relazione generale e specialistica

COMUNE DI LIZZANO
PROVINCIA DI TARANTO
PROGETTO ESECUTIVO
ADEGUAMENTO DELLA CENTRALE TERMICA E DELL'IMPIANTO
DI RISCALDAMENTO DELL'ISTITUTO COMPRENSIVO
"ALESSANDRO MANZONI" - PLESSO A. MANZONI
RELAZIONE GENERALE E SPECIALISTICA
DATA
Settembre 2013
IL RESPONSABILE DEL PROCEDIMENTO
IL TECNICO
Arch. Rosanna BORSCI
Ing. Carlo CALO'
dott. ing. Carlo Calò
via Roma, 238 – Lizzano (TA)
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RELAZIONE GENERALE E SPECIALISTICA
Premessa
Il presente progetto riguarda l’adeguamento della centrale termica a servizio della
scuola elementare “Alessandro Manzoni” sita in piazza Giacomo Matteotti a
Lizzano (TA) e facente parte dell’omonimo Istituto Comprensivo.
L’Amministrazione Comunale ha avviato da qualche tempo una serie di procedure
finalizzate alla messa a norma degli edifici scolastici facenti capo all’Istituto
Comprensivo citato. In particolare ha affidato ad altro tecnico, un incarico di
progettazione ai fini dell’ottenimento del Certificato di Prevenzione Incendi (CPI) del
quale alcune scuole non sono ancora dotate perché carenti in alcuni aspetti che, per
mancanza di fondi, hanno impedito ad oggi il rilascio del CPI da parte dei Vigili del
Fuoco. Fra i vari interventi quello che assume maggiore importanza, anche ai fini
economici, è l’adeguamento della centrale termica del plesso Manzoni.
L’edificio è sede di una scuola elementare ed ospita circa 300 persone fra alunni e
personale scolastico. La scuola si sviluppa su tre piani, dei quali il piano rialzato è
destinato agli uffici, all’aula magna e a qualche laboratorio didattico; mentre gli altri
due sono destinati quasi totalmente ad ospitare le varie classi.
Scuola elementare “Alessandro Manzoni”
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via Roma, 238 – Lizzano (TA)
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Trattandosi di una struttura risalente agli
anni ’30, tutti gli interventi finalizzati alla
realizzazione degli impianti tecnologici
sono stati effettuati in tempi successivi e i
vani
tecnici
sono
stati
costruiti
in
adiacenza alla struttura originale dal lato
di nord-ovest.
In particolare l’impianto termico è stato
realizzato verso la fine degli anni ’90 ed è
costituito da una caldaia in ghisa Pensotti
modello Gardena 250 avente potenzialità
utile intorno ai 320 kW dotata di un
bruciatore
Vani tecnici
a
gasolio
marca
Seveso
modello 2F33/R con potenza modulabile
in un range tra 256 kW e 523 kW.
Stato di fatto
La foto sottostante mostra la centrale termica allo stato attuale.
Locale caldaia
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L’attuale impianto termico è in funzione dal
mese di novembre del 1998, come si evince
dall’etichetta di collaudo in pressione posta
sulla caldaia.
Nel corso di questi quindici anni, con il
verificarsi di avarie all’impianto e con il
susseguirsi
manutenzione
dei
vari
effettuati
interventi
da
di
tecnici
Collaudo caldaia
avvicendatisi nel tempo, la centrale termica
presenta delle carenze che rendono necessario un completo rinnovo della stessa.
Le ragioni che rendono indifferibili tale intervento possono essere così riassunte:

La caldaia si è lesionata sul pannello anteriore di collegamento con il
bruciatore e da qualche tempo non riesce a soddisfare efficacemente le
esigenze del plesso scolastico dovendo funzionare a regime ridotto. La foto
seguente mostra lo stato della caldaia prima dell’intervento di rifacimento del
pannello anteriore.
Caldaia con lesione al pannello anteriore
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
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Non essendo possibile la sostituzione, data la mancanza di ricambi originali in
quanto la caldaia è fuori produzione, l’attuale manutentore ha risolto
parzialmente il problema ricostruendo artigianalmente la parte usurata. Tale
soluzione tuttavia non offre nessuna garanzia sulla tenuta in pressione, in
quanto il tecnico non può certificare l’intervento come a norma non avendo
competenze sulla tenuta dei materiali utilizzati.

Probabilmente la caldaia si è lesionata a causa di uno shock termico dovuto a
differenze di temperatura tra il fluido di uscita e quello d’entrata per mancato
funzionamento della pompa anticondensa non rilevato per mancanza di una
logica di controllo automatica.

