IMP0477 - M Sperone allegati di calcolo

Titolo: NODO STRADALE E AUTOSTRADALE DI GENOVA
Adeguamento sistema A7- A10 - A12
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Allegati:
•
•
•
Allegati A1,: dimensionamento impianto idrico antincendio
Allegato A2: calcoli di dimensionamento delle dorsali elettriche CE2.6-1.
Allegato A3: Tabella cavi
0
Rev.
Aprile 2011
Data
Emissione Progetto
Bevilacqua
Astorino
Schiavetta
Descrizione Revisione
Comp.
Contr.
Appr.
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1
Allegato A1: Dimensionamento impianto idrico antincendio
Qui di seguito saranno esposti i risultati dei calcoli inerenti il sistema. Si precisa che verranno presi
in esame solo gli idranti di un lato della galleria, in quanto per l’altro lato il comportamento sarebbe
speculare.
1.1 Dimensionamento ugelli e pressione indicative di taratura
Al fine di garantire le portate e le pressioni corrette ai terminali d’impianto, a valle di ogni stacco
idrante sarà posizionato un riduttore di pressione (valvola riduttrice di pressione); la pressione al
bocchello necessaria per ottenere le portate nominali verrà ottenuta mediante la taratura di tali
valvole riduttrici stesse. I riduttori posti a monte degli idranti UNI45 dovranno presentare perdite di
carico minime non superiori a 0,07MPa in condizioni di portata nominale, mentre per gli idranti
UNI70 la perdita di carico minima in condizioni nominali non dovrà superare 0,1MPa.
Nel caso in esame, per valutare le perdite di pressione nei tratti terminali delle reti, compresi tra gli
innesti degli idranti sui collettori principali e i bocchelli delle lance, si è considerata la presenza di 4
manichette in serie della lunghezza di 30m.
Tramite la formula di Marchetti, con le dovute approsimazioni conseguenti all’aver preso valori
medi per gli idranti UNI45 e UNI70, è stato possibile calcolare le perdite di carico nelle manichette,
compresivi di perdite distribuite e concentrate, ma escludendo le quelle dovute al regolatore di
pressione.
J = 0,0021 ⋅
Q2
D5
dove:
J = perdita di carico [metri colonna acqua per metro di manichetta]
Q = portata [m3/s]
D = diametro tubazione [m]
Tipo idrante
Perdita per 4 manichette da 30m allacciate in serie
[m.c.a.]
UNI45 (interni)
7,7
UNI70 (esterni)
4,4
Tabella 1.1 - Perdite nelle manichette
La perdita di carico minima dovuta al regolatore di pressione, comunque presente, e non
compresa nei suddetti valori, viene stimata in 1Bar (valore minimo del campo di funzionamento dei
riduttori normalmente in commercio) per gli UNI 70 e 0,7bar per gli UNI45.
La portata di ogni idrante è stata calcolata con la seguente formula:
q = u ⋅ A⋅ 2* g *h
dove:
q = portata [m3/s]
A = area del bocchello in [m2]
0
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h = pressione al bocchello [m.c.a.]
u = coefficiente di contrazione [assunto pari a 0,95]
In ogni caso la pressione a valle dei riduttori, degli idranti UNI45 dovrà essere di almeno 2bar, e
4bar per gli idranti UNI70 esterni, ricordando le linee guida ANAS.
In questa tabella analizziamo, con la formula precedente, quella che deve essere la pressione
minima al bocchello in gradi di fornire la portata desiderata, per non sbilanciare l’impianto:
Diametro Bocchello
Portata desiderata
Pressione al bocchello
[mm]
[l/min]
minima [m.c.a.]
UNI70 (esterni)
16
300
35,0
UNI45 (interni)
12
120
17,7
Idrante
Tabella 1.2 - Minime pressioni al bocchello
Nella tabella seguente si riportano le pressioni di taratura dei regolatori di pressione necessarie per
ottenere la portata nominale degli idranti UNI70 e degli idranti UNI45 nel caso in cui l’impianto
venga utilizzato collegando in serie le 4 manichette da 30m a corredo degli idranti considerati.
Idrante
Diametro
bocchello [mm]
Pressione al
bocchello minima
[m.c.a.]
Perdita per 4
manichette da 30m
allacciate in serie
[m.c.a.]
Pressione ridotta
[bar]
(di taratura)
UNI70 (esterni)
16
35,0
4,4
39,4
UNI45 (interni)
12
17,7
7,7
25,4
Tabella 1.3 - Minime pressioni di taratura
L’andamento della pressione all’interno delle condotte dipende principalmente dal cadente
idrostatico, dal cadente dovuto alle perdite di carico distribuite e dalla posizione della stazione di
pompaggio rispetto alla rete; in questo caso la rete viene alimentata dall’alto.
Tali gradienti , vengono raffrontati con le perdite di carico di una tubazione percorsa da una portata
di 780l/min, al fine della determinazione dei punti più sfavoriti della rete che pertanto saranno
tendenzialmente quelli posti sul percorso a quota maggiore.
Il criterio di dimensionamento è stato basato sul percorso più sfavorito, e sulla rispondenza, in
questa condizione, dei minimi valori prescritti dalla linee guida ANAS.
Le linee guida ANAS prevedono l’utilizzo contemporaneo di 4 idranti UNI45 e di 1 UNI70.
