Help Hydronet v4

Modellazione rete di idranti

In questo caso la norma di riferimento è la UNI 10779. 

Nella rete saranno presenti dispositivi di erogazione tipo idranti o naspi, caratterizzati da una legge di efflusso del tipo:

Q:         portata totale in uscita dall’erogatore [l/min]

P:         pressione al punto di attacco dell’erogatore al sistema di tubazioni [bar]

K:         coefficiente di efflusso dell’erogatore (K factor) [l/min bar0.5]

Nota: 

Nelle schede tecniche degli idranti la relazione viene solitamente espressa come 

Il fattore 10 che compare in questa espressione discende dall’unità di misura della pressione, che in questo caso è Mpa, mentre nella precedente era in bar.

Essendo 1 MPa = 10 bar, per convertire un valore da MPa in bar bisogna moltiplicarlo per 10. 

In funzione del livello di pericolosità la norma citata impone erogatori capaci di fornire una portata definita con una pressione residua non inferiore ad un valore limite definito. La pressione residua si intende valutata all’attacco dell’erogatore alla rete fissa.

Per il dimensionamento delle riserve di acqua è significativo analizzare la rete in uno o più scenari di funzionamento con erogatori attivi nelle posizioni idraulicamente più favorevoli, in maniera da massimizzare la portata in uscita e verificare il dimensionamento delle alimentazioni idriche, siano esse da acquedotto o da gruppo di pompaggio. 

Ai fini delle verifiche idrauliche, la rete deve essere analizzata in scenari di funzionamento in cui siano attivi un certo numero di erogatori posti nelle posizioni idraulicamente più sfavorevoli, in maniera da verificare la capacità dei dispositivi in termini di portata effettiva e di pressione residua. 

Q         portata minima da garantire        

Pr         pressione residua valutata all’attaco dell’erogatore alla rete fissa

NB:         In presenza di più colonne montanti, garantire il funzionamento contemporaneo di almeno 2 colonne montanti.

Tabella prestazioni richieste per idranti/naspi

Scelta dell’erogatore

Le prestazioni richieste dalla norma tecnica ai dispositivi di erogazione identificano teoricamente un erogatore caratterizzato da un coefficiente di efflusso ideale Kid ottenibile dai valori di domanda Qdom e  Pdom mediante la legge di efflusso: 

L’erogatore ideale permette di soddisfare al meglio le due condizioni sulla portata e la pressione, quindi operativamente converrà scegliere dai cataloghi un dispositivo con fattore K quanto più vicino al valore ideale Kid:in quanto: 

• se K < Kid la portata richiesta si raggiunge a pressioni di esercizio maggiori di Pdom,

       ovvero il dispositivo richiede alla rete una maggiore pressione di esercizio,

• se K > Kid la pressione residua richiesta si raggiunge a portate maggiori di Qdom,

       ovvero il dispositivo richiede alla rete una maggiore portata di alimentazione.

Schema di verifica del dispositivo nell’analisi della rete

Nella versione Hydronet V4 il dispositivo idrante o naspo viene modellato come uno speciale nodo “erogatore”, ovvero come un nodo in cui la portata in uscita non è imposta a priori (come nei generici nodi di rete), ma discende dalla pressione presente nel punto di attacco con la rete, secondo la legge di di efflusso:

Questo permette il rigoroso bilanciamento della rete e permette di conoscere le reali portate in uscita dagli erogatori attivi. 

Verifica dei requisiti di efflusso richiesti agli erogatori 

A valle dell’analisi si controllerà quindi per ogni erogatore attivo che i valori di esercizio della portata erogata e della pressione residua siano compatibili con i valori di domanda:

qnodo ≥ qdom   

pnodo ≥ pdom  

essendo:

pnodo        la pressione nel nodo (pressione residua),

qnodo        la portata reale in uscita dall’erogatore,

pdom          la pressione minima di funzionamento richiesta da norma in funzione del livello di pericolo,

qdom          la portata minima di funzionamento richiesta da norma in funzione del livello di pericolo.

Per ogni scenario di calcolo il programma controlla in automatico le condizioni di funzionamento, emettendo messaggi di attenzione sui casi non soddisfatti, mettendo a disposizione profili piezometrici e mappe cromatiche, evidenziando nelle griglie dei risultati i valori non accettabili. 

La modalità di analisi col bilanciamento dei nodi erogatori, che corrisponde alla modalità PDA (Pressure Driven Analysis) di Epanet, è resa possibile dal robusto solutore non lineare di Hydronet. 

Vengono inoltre controllate in automatico le seguenti verifiche, con relativi avvisi automatici. 

Verifica della massima pressione di esercizio per reti di idranti

La Uni 10779 richiede che la massima pressione di esercizio, misurata al punto di connessione degli erogatori, non deve superare 
0.7 Mpa ovvero 7 bar         per le reti di idranti,

1.0 Mpa ovvero 10 bar         per le reti di naspi.

Verifica della velocità di flusso massima per reti di idranti

Si controlla che velocità di flusso nelle tubazioni non ecceda i valori limiti impostati a priori. Nel caso delle reti di idranti si imposta una velocità massima di 10 m/sec, ma in ogni caso il valore può essere reimpostato dall’utente.

All’utente resta il controllo di condizioni non direttamente collegate al calcolo idraulico, come le seguenti. 

Condizioni minime sui diametri delle tubazioni

La norma tecnica impone condizioni sul diametro delle tubazioni: 

• i diametri nominali DN delle tubazioni non devono mai essere inferiori a quello dei terminali che essi alimentano, 
• le tubazioni di diramazione degli impianti devono rispettare le seguenti prescrizioni:

Fasi operative per la modellazione della rete in Hydronet

Fatta questa premessa, le fasi operative per la modellazione della rete in Hydronet sono le seguenti:

• Classificazione del livello di pericolosità
• Scelta degli erogatori in base alle prestazioni ad essi richieste dalla norma tecnica. 
• Modellazione della rete con gli erogatori richiesti secondo la norma tecnica.
• Esecuzione del calcolo idraulico per vari scenari significativi di utilizzo.
• Controllo dei risultati idraulici della rete: assenza di depressioni, velocità di flusso, ecc.
• Controllo dei requisiti richiesti sui singoli erogatori: portata effettiva, pressione residua. 

Scenari di funzionamento

Negli impianti idranti la norma ci impone un determinato numero di terminali più sfavoriti contemporaneamente in funzione.

Qualora ci sia contemporanea presenza di un impianto idranti interno ed esterno, non viene richiesta la contemporaneità fra i due impianti, ma il dimensionamento deve avvenire sulla base delle condizioni idrauliche (portata e pressione) peggiori fra le due situazioni che si vengono a determinare.

Nel caso di impianti misti (con idranti e sprinkler) viene invece richiesta la contemporaneità fra i due impianti nel caso sussista un’unica alimentazione a supporto.

Sono inoltre significativi anche gli scenari con gli erogatori attivi nelle posizioni idraulicamente più favorevoli, in maniera da massimizzare la portata in uscita e verificare il dimensionamento delle alimentazioni idriche, siano esse da acquedotto o da gruppo di pompaggio. 

Il programma Hydronet permette un’agevole gestione degli scenari, per ognuno dei quali provvede all’esecuzione dell’analisi ed al controllo dei requisiti minimi di funzionamento. 

Una volta concluse le analisi, che tipicamente non impiegano più di qualche secondo anche per reti molto estese, l’utente avrà un quadro completo delle prestazioni e sintesi grafiche efficaci per apprezzare il funzionamento della rete e per intervenire laddove necessario per migliorarlo.