La centrale termica presenta sulle pareti una umidità diffusa a causa di
infiltrazioni sul tetto del locale e alla condensa che si forma durante il
funzionamento la quale, per la mancanza di uno scarico, si deposita sul
pavimento e viene assorbita dalle pareti adiacenti.
Umidità per infiltrazione e condensa

Recentemente per cercare di rimediare almeno allo smaltimento della
condensa, è stata installata una tubazione di scarico alla base della canna
fumaria che sversa il liquido all’esterno.
Le norme prevedono che la condensa essendo acida (nelle caldaie a
condensazione questo problema è molto importante) deve essere neutralizzata
e successivamente convogliata nello scarico fognario.
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Scarico condensa

L’impianto elettrico è carente ed ha subito diversi interventi successivi
rispetto alla sua originaria configurazione.
Carenze all’impianto elettrico
Il quadro mostra la mancanza di coperchi di protezione, una elettrovalvola
di zona non risulta collegata, le lampade sono sporche di nerofumo e
insufficienti per l’illuminazione del locale in caso di interventi in condizioni di
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scarsa illuminazione; non ci sono prese di servizio per manutenzione, non
c’è una presa SELV per il collegamento di lampade portatili, non c’è una
lampada di emergenza e mancano i sistemi di allarme.

Il circuito idraulico è diviso in due zone alimentate da un’unica pompa su uno
stesso collettore (ne esiste una seconda ma ha funzione di riserva e/o di
funzionamento alternato). La pompa si trova a monte delle elettrovalvole di
zona ed una chiusura di entrambe senza lo spegnimento del circolatore
potrebbe danneggiare quest’ultimo.
Circolatori ed elettrovalvole di zona
Oltre a quelli elencati, esistono ulteriori elementi a favore di un intervento di
rifacimento della centrale termica:

Da qualche anno il Comune di
Lizzano
è
completamente
metanizzato, pertanto in caso di
intervento
consigliabile
importante
passare
ad
è
un
bruciatore di nuova generazione a
basso inquinamento, alimentato a
gas. In adiacenza ai vani tecnici
della scuola esiste una presa gas
installata allo scopo.
Presa alimentazione gas metano
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
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Anche se non risultano essersi mai verificate anomalie di funzionamento
tuttavia, da calcoli fatti, sembrerebbe dimensionato al limite il vaso di
espansione di 250 litri in dotazione all’impianto e sarebbe opportuno sostituirlo
con uno di capacità maggiore.
Elenco degli interventi
Per le ragioni sopra elencate risulta evidente la necessità di intervenire
massicciamente sull’impianto attuale con un rifacimento completo della centrale
termica:

La sostituzione della caldaia, prevede lo smontaggio ed il rifacimento di tutte le
connessioni idrauliche in quanto risulta improbabile che la nuova abbia gli stessi
attacchi.

Il rifacimento dell’impianto idraulico permette un’agevole modifica al sistema di
distribuzione dei fluidi con separazione delle zone e con l’inserimento di valvole
a tre vie che mettono in sicurezza i circolatori anche in caso di anomalie al
sistema di controllo.

Il problema dell’umidità deve essere risolto risanando il tetto del vano tecnico e
creando una vasca di raccolta con pompa di sollevamento e scarico verso la
fogna dopo opportuna neutralizzazione acida.

Data la metanizzazione del Comune di Lizzano, risulta opportuno passare ad
una alimentazione a gas con bruciatore a basso inquinamento.

L’impianto elettrico deve essere rifatto integralmente.

Allo stato attuale nessun tecnico può certificare gli impianti a norma ai sensi del
D.M. 37/08 e di conseguenza risulta impossibile ottenere il Certificato di
Prevenzione Incendi.
In definitiva, la messa a norma della centrale termica richiede nell’ordine
complessivamente i seguenti interventi:

Rimozione e smaltimento dell’attuale caldaia a gasolio e del relativo bruciatore.

Bonifica del serbatoio di gasolio.

Rimozione della parte idraulica e delle pompe.

Rimozione dell’impianto elettrico.
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
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Realizzazione di un’apertura camino per l’evacuazione del gas in caso di
perdita accidentale.

Manutenzione straordinaria delle superfici interne e tinteggiatura con materiali
intumescenti.

Realizzazione della linea gas secondo quanto indicato negli elaborati
progettuali.

Fornitura e posa in opera di una nuova caldaia alimentata con bruciatore a gas
metano con potenza utile non inferiore a 350 kW.