Il calcolo delle perdite di carico distribuite è stato eseguito mediante la relazione di HazenWilliams:
J=
0
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Data
10,675 ⋅ Q1,852
C 1,852 ⋅ D 4,8704
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dove:
J = perdita di carico [metri colonna d’acqua per metro lineare di tubazione]
Q = portata d’acqua [m3/s]
D = diametro interno della tubazione [m]
C = costante dipendente dalla natura del tubo
1.2 Verifica della rete
La rete idrica viene alimentata dall’alto.
Nelle figura seguente viene presentato il funzionamento della rete in condizioni normali, con
approvigionamento da entrambi i lati dell’anello
Figura 1.1 - funzionamento anello in condizioni normali
In questa seconda figura viene invece presentato il funzionamento in modo degradato, ovvero con
una interruzione, per qualunque motivo, della mandata sul lato più favorito del circuito.
Questo tipo di funzionamento è quello seguito per il dimensionamento dell’impianto, in quanto
rappresenta la condizione più proibitiva in cui si troverà a lavorare l’impianto.
0
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Figura 1.2 - funzionamento anello in condizioni degradate
1.3 Caratteristiche dell’anello idrico
Il corretto funzionamento dell’impianto sarà garantito da valvole (regolatrici) riduttrici di pressione
installate a monte degli idranti con il fine di mantenere costante la portata erogata in ogni punto
della rete.
Dai calcoli la tubazione non risulta soggetta a fatica. Di conseguenza, potrà essere utilizzato
componentistica con PFA16 o superiore, almeno fino ai riduttori di pressione.
La tubazione principaleDN200 verrà posizionata ad un’altezza tale da essere al di fuori della
sagoma limite, sulla parete lato marcia la tubazione principale, e sulla parete lato sorpasso per il
collettore di chiusura. Gli stacchi per gli idranti UNI45 verranno calati lungo la parete con DN65.
Per gli UNI70 in prossimità dei portali la tubazione di stacco sarà DN80.
I sostegni delle tubazioni dovranno essere realizzati in profilati di acciaio zincato a caldo, piastrato
alla struttura in c.a.. La distanza media tra i diversi sostegni muniti di slitte di scorrimento tipo Mefa
o equivalenti è di 10 diametri idraulici.
Dovranno inoltre essere previsti giunti di dilatazione come riportato nel paragrafo 1.13.
In corrispondenza degli armadi antincendio sono previsti gli stacchi in acciaio zincato di
collegamento agli idranti. Tutti gli stacchi di alimentazione agli idranti saranno protetti da coppelle
in lana di roccia rivestite in lamierino di alluminio e saranno tracciati con cavo scaldante
autoregolante. La rete è corredata da valvole di sezionamento installate ai portali delle gallerie e
prima di ogni stacco idrante per consentire eventuali interventi di manutenzione.
Le valvole di intercettazione saranno di tipo a disco, per l’installazione tra controflangie, con PN16,
e dovranno essere munite di sistemi di blocco di manovra per evitare manovre improprie.
Le valvole di intercettazione e quelle di riduzione di pressione verranno poste sugli stacchi degli
idranti subito a monte degli stessi; tali organi dovranno essere agevolmente accessibili e potranno
essere costituiti da valvole a sfera; essendo poste a monte dei riduttori di pressione esse dovranno
essere a PN 16 o superiore, e dovranno essere installate in modo da risultare agevolmente
accessibili.
0
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Le tubazioni antincendio previste per l’anello sono le seguenti:
• Per i tratti dell’anello idrico posti fuori terra: tubo in acciaio zincato UNI 10255 SM (serie
media) PFA 10 (PN 10) DN 200, zincato a norma EN 10240 A.1 .
• Per i tubi di derivazione agli idranti UNI45 (anche se con attacco supplementare UNI70):
tubo in acciaio zincato UNI 10255 SM (serie media) PFA 16 (PN 16) DN65, zincato a
norma EN 10240 A.1
• Per i tubi di derivazione agli idranti a colonna UNI70: tubo in acciaio zincato UNI 10255 SM
(serie media) PFA 16 (PN 16) DN80, zincato a norma EN 10240 A.1 e catramato per la
parte interrata
• Per i collegamenti interrati tra sala pompe e galleria, per gli attraversamenti stradali, tubo in
polietilene alta densità PE100 DN200 SDR 7.4 PFA 16 a norma UNI 12201 interrato a una
profondità non inferiore a 1 m (negli attraversamenti dei tratti percorsi da mezzi pesanti non
inferiore a 1,5) e posato e ricoperto con materiale stabilizzato (sabbia) .
• Per le tubazioni in centrale: Tubi in acciaio UNI 10255 SM (serie media) zincato a norma
EN 10240 A.1, PFA 16 (PN 16), le tubazioni saranno verniciate con smalto di colore rosso
RAL3000.
I tubi di alimentazione degli idranti poste in vista internamente alle gallerie, le tubazioni a vista
esterne alle gallerie e gli eventuali tratti a vista interni dovranno essere munite di tracciamento
elettrico antigelo autoregolante e coibentati; le derivazioni agli idranti verranno ulteriormente
protette mediante la chiusura della crena di alloggiamento con una lamiera verniciata.
Tutte le tubazioni munite di cavo scaldante dovranno essere ispezionabili, e pertanto quando tali
tubazioni dovessero attraversare fondazioni o massetti, attorno alle tubazioni dovranno essere
previsti idonei interspazi riempiti con lana di roccia.
Le tubazioni poste fuori terra in nessun caso potranno essere costituite da materie plastiche.
