Le canne fumarie

Fisica di base, calcolo, caratteristiche funzionali e normativa di riferimento

• La combustione ed il controllo della combustione
• La fisica dei camini e delle canne fumarie
• Il calcolo e l’analisi delle canne fumarie secondo la norma UNI EN 13384
• Le canne fumarie collettive
• I materiali e la designazione
• Le normative di riferimento

Il testo argomenta il tema delle canne fumarie degli impianti termotecnici, sviluppandone aspetti relativi a: fisica di base, calcolo, caratteristiche funzionali e normativa. Lo scopo è quello di affrontare in modo consapevole le problematiche relative all’installazione, alla progettazione e alla manutenzione con una cultura tecnica adeguata. È pertanto indicato per tecnici, progettisti, installatori e cultori della materia.

Il volume è strutturato in capitoli che trattano i seguenti argomenti:

• Aspetti tecnici fondamentali relativi alla combustione e ai combustibili, premessa essenziale per poter capire il funzionamento delle canne fumarie.
• Conoscenze essenziali relative alla strumentazione per il controllo della combustione e aspetti legati al controllo stesso.
• Basi teoriche del funzionamento delle canne fumarie, le tipologie, le grandezze fisiche coinvolte nel calcolo, gli aspetti legati alla trasmissione del calore e alla fluidodinamica.
• Tipologie di calcolo delle canne fumarie singole e analisi del collegamento fra le grandezze geometriche, termiche, fluidodinamiche. Aspetti legati alla trasmissione del calore nei condotti coassiali e dell’inerzia termica.
• Canne collettive ramificate sia in tipologia B e C e condizioni di calcolo e verifica.
• Materiali tipici delle canne fumarie e la loro designazione. Breve presentazione del software ASTER e del software allegato al volume.
• Contenuti della normativa di riferimento.

In questa nuova edizione è stata aggiornata la normativa di riferimento e sono stati aggiunti un capitolo sulla norma UNI EN 13384-2 sulle canne fumarie in pressione per caldaie a condensazione, un capitolo sull’adeguamento delle vecchie canne fumarie per l’utilizzo delle caldaie a condensazione, le uniche ormai installabili e, infine, un capitolo sul calcolo della resistenza al fuoco e della temperatura di contatto di canne fumarie ai sensi delle UNI EN 15287-2-2008 e UNI EN 15287-1-2010.

NOTE SUL SOFTWARE INCLUSO

Il software esegue il calcolo di camini singoli (UNI EN 13384-1), i calcoli di scambio termico in una canna fumaria orizzontale con condotto di aspirazione e scarico concentrici ed il calcolo della combustione (fogli Excel con codice di calcolo in VBA); novità è l’aggiunta del programma per il calcolo della resistenza al fuoco e della temperatura di contatto di canne fumarie a sezione circolare e quadrata (UNI EN 15287-2-2008 e UNI EN 15287-1-2010).

Utilità disponibili con il software: Glossario (principali termini tecnico-normativi); F.A.Q. (domande e risposte più frequenti); Test iniziale (verifica formazione di base); Test finale (verifica concetti analizzati).

Requisiti hardware e software: Processore da 2.00 GHz; MS Windows Vista/7/8/10 (è necessario disporre dei privilegi di amministratore); MS .Net Framework 4 o vs. successive; 250 MB liberi sull’HDD; 2 GB di RAM; MS Excel 2003 e vs. successive; Risoluzione monitor consigliata 1366×768; Accesso ad internet e browser web.

Autori

Nicola Taraschi, ingegnere, è sviluppatore software e autore di pubblicazioni nel settore termotecnico. Con Grafill ha pubblicato Reti idrauliche ed impianti termotecnici (2016), Progettazione e calcolo di impianti di climatizzazione (2016), Calcoli rapidi per l’impiantista (2015), Contabilizzazione del calore con Excel (2016).

Marco Martinetto, perito termotecnico, è direttore tecnico di una nota ditta di produzione di canne fumarie. Svolge attività di formazione per conto di associazioni del settore ed è componente del gruppo di lavoro camini presso il comitato termotecnico italiano per l’attività normativa.

Indice

PREFAZIONE

1. LA COMBUSTIONE
1.1. Cenni storici
1.1.1. La scoperta del fuoco
1.1.2. Il fuoco venne portato in casa
1.1.3. Il camino nei tempi moderni
1.2. La combustione
1.3. Stechiometria della combustione
1.4. L’eccesso d’aria
1.5. La combustione del gas naturale
1.6. L’aerazione
1.7. Definizioni sui combustibili
1.7.1. Temperatura di infiammabilità
1.7.2. Temperatura di accensione
1.7.3. Temperatura teorica di combustione
1.7.4. Punto di rugiada
1.7.5. Numero di fumo (scala Bacharach)
1.8. Il rendimento della combustione
1.9. Le caldaie a condensazione
1.9.1. Produzione di acqua di condensa
1.9.2. La regolazione della caldaia
1.10. Gli inquinanti
1.10.1. Il monossido di carbonio
1.10.2. Gli NOX
1.10.3. Ossidi di zolfo
1.11. Ottimizzazione della combustione
1.12. I combustibili
1.12.1. Il carbone
1.12.2. Il metano
1.12.3. GPL
1.12.4. La legna
1.12.5. Le biomasse
1.12.6. Il cippato
1.12.7. Il pellet
1.13. Il particolato
1.14. Depuratori fumi
1.14.1. Abbattitore di fuliggine
1.14.2. Filtro elettrostatico

