
Conduttori di terrra
La sezione dei conduttori di terra deve essere dimensionata come per i conduttori di
protezione, e comunque non inferiore a quanto indicato di seguito:
- 12 -
Protetti contro la corrosione (es. guaina) ma non meccanicamente: 16mm 2 in rame
-
o in ferro zincato
Senza la protezione contro la corrosione: 25mm 2 in rame; 50mm2 in ferro zincato
-
(CEI 7-6)
Protetti sia meccanicamente sia contro la corrosione: come per i conduttori di
-
protezione.
Il conduttore di terra deve essere provvisto di dispositivo di apertura in posizione
accessibile manovrabile solo con attrezzo, e possibilmente combinato con il collettore di
terra.
Conduttori di protezione
Le sezioni minime da adottare sono quelle riportate nella tabella Tab 2 indicata nella
norma CEI 64-8
Tab 2
Sezione S dei conduttori di fase
dell’impianto in mm2
S ≤ 16
Sezione Sp minima del corrispondente
conduttore di protezione in mm2
Sp = S
16 < S ≤ 35
16
S > 35
Sp = S/2
La sezione del conduttore di protezione, che non faccia parte della conduttura di
alimentazione, non deve essere inferiore in ogni caso a:
-
2,5 mm2 se è prevista una protezione meccanica
-
4 mm2 se non è prevista una protezione meccanica
Conduttori equipotenziali principali
I conduttori devono avere una sezione non inferiore a metà di quella del conduttore di
protezione di sezione più elevata dell’impianto, con un minimo di 6mm 2. Non è richiesto
tuttavia che la sezione superi i 25mm2.
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Conduttori equipotenziali supplementari
Le sezioni minime da adottare per un conduttore che connette due masse dovranno
essere non inferiori a quella del più piccolo conduttore di protezione collegato a queste
masse. Quando il conduttore equipotenziale supplementare connette una massa ad una
massa estranea, deve avere una sezione non inferiore alla metà della sezione del
corrispondente conduttore di protezione.
In ogni caso la sezione non dovrà essere inferiore a 6mm2.
- 14 -
Calcolo dei carichi termici (cfr calcoli in allegato)
Per carico termico di un edificio si intende il flusso termico che deve essere fornito da un
impianto affinché all’interno degli ambienti permangano le condizioni interne di progetto.
Poiché in inverno la temperatura esterna è sempre più bassa di quella interna,l’escursione
termica giornaliera è molto contenuta, ed il calore derivante dall’irraggiamento solare non
può far altro che diminuire il carico termico, per il dimensionamento degli impianti di
riscaldamento si può formulare l’ipotesi di regime termico stazionario, trascurando il flusso
termico derivante dalla radiazione solare ed i ritardo della trasmissione del flusso
attraverso la struttura, a tal proposito si trascurano anche eventuali sorgenti interne
occasionali e si considera pertanto una temperatura esterna costante in riferimento alla
località.
Il calcolo del carico termico viene quindi effettuato secondo quanto previsto dalla vigente
normativa, in questo caso quindi, in via preliminare consideriamo i seguenti dati di
progetto:
Dati di progetto
Condizioni esterne invernali:
Temperatura esterna 2°C
Umidità relativa esterna 76 %
Condizioni interne invernali
Temperatura interna 20°C
Umidità relativa interna 50 – 60 %
Calcolo delle dispersioni termiche nel periodo invernale
Nell’ipotesi, già anticipata di regime termico stazionario, la dispersione termica di progetto
Ф è data dal bilancio:
Ф = ФT + ФV
Dove:
ФT è la potenza termica dispersa attraverso l’involucro edilizio [W]
ФV è la potenza termica dispersa per ventilazione [W]
- 15 -
Ciò premesso, rimandando per approfondimenti ai calcoli in allegato si riassume che la
potenzialità totale necessaria a riscaldare l’immobile è pari a 86,262kW
Calcolo diametro tubazioni (cfr allegate tav idrico e termico)
Il diametro delle tubazioni viene calcolato mediante il diagramma delle perdite di carico.
Ovvero considerando che all’interno delle tubazioni, affinché non si abbiano fenomeni di
turbolenza e quindi rumorosità la velocità dell’acqua deve essere ≤ 1,5 m/s; avremo che
conoscendo la portata d’acqua dell’utenza ed ammettendo una certa perdita di carico tale
che ci sia circolazione entriamo nel diagramma delle perdite di carico. Tale diagramma
presenterà una famiglia di curve a velocità costante, oltre che una famiglia di curve a
sezione costante. A questo punto collocandoci sulla curva tale per cui la velocità
dell’acqua sia ≤ 1,5 m/s ricaviamo la sezione del tubo.
Calcolo degli scarichi delle acque usate
Il primo dato da considerare nel dimensionamento delle tubazioni di scarico è la quantità di
liquido da scaricare. Senza tener conto delle approssimazioni dovute alla specificità
dell’utenza, si possono fissare i valori medi che caratterizzano ciascun apparecchio
sanitario.
In particolare, nella tabella a seguire sono rappresentate, tra le altre, le sezioni minime che
devono avere le diramazioni di scarico dei singoli apparecchi sanitari:
Tab. Diramazioni scarico apparecchi sanitari
Tipo apparecchio
Lavabo
Bidè
Doccia
Vasca
Lavello da cucina
Lavastoviglie domestica
Lavatrice domestica
Lavatrice di servizio
Lavastoviglie ristorante
Vaso a cacciata
Intensità scarico
[l/s]
0,45
0,45
0,30
0,90
0,90
0,90
0,90
1,80
1,60
2,50
Diametro attacco
[mm]
25
25
25
32
32
32
32
65
50
90
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Diametro diramazione
[mm]
32
32
32
40
40
40
40
80
65
100
E’ buona norma comunque che il diametro della diramazione di scarico sia maggiore
almeno di una misura rispetto al diametro dell’attacco della piletta, ciò al fine di evitare il
riempimento dell’intera sezione.
A questo punto per dimensionare una colonna di scarico si procederà sommando le
intensità di portata che insistono sulla colonna stessa, e, poiché la colonna avrà sezione
costante, questo verrà fatto nel punto di carico maggiore, chiaramente utilizzando i
coefficienti di contemporaneità del caso.
In definitiva la portata totale massima verrà stabilita con la relazione:
QT 
r
N
 Q 
4
A
Dove :
r è il coefficiente di contemporaneità (nel nostro caso pari a 0,5)
Q è la portata massima della singola utenza (uno per locale se trattasi di colonna)
N è il numero di persone presenti (nel nostro caso è max 20 negli spogliatoi)
A è il numero di apparecchi confluenti
Nota la portata si determinano i diametri dei collettori o delle colonne dai valori tabellari,
nel nostro caso sono di interesse:
Colonne:
DN [mm]
80
100
Qt
4,51
7,24
Collettori:
0,5%
DN [mm]
100
125
150
200
3,57
5,58
8,03
N° max WC
totale
per piano
30
6
pendenza
1%
Qt
5,00
7,81
11,25
- 17 -
2%
7,15
11,16
16,07
colonna vent
65
80
4%
10,01
15,62
22,50