In base alle verifiche emerge che tutti gli organi e componenti della rete idrica dovranno avere una
pressione ammissibile minima pari a PFA 16.
1.4 Vasca di accumulo e portate pompe
0
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Aprile 2011
Data
Idranti UNI45 attivi
Idranti UNI70 attivi
Portata
Portata
Tempo (min. 120 minuti)
Volume Vasca
correttivo
Riserva lavaggi
Volume ricalcolato
4
1
780
46,8
120
93,6
0
0
93,6
n°
n°
l/min
m3/h
min
m3
%
m3
m3
Portata pompa 1 (normale)
Portata pompa 2 (motopompa)
Portata pompa 3 (jockey)
46,8 m3/h
46,8 m3/h
7,02 m3/h
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1.5 Dati input rete
Lunghezza fornice 1:
Lunghezza fornice 2:
Numero fornici:
Interdistanza tra gli idranti:
Postazioni idriche UNI45 per
fornice:
Postazioni UNI45 totali:
Postazioni idriche UNI70 per
fornice:
Postazioni UNI70 totali:
Larghezza attraversamento:
Distanza gruppo pompe - portali:
Lunghezza totale verso 1:
Lunghezza totale verso 2:
1670 m
1670 m
2
250 m
6
12
2
4
10
70
1740
3400
m
m
m
m
1.6 Localizzazione punti rete
Punto
0
Imbocco / Sbocco 1
fornice 1
2
fornice 1
3
fornice 1
4
fornice 1
5
fornice 1
6
fornice 1
7
Imbocco / Sbocco 8
0
Rev.
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Data
ID
Cosa
Portale
I.01
I.02
I.03
I.04
I.05
I.06
I.07
I.08
Dir.
UNI70
UNI45
UNI45
UNI45
UNI45
UNI45
UNI45
UNI70
Distanza da
imbocco
lato pompe
[m]
0
0
250
500
750
1000
1250
1500
1670
Progressivo
[m]
Lunghezza
tratto
[m]
70
70
320
570
0
250
250
820
1070
1320
1570
1730
250
250
250
250
160
Quota
[m s.l.m.]
142
142
137
133
128
124
120
115
113
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70 780
77,00 0,00123
Prevalenza minima [bar]
Prevalenza riferimento
[bar]
3,92
4,5
4
4,39
Pompa Portale
-
Portale I.08
UNI70 1660
I.08
I.07
UNI45 1500
2,80
160 780
200 0,414
176,00 0,00123
3,01 6,85
I.07
I.06
UNI45 1250
4,37
250 780
200 0,414
275,00 0,00123
4,71 6,38
I.06
I.05
x
UNI45 1000
4,37
250 780
200 0,414
275,00 0,00123
4,71 5,91
I.05
I.04
x
UNI45
750
4,37
250 660
200 0,350
275,00 0,00090
4,62 5,45
I.04
I.03
x
UNI45
500
4,37
250 540
200 0,286
275,00 0,00062
4,54 5,00
I.03
I.02
x
UNI45
250
4,37
250 420
200 0,223
275,00 0,00039
4,47 4,55
I.02
I.01
x
UNI70
0
4,37
250 300
200 0,159
275,00 0,00021
4,42 4,11
-29 1740 780
200 0,414
Con Pompa [bar]
DATI IMPIANTO
Perdite tratto [mca]
J Cadente
[mca/mtub]
Lunghezza corretta [m]
Velocità media tratto
[m/s]
Diametro interno tubo
[mm]
Portata nominale [lt/m]
Lunghezza nominale
tratto
Delta H [m]
prog. Da imbocco
Idrante
Idrante attivo
Nodo inizio
Nodo fine (cardine)
1.7 Calcolo prevalenza pompa
0,09 4,49
200 0,414 1914,00 0,00123 -26,65 7,16
A tale valore di prevalenza minima va aggiunta la perdita massima al riduttore di pressione, cioè
1bar.
1.8 Caratteristiche meccaniche del gruppo di pompaggio
Come previsto dalla norma UNI EN 12845:2009, il gruppo di pompaggio sarà costituito da
un’elettropompa ed una motopompa in parallelo; ciascuna di esse dovrà essere in grado di
erogare la portata richiesta. Il gruppo prevede l’impiego anche di una pompa di compensazione (o
pompa pilota) che ha il compito di mantenere l'impianto in pressione in condizioni statiche di
funzionamento automaticamente, compensando le eventuali piccole perdite dell'impianto.
Per il calcolo in condizioni dinamiche è stato aggiunto oltre al carico geodetico anche il termine
legato alle cadute di pressione. A tal fine si ricorda che il dimensionamento dell’impianto è stato
eseguito nell’ipotesi cautelativa che un ramo della rete (quello principale) risulti interrotto per un
qualunque motivo, e che la rete debba essere alimentata dal collettore di chiusura anello, posto sul
lato sorpasso.
Tenuto conto di un opportuno fattore di sicurezza, in base al calcolo globale delle perdite di carico,
le caratteristiche dei gruppo di pompaggio a norma UNI EN 12845 è stata individuata come
riportato nelle seguenti tabelle.
Il calcolo della potenza dell’elettropompa, puramente indicativo, è stato effettuato con la seguente
formula:
P=
0
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Q ⋅ ∆p
η ⋅1000
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P = potenza elettrica [kW]
Q = portata d’acqua [m3/s]
∆p = prevalenza pompa [Pa]
η = efficienza pompa [%] imposta al 50%
La prevalenza della pompa pilota è stata maggiorata del 10% in più rispetto al gruppo princiapale.