Sostituzione della canna fumaria.

Connessione della caldaia all’impianto termico con il sistema di pompe indicate
in progetto.

Coibentazione delle tubazioni.

Installazione completa dell’impiantistica idraulica, dei sistemi di controllo e del
kit INAIL (ex ISPSEL).

Realizzazione dell’impianto elettrico e dei sistemi di sicurezza.

Fornitura della cartellonistica di prevenzione incendi.

Tutte le opere di assistenza muraria per la rifinitura del locale centrale termica.
Dimensionamento dell’impianto
Caldaia e bruciatore
Per il rifacimento della centrale termica, si è proceduto effettuando un’analisi
dell’impianto e del fabbisogno dell’edificio sulla base dell’impianto termico esistente.
Allo stato attuale le principali norme, leggi e decreti per la progettazione degli
impianti termici fanno riferimento a:

Legge 10/91 - Norme per l'attuazione del Piano energetico nazionale in materia
di uso nazionale dell'energia, di risparmio energetico e di sviluppo delle fonti
rinnovabili di energia.

D.P.R.
412/93
-
Regolamento
recante
norme
per
la
progettazione,
l'installazione, l'esercizio e la manutenzione degli impianti termici degli edifici ai
fini del contenimento dei consumi di energia, in attuazione dell'art. 4, comma 4,
della legge 9 gennaio 1991, n. 10
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
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UNI 10351:1994 - Materiali da costruzione. Conduttività termica e permeabilità
al vapore.

UNI EN ISO 13790:2008 - Prestazione energetica degli edifici - Calcolo del
fabbisogno di energia per il riscaldamento e il raffrescamento.

UNI/TS 11300-1:2008 - Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 1:
Determinazione del fabbisogno di energia termica dell'edificio per la
climatizzazione estiva ed invernale

UNI/TS 11300-2:2008 - Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 2:
Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la
climatizzazione invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria

UNI/TS 11300-4:2012 - Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 4: Utilizzo di
energie rinnovabili e di altri metodi di generazione per la climatizzazione
invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria
Dai calcoli effettuati sui tre piani dell’edificio scolastico, si sono ottenuti i seguenti
risultati:
PIANO TERRA
Volume netto
m³
4.038,84
Superficie lorda disperdente
m²
2.093,23
Superficie netta calpestabile
m²
897,52
Superficie lorda
m²
1.065,33
Altezza netta media
m
4,50
Capacità Termica
kJ/K 271.109,29
Carico termico (trasmissione + ventilazione + fattore di ripresa) - POTENZA kW
102,74
Fabbisogno Utile di Energia Termica per il Riscaldamento
MJ 509.208,22
Fabbisogno di Energia Termica Utile per Riscaldamento
kWh 141.446,73
PRIMO PIANO
Volume netto
m³
4.054,59
Superficie lorda disperdente
m²
1.038,58
Superficie netta calpestabile
m²
901,02
Superficie lorda
m²
1.065,33
Altezza netta media
m
4,50
Capacità Termica
kJ/K 270.850,38
Carico termico (trasmissione + ventilazione + fattore di ripresa) - POTENZA kW
47,04
Fabbisogno Utile di Energia Termica per il Riscaldamento
MJ 183.808,08
Fabbisogno di Energia Termica Utile per Riscaldamento
kWh 51.057,80
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SECONDO PIANO
Volume netto
m³
3.745,04
Superficie lorda disperdente
m²
2.086,82
Superficie netta calpestabile
m²
902,42
Superficie lorda
m²
1.065,33
Altezza netta media
m
4,15
Capacità Termica
kJ/K 246.711,82
Carico termico (trasmissione + ventilazione + fattore di ripresa) - POTENZA kW
68,27
Fabbisogno Utile di Energia Termica per il Riscaldamento
MJ 322.991,58
Fabbisogno di Energia Termica Utile per Riscaldamento
kWh 89.719,88
TOTALE
Volume netto
m³
11.838,47
Superficie lorda disperdente
m²
5.218,63
Superficie netta calpestabile
m²
2.700,96
Superficie lorda
m²
3.195,99
Altezza netta media
m
4,38
Capacità Termica
kJ/K
Carico termico (trasmissione + ventilazione + fattore di ripresa) - POTENZA kW
Fabbisogno Utile di Energia Termica per il Riscaldamento
Fabbisogno di Energia Termica Utile per Riscaldamento
MJ
kWh
788.671,49
218,05
1.016.007,88
282.224,41
Il carico termico risulta pari a circa 220 kW. Tenendo conto della presenza di infissi
non a perfetta tenuta, ai fini della scelta della potenzialità della caldaia, si incrementa
il valore così ottenuto di circa il 50% che porta così ad un valore prossimo ai 350 kW.
Questo apparente sovradimensionamento in realtà permette alla caldaia di lavorare
in sicurezza e grazie al bruciatore a potenza modulante si può generare la potenza
termica desiderata.
Vaso di espansione
L’impianto è suddiviso in due zone alimentate a collettore con una tubazione da 2”.
La prima zona riguarda il piano terra, mentre la seconda zona interessa entrambi il
primo e secondo piano dell’edificio. Tutti i radiatori sono a doppia colonna con
un’altezza media di 80÷90 cm.
La tabella seguente riassume la dotazione complessiva riguardo agli elementi
radianti dell’impianto:
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CALCOLO ELEMENTI RADIATORI PIANO TERRA BAGNO NW AULA MAGNA LABORATORIO UFFICIO DSGA SEGRETERIA UFFICIO DS SCALA E AULA AULA ARCHIVIO BAGNO NE CORRIDOIO W CORRDOIO E CORRIDOIO S PIANO PRIMO PIANO SECONDO 26
90
45
44
44
45
25
32
40
16
32
35
37
117
BAGNO NW 25 BAGNO NW 26 AULA 39 AULA 48 AULA 39 AULA 48 AULA 27 AULA 42 AULA 26 AULA 40 AULA 26 AULA 40 AULA 27 AULA 42 SCALA W 18 SCALA W 12 AULA 10 AULA 28 AULA 10 AULA 32 AULA 24 AULA 28 AULA 20 BAGNO NE 39 BAGNO NE 31 CORRIDOIO W 53 CORRIDOIO W 41 CORRDOIO E 53 CORRDOIO E 39 CORRIDOIO S 81 CORRIDOIO S 57
TOTALE 628
TOTALE 459
TOTALE 612 NUMERO ELEMENTI COMPLESSIVO 1699 CAPACITÀ UNITARIA (litri) 1,7 TOTALE COMPLESSIVO (litri) 2.888 Per quanto riguarda le tubazioni di mandata e ritorno si ha:
TUBAZIONI MANDATA E RITORNO Lunghezza
metri Diametro
mm ZONA 1 ZONA 2 400 410 54 54 Volume unitario Volume totale
litri mm2 2290 2290 TOTALE 916 939 1.855 In definitiva nelle tubazioni di mandata e ritorno e nei radiatori si ha una quantità di
acqua pari a circa 4.743 litri. Avendo trascurato nel calcolo l’acqua contenuta nella
caldaia e nei tubi di collegamento ai radiatori, possiamo ragionevolmente
incrementare il valore trovato di un 20% ottenendo in definitiva il valore di calcolo del
vaso di espansione che risulta essere di 5.700 litri.
Per il calcolo del vaso di espansione si usa la formula seguente:
Vvaso 
0, 035  Vtotale
1  Pc / Pf
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Dove Pc rappresenta la pressione assoluta di carica del vaso, circa 2,5 bar e Pf la
pressione assoluta massima di esercizio riferita al vaso assunta intorno a 4,3 bar, si
ottiene allora:
Vvaso 
0, 035  5.700
 476 litri
1  2,5 / 4,3
Si ipotizza una installazione di due vasi di espansione da 250÷300 litri.
Pompe di ricircolo
Le pompe di ricircolo saranno di tipo gemellare monoblocco e devono garantire una
portata media di circa 13 mc/h con una prevalenza non inferiore a 1,3 bar.
Impianto elettrico
L’impianto elettrico dovrà essere di tipo a vista in esecuzione stagna con grado di
protezione IP55. Esso dovrà contenere gli elementi presenti sugli elaborati grafici
allegati
QUADRO ELETTRICO CENTRALE TERMICA
LINEA
IN (A) ICC (kA) IN (mA)
TIPO
Interruttore Generale
63
Tetrapolare
Alimentazione caldaia
16
4,5
30
Tetrapolare
Circolatore 1
16
4,5
30
Tripolare
Circolatore 2
16
4,5
30
Tripolare
Pompa di sollevamento
16
4,5
30
Bipolare
Pompa anticondensa
16
4,5
30
Tripolare
Linea luci
10
4,5
30
Bipolare
Linea prese
16
4,5
30
Bipolare
Il Tecnico
(ing. Carlo Calò)