I condotti di ventilazione, utilizzati nei sistemi di tipo industriale e negli edifici, servono a convogliare l’aria, di estrazione o di ventilazione, nell’edificio. Per il loro calcolo e la loro progettazione occorre prestare molta attenzione, affinché sia garantita un’adeguata portata d’aria, così come altri fattori (ridurre il consumo di energia dei ventilatori o ridurre al massimo il rumore che può arrecare fastidio agli utenti).
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Concetti base per il calcolo dei condotti
Le reti di condotti d’aria si possono classificare, sostanzialmente, a seconda della pressione e velocità nei condotti. In base alla velocità dell’aria esistono i seguenti tipi:
- Condotti a bassa velocità (<12 m/s, tra 6 e 12 m/s).
- Condotti ad alta velocità (>12 m/s).
Per progettare un condotto occorre tenere conto di tre nozioni base che influiscono nella progettazione e nell’obiettivo scelto. La rete di condotti deve essere progettata in modo tale che sia in grado di garantire la quantità d’aria necessaria in tutti i punti d’immissione o estrazione richiesti. I tre concetti fondamentali che condizionano questo aspetto sono:
- Proprietà dell’aria. Dipendono dalla temperatura e dalla pressione, e le proprietà base che si applicano nella progettazione di una condotta sono la viscosità e la densità.
- Diametro equivalente del condotto. I condotti utilizzati possono avere diverse sezioni, spesso sono rettangolari o circolari. La maggior parte dei metodi di calcolo si basano su condotti circolari. Il diametro equivalente serve a calcolare il condotto, con sezione circolare, equivalente a quello studiato.
- Perdite di carico. Nel condotto il fluido subisce una perdita di pressione per l’attrito, chiamata anche perdita di carico. Queste perdite di carico si dividono in perdite nel condotto e perdite localizzate, come ad esempio gomiti, cambi di sezione o accessori.
Metodi di calcolo più comuni
I metodi di calcolo più comuni per il calcolo dei condotti di ventilazione sono quattro:
- Metodo a riduzione della velocità.
- Metodo a perdita di carico costante.
- Metodo a recupero di pressione statica.
- Metodo a velocità costante.
Quelli maggiormente utilizzati sono il metodo a perdita di carico costante ed il metodo a recupero di pressione statica.
Il metodo a riduzione della velocità non è molto utilizzato, dato che per risolvere il problema con una precisione ragionevole occorrono molti calcoli.
Il metodo a velocità costante viene usato esclusivamente nelle installazioni industriali nelle quali si devono evitare i depositi degli inquinanti trasportati nel condotto, oppure viene già richiesto il trasporto degli stessi materiali, presentando l’inconveniente del bilanciamento dell’installazione.
Ora analizziamo le principali caratteristiche di ogni metodo di calcolo:
Metodo a perdita di carico costante
Viene utilizzato nei condotti di immissione, ritorno ed estrazione d’aria. Consiste nel calcolare i condotti in modo che abbiano la stessa perdita di carico per unità di lunghezza lungo tutto il sistema.
La procedura abituale è scegliere una velocità iniziale in funzione della rumorosità richiesta dalla destinazione d’uso del locale. Per determinare questa velocità iniziale si prende come riferimento il calcolo del condotto principale, che porta l’aria di immissione dalla presa d’aria esterna o dall’unità di trattamento dell’aria. A partire da questa velocità, e partendo dalla portata d’aria totale necessaria, si calcola la perdita di carico unitaria che deve mantenersi costante in tutte le condotte.
Metodo a recupero di pressione statica
Consiste nel dimensionare il condotto in modo tale che l’aumento della pressione statica in ogni ramo o bocchetta di immissione compensi le perdite di carico nella successiva sezione del condotto. Così facendo si ottiene che la pressione statica in ogni bocchetta e all’inizio di ogni ramo sia la stessa.
Al tal fine, viene scelta una velocità iniziale in uscita dal ventilatore e si dimensiona la prima sezione come nel metodo a perdita di carico costante. Successivamente, le restanti sezioni vengono dimensionate con i grafici di relazione L/Q. Questi grafici di dimensionamento sono funzione della forma del condotto e della portata. Si possono anche utilizzare tavole a recupero di pressione statica a bassa velocità.
Come criterio generale, il metodo a perdita di carico costante viene utilizzato per condotti di immissione a bassa velocità, ritorno e ventilazione, mentre il metodo a recupero di pressione statica principalmente nei condotti di immissione a bassa ed alta velocità.