Per il calcolo della capacità della capacità dell’autoclave, si è calcolato con la seguente formula:
VT = 1,25 ⋅ Q ⋅
Pa + 1
4 ⋅ (Pa − Pe ) ⋅ s
dove:
Pa = pressione di attivazione pompa pilota [bar] considerata 0,7 bar inferiore alla prevalenza
richiesta dal circuito
Pe = pressione di disattivazione pompa pilota [bar] pari alla prevalenza richiesta
Q = portata d’acqua pompa pilota [l/min]
s = accensioni previste in un’ora
Elettropompa di mandata
Prevalenza [m.c.a.]
65
3
Portata [m /h]
46,8
Potenza massima assorbita [kW] nel punto nominale di funzionamento
17 (circa)
Motopompa di mandata
Prevalenza [m.c.a.]
65
3
Portata [m /h]
46,8
Gruppo di pressurizzazione
Prevalenza [m.c.a.]
72
3
Portata [m /h]
7
Capacità autoclave [litri]
~ 200
Tabella 1.4 - Caratteristiche meccaniche gruppo di pompaggio
Nota: le prestazioni indicate in Tabella 1.4, relative al gruppo di pompaggio sono valide purché il posizionamento della
sala pompe rispetti i seguenti vincoli:
• distanza lineare massima della tubazione dall’uscita dalla sala pompe al portale più prossimo: 300m
• posizionamento altimetrico limite dell’asse delle giranti rispetto al piano di carreggiata del portale imbocco: al
minimo a -5 m rispetto al piano della carreggiata e al massimo non superiore a +10 m .
1.9 Caratteristiche meccaniche del gruppo di pompaggio ricircolo
Il dimensionamento è stato eseguito sulla base della maggiore differenza di temperatura presente
tra il rischio gelo e il rischio ebollizione della condotta.
La temperatura media del fluido all’interno della condotta è considerata 24°C.
La temperatura di prevenzione al gelo sarà di 5°C.
La temperatura massima che si potrà raggiungere in caso di incendio sarà di 55°C.
Quindi, dimensionandola sul ∆T maggiore, verrà seguito il dimensionamento per evitare
l’ebollizione.
Si considera un incendio di 100MW, con un irraggiamento del 60%, e un tubo DN200 con una
distanza dal focolaio d’incendio pari a 3m.
La portata d’acqua necessaria al raffreddamento sarà data dalla formula:
Q=
0
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Wirr ⋅ D
2 ⋅ π ⋅ R ⋅ ρ ⋅ c p ⋅ (Tout − Tin )
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Q = portata [m3/s]
Wirr = potenza di irraggiamento [W]
D = diametro tubazione [m]
R = distanza dal focolaio d’incendio [m]
ρ = densità acqua [kg/m3]
cp = calore specifico acqua [J/(kg*K)]
Tin = temperatura media dell’acqua nella condotta [°C]
Tout = temperatura massima ammissibile dell’acqua nell’impianto [°C]
La prevalenza è stata considerata di 2bar, in quanto deve vincere solamente le perdite di carico
dell’impianto.
Pompa di ricircolo
Prevalenza [m c.a.]
3
Portata [m /h]
20
20
Si precisa che tali pompe, con attacco DN200, in linea con l’elettropompa principale, dovranno
avere caratteristiche tali da consentire il passaggio dell’intera portata dell’impianto (46,8m3/h),
senza determinare significative perdite di carico localizzate.
Le pompe, a folle (cioè da spente), dovranno consentire la libera circolazione dell’acqua
dell’impianto in entrambi i versi.
1.10 Compensazione aria nelle condotte
Stimando una massima velocità media di efflusso dell’aria in 100m/s, e considerando un diametro
di 25mm effettivi dell’orofizio, dai calcoli si vede che la portata d’aria che può essere smaltita è di
176m3/h.
Quindi è sufficiente prevedere sfiati con passaggio effettivo cinetico di diametro 25mm.
Ogni valvola dovrà essere intercettata a monte mediante una valvola di sezionamento utilizzabile
sia per eseguire le operazioni di manutenzione, sia per eseguire la taratura sul campo della valvola
medesima conformemente alle indicazioni fornite dal costruttore della stessa; il collegamento alla
rete idrica sarà realizzata mediante una tubazione in acciaio zincato a caldo a norma UNI 10255
SM PFA 16, flangiata o filettata; la tubazione dovrà essere coibentata e munita di tracciamento
antigelo
1.11 Livellamento pressione lungo la condotta
In questo caso il dimensionamento è stato fatto considerando una velocità media di efflusso
dell’acqua dalla condotta pari a 2,5m/sec e una portata da smaltire in caso di sovra-pressione pari
al 40% della nominale, in via cautelativa, si calcola che il diametro di passaggio deve essere non
inferiore a DN100.