2. IL CONTROLLO DELLA COMBUSTIONE
2.1. Le sonde
2.1.1. Le termocoppie
2.1.2. I termistori
2.1.3. Le termoresistenze
2.1.4. I trasduttori di pressione
2.1.5. I sensori di gas
2.1.6. Sensori elettrochimici di ossigeno
2.1.7. Sensore con foro capillare
2.1.8. Sensori per CO
2.2. UNI 10389-1:2009 Misurazione in opera del rendimento di combustione dei generatori di calore
2.2.1. Scopo e campo di applicazione
2.2.2. Misurazione in opera del rendimento di combustione
2.2.3. Calcolo del rendimento di combustione
2.2.4. Apparecchiatura multifunzione (SEITRON)

3. LA FISICA DELLE CANNE FUMARIE
3.1. L’effetto camino
3.2. Le tipologie di canne fumarie
3.2.1. Le canne fumarie collettive
3.3. I parametri fisici
3.4. La dispersione del calore della canna fumaria
3.5. Il fattore di raffreddamento
3.6. Le perdite di carico
3.7. Le perdite di carico concentrate
3.8. Le perdite del camino secondo le norme
3.9. La fumisteria fornita dal costruttore

4. IL CALCOLO DELLE CANNE FUMARIE SECONDO LA UNI 13384/1
4.1. La norma UNI 13384-1
4.2. Il calcolo dei camini
4.2.1. I camini a pressione negativa
4.2.2. I camini con pressione positiva
4.3. Esempio di calcolo 1
4.4. Esempio di calcolo con pressione positiva
4.5. Relazioni fra i parametri del camino
4.5.1. L’equazione del camino
4.5.2. Relazione fra diametro e altezza camino a potenza nominale costante con PZE = PZ
4.5.3. Relazione fra diametro e potenza nominale con H = costante
4.5.4. Relazione fra diametro e temperatura fumi in uscita dal generatore con H = costante
4.5.5. Relazione fra diametro e temperatura esterna con H = costante = 8 m e PZE = PZ
4.5.6. Relazione fra diametro e CO2% con H = costante e PZE = PZ
4.5.7. Relazione fra diametro e spessore dell’isolante con H = costante e PZE = PZ
4.5.8. Modulazione di potenza con H = costante e D = costante
4.5.9. Variazione di PZ con D = costante
4.6. Il diametro critico
4.7. Le condizioni di lavoro delle caldaie
4.8. L’inerzia termica
4.9. Camini concentrici

5. CANNE COLLETTIVE
5.1. La norma UNI 10640
5.1.1. Le verifiche
5.2. La norma UNI 10641
5.3. Il calcolo secondo la UNI 10640
5.3.1. Le proprietà fisiche dei fumi
5.3.2. Esempio per apparecchi tipo B
5.4. Il calcolo secondo la UNI 10641, generatori di tipologia C
5.4.1. Tipologia C con apertura di ventilazione alla base
5.4.2. Esempio tipologia C con condotto fumi ed aria separati
5.5. Il programma ASTER per il calcolo delle canne fumarie
5.6. Il software a corredo del testo

6. I MATERIALI E LA DESIGNAZIONE
6.1. I materiali delle canne fumarie
6.1.1. Acciaio Inox
6.1.2. Rame
6.1.3. Plastica
6.1.4. Calcestruzzo
6.1.5. Terracotta/ceramico
6.1.6. Laterizio
6.2. Video ispezione
6.3. Risanamento
6.3.1. Vetrificazione con malta RAAB
6.3.2. Intubamento con condotto sintetico Furanflex
6.4. I componenti delle canne fumarie inox
6.5. Comignoli
6.6. Regolatore di tiraggio
6.7. Il termostato fumi
6.8. La dilatazione termica
6.9. La designazione dei camini
6.9.1. Il regolamento UE n. 305/2011
6.9.2. prEN 1443
6.9.3. prEN 1856-1 e prEN 1856-2 per camini metallici
6.9.4. EN 14471:2013+A1:2015 per camini plastici
6.9.5. UNI EN 1857:2010 per camini in calcestruzzo
6.9.6. UNI EN 1457:2012 per camini in terracotta/ceramica
6.9.7. UNI EN 1806:2006 per camini in laterizio

7. LA NORMATIVA
7.1. Le norme
7.2. Riferimenti normativi
7.3. Norma UNI 7129:2015 parte 3
7.4. Norma prUNI 10845:2017
7.5. Norma UNI 11528:2014
7.6. Norma UNI 10683:2012
7.7. Norma UNI 10847:2017
7.8. Norma UNI 11278:2017

8. LE CANNE FUMARIE COLLETTIVE IN PRESSIONE E LA UNI 13384-2009
8.1. Il calcolo secondo la 13384-2
8.2. Calcolo per diametri del camino da mm 110 a mm 170 e con gli altri dati rimasti inalterati

9. RISTRUTTURAZIONE DI SISTEMI FUMARI ESISTENTI

10. INSTALLAZIONE DEL SOFTWARE INCLUSO
10.1. Note sul software incluso
10.2. Requisiti hardware e software
10.3. Download del software e richiesta della password di attivazione
10.4. Installazione ed attivazione del software

11. IL PROGRAMMA “CALCOLO RESISTENZA AL FUOCO”
11.1. Il programma “Calcolo resistenza al fuoco”
11.2. La homepage del programma “Calcolo resistenza al fuoco”
11.3. Esempio di calcolo con il programma “Calcolo resistenza al fuoco”
11.4. Il calcolo delle temperature

BIBLIOGRAFIA