La valvola sarà tarata ad un pressione PL pari a:
PL = PFATubazione − 1bar
Ogni valvola dovrà essere intercettata a monte mediante una valvola di sezionamento utilizzabile
sia per eseguire le operazioni di manutenzione, sia per eseguire la taratura sul campo della valvola
medesima conformemente alle indicazioni fornite dal costruttore della stessa; il collegamento alla
0
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rete idrica sarà realizzata mediante una tubazione in acciaio zincato a caldo a norma UNI 10255
SM DN100 PFA 16; la tubazione dovrà essere coibentata e munita di tracciamento antigelo
1.12 Prevenzione del colpo d’ariete
Al fine di proteggere gli impianti dalle sovra-pressioni causate dalla repentina chiusura degli idranti
in funzione si decide di installare N°1 valvola ant icolpo d’ariete installata subito a valle del gruppo
di pompaggio, prima della diramazione. Le valvole dovranno essere tipo CSA VRCA o similare e
aventi un diametro di orifizio pari a 40mm. Tali valvole dovranno presentare una pressione di
esercizio minima pari al PFA della tubazione principale e garantire lo scarico delle sovra pressioni
pericolose per le apparecchiature; la portata d’acqua dispersa, poiché presente in modo saltuario
solo negli istanti di accensione delle pompe antincendio e della chiusura degli idranti, non risulta
influente sulla valutazione della riserva idrica (V=100 m3).
Il dimensionamento della valvola in esame è stato eseguito mediante la formula fornita dal
costruttore (la formula risulta valida solo per questo modello di valvola; in caso di installazione di
modelli differenti occorrerà verificare il funzionamento del prodotto mediante un nuovo calcolo):
D = 28,6 ⋅
Qs
P max 0, 23
(
)
dove:
D = Diametro valvola
Qs = la portata scaricata [l/sec] pari al 40% della portata nominale dell’impianto
P max = pressione massima durante l’apertura [m.c.a.]
Il tempo di reazione T viene calcolato mediante la seguente formula
T = 0,008 ⋅ D ⋅
80
Pt
Dove:
Pt = la pressione di taratura [m.c.a.]
Assumendo nel caso in esame la condizione più critica relativa al fondo dell’anello della rete si
ricava :
- Qs = 780l/min = 13 l/sec (
- Pt = 150 m.c.a
- Pmax = Pt + 10 = 160 m c.a.
Si ottiene il seguente diametro d’orifizio:
D = 35,8mm
Si sceglie pertanto una valvola tipo CSA VRCA DN50 o similare avente un diametro di orifizio di
40mm per la quale il tempo di intervento risulta :
T = 0,19 sec
Ogni valvola dovrà essere intercettata a monte mediante una valvola di sezionamento utilizzabile
sia per eseguire le operazioni di manutenzione, sia per eseguire la taratura sul campo della valvola
medesima conformemente alle indicazioni fornite dal costruttore della stessa; il collegamento alla
rete idrica sarà realizzata mediante una tubazione in acciaio zincato a caldo a norma UNI 10255
SM DN50 PFA 16.
0
Rev.
Aprile 2011
Data
Emissione Progetto
Bevilacqua
Astorino
Schiavetta
Descrizione Revisione
Comp.
Contr.
Appr.
Titolo: NODO STRADALE E AUTOSTRADALE DI GENOVA
Adeguamento sistema A7- A10 - A12
GALLERIA MONTESPERONE
ALLEGATI DI CALCOLO
Codice Elaborato:
Pagina 12 di 17
IMP0477
1.13 Dilatazione delle condotte
Le condizioni di posa delle condotte interne alla galleria consentiranno la dilatazione delle
tubazioni, dovute alle differenze di temperatura stagionali e agli apporti termici dovuti ai cavi
scaldanti. Le sollecitazioni dovute alle variazioni di lunghezza (dilatazione e restringimento)
risultanti dall’effetto termico verranno bilanciate da appositi compensatori assiali.
La quantità di compensatori necessari è determinata in base all’escursione termica ∆T della
condotta, dovuta alle variazioni di temperatura dell’ambiente e di quella dell’acqua.
La temperatura ambiente in prossimità dei portali, viene influenzata dalla temperatura esterna, con
valori che per brevi periodi potrebbero raggiungere i 30°C nel periodo estivo e i –10°C nei mesi più
freddi dell’anno.
Tuttavia, per la presenza della coibentazione, va considerato che la temperatura dell’acqua si
abbasserà a valori non inferiori a 5°C mentre in es tate, la struttura della galleria e l’isolamento
delle tubazioni consentirà di non oltrepassare mai i 25°C.
Queste analisi porta a considerare l’allungamento che ogni tratto tra un idrante e l’altro potrebbe
subire nell’arco dell’anno. Tale valore non dovrebbe superare i 20°C per i primi 300m dai portali e i
5°C per la parte rimanente di rete sino al raggiung imento dell’isoterma.
Per ogni tratta, la variazione di lunghezza della condotta viene calcolata in base alla formula
seguente:
∆L =
α ⋅ L ⋅ ∆T
1000
dove:
L = lunghezza della tratta tra un by-pass e il successivo [m]
∆T = escursione termica del troncone “i-esimo” [K]
α = fattore di dilatazione (per tubo in polietilene α = 0.0124 mm/mK)
∆L = dilatazione della condotta [m]
Il riepilogo dei risultati di calcolo per i tratti della condotta è rappresentato nella seguente
α [mm/k m]
0,0124 Coefficiente di dilatazione lineare per acciaio
∆T [°C]
20 Variazione termica
L [m]
250 Lunghezza tratto
∆L [mm]
62 Se libertà di dilatazione
Tabella 1.5 - Dilatazione Tubazioni a meno di 300 m dai portali
α [mm/k m]
0,0124 Coefficiente di dilatazione lineare per acciaio
∆T [°C]
5 Variazione termica
L [m]
250 Lunghezza tratto
∆L [mm]
15,5 Se libertà di dilatazione
Tabella 1.6 - Dilatazione Tubazioni oltre i 300 m dai portali
Pertanto il sistema di dilatazione prevede l’installazione di giunti assiali normalizzati DN200 aventi
una corsa assiale di 49mm circa; ne sono previsti:
• 2 ogni 250m per i primi 300m in ingresso e in uscita
• 1 ogni 250m per il tratto intermedio interno alla galleria.
Essendo la tubazione esposta a parete, i giunti dovranno essere installati in corrispondenza delle
diramazioni degli idranti, che dovranno costituire i punti fissi della struttura.
0
Rev.
Aprile 2011
Data
Emissione Progetto
Bevilacqua
Astorino
Schiavetta
Descrizione Revisione
Comp.
Contr.
Appr.
Titolo: NODO STRADALE E AUTOSTRADALE DI GENOVA
Adeguamento sistema A7- A10 - A12
GALLERIA MONTESPERONE
ALLEGATI DI CALCOLO
Codice Elaborato:
Pagina 13 di 17
IMP0477
Allegato A2: Calcolo di dimensionamento delle dorsali
Protezione contro i contatti indiretti
Il sistema utilizzato per la protezione contro i contatti indiretti è l'interruzione automatica
dell'alimentazione elettrica in un sistema a 400 V di tipo TN.
Va specificato che l’uso del sistema TN prevede che le masse protette siano comprese all’interno
dell’area di equipotenzialità della cabina elettrica; per le utenze che rispettano tale vincolo valgono
le prescrizioni del capitolo 413.1 della norma CEI 64-8:
Le caratteristiche dei dispositivi di protezione e le impedenze dei circuiti devono essere tali che si
presenta un guasto di impedenza trascurabile in qualsiasi parte dell’impianto tra un conduttore di
fase ed un conduttore di protezione o una massa, l’interruzione automatica dell’alimentazione
avvenga entro il tempo specificato, soddisfacendo la seguente condizione:
Zs Ia ≤Uo
dove:
Zs è l’impendenza dell’anello di guasto che comprende la sorgente, il conduttore attivo fino al
punto di guasto ed il conduttore di protezione tra il punto di guasto e la sorgente.
Ia è la corrente che provoca l’interruzione automatica del dispositivo di protezione entro il
tempo definito dalla Tab. 41A in funzione della tensione nominale Uo oppure nelle condizioni
specificato in 413.1.3.5 entro un tempo convenzionale non superiore a 5 sec; se si usa un
interruttore differenziale Ia è la corrente differenziale nominale Idn.
Uo è la tensione nominale in c.a. valore efficace tra fase e terra.
Tab. 41A
tempi massimi di interruttore per sistemi TN.
Uo(V)
120
230
400
>400
Tempo di interruzione (S)
0,8
0,4
0,2
0,1
Per quanto riguarda le gallerie dotate di allacciamento diretto in bassa tensione il sistema di
protezione segue i criteri del sistema TT.
I dispositivi automatici che realizzano tale protezione dovranno essere dimensionati in conformità
alle prescrizioni della Sezione 413.1.3 della Norma CEI 64-8/4 ed in particolare la taratura delle
protezioni è stata scelta per soddisfare la relazione:
RT Ia < 50 CEI 64-8/4 Art. 413.1.4.2
La protezione a valle dei quadri di illuminazione contro i contatti indiretti sarà garantita dall’impiego
di apparecchi e cavi in classe II o con isolamento equivalente (CEI 64-8/413.2); il circuito dovrà
essere privo di collegamento a terra in quanto la probabilità che sull’involucro metallico siano
riportate tensioni pericolose per l’inefficienza dell’impianto di terra è maggiore della probabilità di
cedimento dell’isolamento doppio o rinforzato.
Protezione contro i sovraccarichi
La protezione delle linee contro il sovraccarico non è indispensabile in quanto un apparecchio di
illuminazione può dar luogo a una corrente elevata solo in caso di guasto (cortocircuito). Si è
tuttavia scelto di proteggere ugualmente i circuiti contro il sovraccarico in modo da potere
prescindere dalla lunghezza massima della linea protetta contro il corto-circuito.
0
Rev.
Aprile 2011
Data
Emissione Progetto
Bevilacqua
Astorino
Schiavetta
Descrizione Revisione
Comp.
Contr.
Appr.
Titolo: NODO STRADALE E AUTOSTRADALE DI GENOVA
Adeguamento sistema A7- A10 - A12
GALLERIA MONTESPERONE
ALLEGATI DI CALCOLO
Codice Elaborato:
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IMP0477
Poiché le lampade a scarica assorbono, durante l’accensione, una corrente più elevata che a
regime, la taglia e la curva di intervento degli interruttori a protezione delle linee deve essere, per
le lampade a vapori di sodio, dovrà essere opportunamente scelta.
La protezione delle linee verrà effettuata mediante interruttori automatici magnetotermici
differenziali.
Per la protezione da sovraccarichi o corto circuiti, sono state verificate le seguenti condizioni:
Ib < In < Iz
If< 1,45 Iz
dove:
Ib = corrente di impiego del circuito
Iz = portata in regime permanente della conduttura
In = corrente nominale del dispositivo di protezione
If = corrente convenzionale di funzionamento in un ora.
Le linee saranno protette con interruttori magnetotermici differenziali posti sul quadro di comando.
Le derivazioni alle lampade saranno protette dai fusibili posti sulle morsettiere interne alle
conchiglie di ciascun palo.
Protezione contro i corto-circuiti
Per le linee di distribuzione a bassa tensione sono state applicate le prescrizioni della Norma CEI
64-8.
Per la protezione delle linee in bassa tensione è stata sempre verificata la protezione inizio linea
con la relazione:
-
I2t<K2S2
dove:
t =durata in secondi
S =sezione in mm2;
I =corrente effettiva di cortocircuito in ampere, espressa in valore efficace;
K=
115 per i conduttori in rame isolati con PVC; 135 per i conduttori in rame isolati con gomma
ordinaria o gomma butilica; 143 per i conduttori in rame isolati con gomma etilenpropilenica e
propilene reticolato; 74 per i conduttori in alluminio isolati con PVC; 87 per i conduttori in alluminio
isolati con gomma ordinaria, gomma butilica, gomma; 115 etilenpropilenica o propilene reticolato
corrispondente ad una temperatura di 160 °C, per le giunzioni saldate a stagno tra conduttori in
rame.
Per il fondo linea essendo le condutture protette dal sovraccarico ed essendo verificate tutte le
altre condizioni riportate alla Sezione 433 della Norma CEI 64-8 le condutture sono protette dal
corto circuito (CEI 64-8/4 art. 435.1).
La protezione contro il cortocircuito sarà assicurata dagli stessi dispositivi impiegati per la
protezione contro i sovraccarichi. Tali dispositivi, installati all’inizio delle linee, avranno un potere
d'interruzione superiore alla corrente di cortocircuito presunta nel punto d'installazione.
0
Rev.
Aprile 2011
Data
Emissione Progetto
Bevilacqua
Astorino
Schiavetta
Descrizione Revisione
Comp.
Contr.
Appr.
Titolo: NODO STRADALE E AUTOSTRADALE DI GENOVA
Adeguamento sistema A7- A10 - A12
GALLERIA MONTESPERONE
ALLEGATI DI CALCOLO
Codice Elaborato:
Pagina 15 di 17
IMP0476
Quadro:QDLS
Tavola:
Impianto: GRONDA GE - GALLERIA MONTESPERONE ESISTENTE
Sigla Arrivo: QS/RETE
Cliente:
Descrizione Quadro:QUADRO DISTRIBUZIONE LUCE SERVIZI
Sistema di distribuzione: TN-S
Resistenza di terra: 10 [Ω
Ω]
C.d.t. % Max ammessa: 4 %
Circuito
Apparecchiatura
Icc di barratura: 9.8 [kA]
Tensione: 400 [V]
Corto circuito
Lunghezza ≤ Lunghezza max
Icc max ≤ P.d.I.
Sovraccarico Test
I2t ≤K2S2
Ib ≤ In ≤ Iz
If ≤ 1,45 Iz
C.d.t. % con Ib ≤ C.d.t. max
FASE
Sigla
Sezione
L
utenza
[ mm2 ]
L
C.d.t.%
max
con Ib
[m] [m]
Tipo
Distribuzione
[%]
Id
[A]
P.d.I.
[ kA ]
NEUTRO
K2S2
I2t max
K2S2
PROTEZIONE
Icc
I di
I gt
I2t max
max
Int. Prot.
Fondo
Inizio
Linea
Linea
[ kA ]
[A]
[A]
[ A2S ]
[ A2S ]
[ A2S ]
[ A2S ]
[ A2S ]
[ A2S ]
Inizio
I2t max
K2S2
Ib
In
Iz
If
1.45Iz
Inizio
Linea
Linea
[A] [A] [A] [A]
[A]
QS/RETE
---
---
0.08
OT-160A-E4
Quadripolare
3
---
9.8
3
4339
---
---
---
---
---
---
129
160
---
208
---
QF-GP
2
---
0.1
S204
Quadripolare
3
10
9.74
3
4258
---
---
---
---
---
---
36
63
---
82
---
SI
SI
UTZ-BYP
2
---
0.1
S1 B125 TM100+RC212
Quadripolare
3-A
16
9.74
3
4296
---
---
---
---
---
---
92
100
---
120
---
SI
9.74
0.5
70
2714
327184
1404
327184
2714
495616
0.481
6
30
7.8
43
SI
A
PG-QF4
4(1x4)+(1PE4)
223
4397
0.26
S204+DDA204 A
Quadripolare
0.5 - A
10
PG-QF5
4(1x4)+(1PE4)
223
4397
0.26
S204+DDA204 A
Quadripolare
0.5 - A
10
9.74
0.5
70
2714
327184
1404
327184
2714
495616
0.481
6
30
7.8
43
SI
---
---
0.08
---
Quadripolare
2
---
9.77
2
4.07
---
---
---
---
---
---
113
200
---
240
---
SI
0
---
0.1
S294
Quadripolare
2
15
9.77
2
4.07
---
---
---
---
---
---
48
125
---
163
---
SI
QDLS/QF10
1(4x25)+(1PE25)
503
766
2.67
S204
Quadripolare
2
10
9.77
2
4
0
12780625
0
12780625
0
19360000
16
20
69
26
100
SI
QDLS/QF11
1(4x25)+(1PE16)
473
766
2.52
S204
Quadripolare
2
10
9.77
2
3.99
0
12780625
0
12780625
0
7929856
16
20
69
26
100
SI
EQ
CALCOLI E VERIFICHE
0
Rev.
Aprile 2011
Data
Progetto
INTEGRA
Emissione Progetto
Bevilacqua
Astorino
Schiavetta
Descrizione Revisione
Comp.
Contr.
Appr.
Titolo: NODO STRADALE E AUTOSTRADALE DI GENOVA
Adeguamento sistema A7- A10 - A12
GALLERIA MONTESPERONE
ALLEGATI DI CALCOLO
Codice Elaborato:
Pagina 16 di 17
IMP0476
Quadro:
QDLS
Sigla Arrivo:
Tavola:
Impianto: GRONDA GE - GALLERIA MONTESPERONE ESISTENTE
Cliente:
Descrizione Quadro:
QUADRO DISTRIBUZIONE LUCE SERVIZI SEZIONE EMERGENZA
Sistema di distribuzione: TN-S
Resistenza di terra: 10 [Ω
Ω]
C.d.t. % Max ammessa: 4 %
Circuito
Apparecchiatura
Icc di barratura: 9.77 [kA]
Corto circuito
Lunghezza ≤ Lunghezza max
C.d.t. % con Ib ≤ C.d.t. max
Icc max ≤ P.d.I.
Sezione
[ mm2 ]
QQDLS/F12
QDLS/QF13
EG-QF4
EG-QF5
L
L
C.d.t.%
max con Ib
[m] [m]
4(1x35)+(1PE16)
4(1x35)+(1PE16)
4(1x4)+(1PE4)
4(1x4)+(1PE4)
963
933
223
223
1052
1052
4394
4394
Tipo
Distribuzione
[%]
3.67
3.56
0.26
0.26
S204
S204
S204+DDA204 A
S204+DDA204 A
EXEL Engineering & Software
Quadripolare
Quadripolare
Quadripolare
Quadripolare
[A]
I gt
Fondo
Linea
[A]
I2t max
Inizio
Linea
[ A2S ]
2
2
0.5
0.5
3.93
3.94
3.9
3.9
0
0
0
0
Id
P.d.I.
Icc
max
I di
Int. Prot.
[A]
[ kA ]
[ kA ]
2
2
0.5 - A
0.5 - A
10
10
10
10
9.77
9.77
9.77
9.77
CALCOLI E VERIFICHE
Rev.
Aprile 2011
Data
K2S2
NEUTRO
[ A2S ]
I2t max
Inizio
Linea
[ A2S ]
25050025
25050025
327184
327184
0
0
0
0
K2S2
Ib ≤ In ≤ Iz
If ≤ 1,45 Iz
PROTEZIONE
[ A2S ]
I2t max
Inizio
Linea
[ A2S ]
K2S2
[ A2S ]
[A] [A] [A] [A]
25050025
25050025
327184
327184
0
0
0
0
7929856
7929856
495616
495616
16
16
0.481
0.481
Ib
In
20
20
6
6
Iz
99
99
30
30
If
26
26
7.8
7.8
1.45Iz
[A]
143
143
43
43
SI
SI
SI
SI
Progetto INTEGRA
Nota: le utenze esistenti sono state calcolate come un carico equivalente nelle posizioni UTZ-BYP EQ.
0
Sovraccarico Test
I2t ≤K2S2
FASE
Sigla
utenza
Tensione: 400 [V]
Emissione Progetto
Bevilacqua
Astorino
Schiavetta
Descrizione Revisione
Comp.
Contr.
Appr.
Titolo: NODO STRADALE E AUTOSTRADALE DI GENOVA
Adeguamento sistema A7- A10 - A12
GALLERIA MONTESPERONE
ALLEGATO DI CALCOLO
Codice Elaborato:
Imp0477 allegati di calcolo Monte
Sperone
Pagina 1 di 17
Allegato A3: Tabella cavi
Sigla utenza
Descrizione
UTZ-BYP
UTENZE BYPASS ESISTENTI
PG-QF4
PERMANENTE TRATTA ALESAGGIO RETE
LATO MARCIA
PG-QF5
PERMANENTE TRATTA ALESAGGIO RETE
LATO MARCIA
Tipo di cavo
Lungh.
[m]
___
2
4(1x4)+(1PE4)
F7(0)M1/N07G9-K PE
223
4(1x4)+(1PE4)
F7(0)M1/N07G9-K PE
223
___
___
___
0
Formazione
QUADRO ELETTRICO: QDLS
EQ
CARICO EQUIVALENTE
QDLS/QF10
SERVIZI EMERGENZA BY-PASS1 CANNA
NORD
1(4x25)+(1PE25)
F7(0)M1/N07G9-K PE
503
QDLS/QF11
SERVIZI EMERGENZA BY-PASS1 CANNA
SUD
1(4x25)+(1PE16)
F7(0)M1/N07G9-K PE
473
QQDLS/F12
SERVIZI EMERGENZA BY-PASS2 CANNA
NORD
4(1x35)+(1PE16)
F7(0)M1/N07G9-K PE
963
QDLS/QF13
SERVIZI EMERGENZA BY-PASS2 CANNA
SUD
4(1x35)+(1PE16)
F7(0)M1/N07G9-K PE
933
EG-QF4
PERMANENTE TRATTA ALESAGGIO
EMERGENZA LATO MARCIA
4(1x4)+(1PE4)
F7(0)M1/N07G9-K PE
223
EG-QF5
PERMANENTE TRATTA ALESAGGIO
EMERGENZA LATO MARCIA
4(1x4)+(1PE4)
F7(0)M1/N07G9-K PE
223
Emissione Progetto
Bevilacqua
Astorino
Schiavetta
Descrizione Revisione
Comp.
Contr.
Appr.
0
Rev.
Aprile 2011
Data