Problemi di ventilazione delle gallerie autostradaliSi illustrano i sistemi di ventilazione naturale e artificiale delle gallerie autostradali e si espongono imetodi di calcolo dei condotti di distribuzione.

(1)

Fig. 10. - Messa in opera di portici prefabbricati nella galleria principale. Fig. 14. - Aspetto del complesso dei portici delle gallerie durante la fase di messa in opera.

Fig. 11. - Testate di trese secondaria di copertura.

Fig. 12. - Plinto di fondazione per portico prefabbricato.

Fig. 13. - Sagoma statica dei portici-tipo per le gallerie.

dalla posizione orizzontale alla v e r t i c a l e : p e r a l t r o la si poté c o n d u r r e e g u a l m e n t e con r a p i d i t à e senza inconvenienti grazie ad u n a o p p o r t u n a a t t r e z z a t u r a

(Figg. 7 e 8).

Gli archi furono appoggiati sulle colonne in a p - posite selle ricavate n e l getto di queste a scopo di guida e senza alcuna pretesa di incastro. Le t r a v i secondarie v e n n e r o a p p o g g i a t e agli appositi incavi p r a t i c a t i nell'estradosso degli a r c h i grazie a ferri profilati a L solidali al getto ( F i g . 11), il che permise l ' o t t e n i m e n t o di un p i a n o di posa senza disli- velli p e r i laterizi a r m a t i di c o p e r t u r a .

Con questo p r o c e d i m e n t o fu possibile o t t e n e r e n o d i di incontro di d u e e di q u a t t r o e l e m e n t i p r e - fabbricati senza alcun i n c o n v e n i e n t e : tali n o d i ven- n e r o poi sigillati con getti s u p p l e m e n t a r i previa le- gatura o saldatura dei ferri sporgenti, a seconda delle condizioni di vincolo t e n u t e in conto n e l calcolo.

L ' a s p e t t o delle c o p e r t u r e t e r m i n a t e risultò soddisfacente, p u r n o n essendo stata effettuata alcuna i n t o n a c a t u r a al soffitto (Figg. 6 e 9).

P i ù redditizia di quella delle c o p e r t u r e risultò la p r e f a b b r i c a z i o n e dei p o r t i c i di galleria, previsti

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ATTI E RASSEGNA TECNICA DELLA SOCIETÀ DEGLI INGEGNERI E DEGLI ARCHITETTI IN TORINO - NUOVA SERIE - ANNO 7 - N. 2 - FEBBRAIO 1953

sostanzialmente in tre t i p i , r i s p e t t i v a m e n t e di 54-14 e 15 u n i t à ( F i g . 13). P e r l ' a p p o g g i o di t u t t i i t i p i di portici — che e r a n o stati studiati come incernierati al p i e d e — furono previsti p l i n t i di fondazione a colletto (Fig. 12) che si rivelarono praticissimi agli effetti della r a p i d i t à di messa in o p e r a .

P e r t u t t i i portici fu a d o t t a t o u n o spessore costante di 16 cm. che p e r m i s e di gettarli in cataste di 9-10 u n i t à , e le m o d a l i t à di esecuzione furono quelle già p r e c e d e n t e m e n t e descritte, con sensibili riduzioni dei t e m p i di getto grazie alla standardiz- zazione del lavoro. O l t r e ai portici si eseguirono 208 travi secondarie di vario t i p o destinate all'ir- rigidimento l o n g i t u d i n a l e delle gallerie e a l l ' a p - poggio delle c o p e r t u r e .

Il sollevamento dei portici fu effettuato con ra-

p i d i t à e senza inconvenienti i r r i g i d e n d o i p i e d r i t t i

— p e r la d u r a t a della m a n o v r a — con profilati me- tallici, il che p e r m i s e spostamenti e t r a s c i n a m e n t i piuttosto audaci sul t e r r e n o dovuti a l l ' i m p r e v i s t a presenza di u n a linea elettrica ad alta tensione. La messa in o p e r a fu del p a r i r a p i d a , giungendosi negli u l t i m i giorni ad u n a m e d i a giornaliera di 9-10 portici di 1,25 m3 c a d a u n o (compresa messa a p i o m b o , c o n t r o v e n t a m e n t o , i n c u n e a m e n t o nelle b a s i , etc.) (Figg. 10 e 14)..

L ' a s p e t t o del complesso i n d u s t r i a l e u l t i m a t o ri- sultò assai soddisfacente, e t i r a t e le s o m m e , chi scrive p u ò d i c h i a r a r e che solamente grazie alla p r e - fabbricazione fu possibile u n a esecuzione r a p i d a ed economica senza pregiudizio del fattore estetico.

Giulio Pizzetti

Problemi di ventilazione delle gallerie autostradali

Si illustrano i sistemi di ventilazione naturale e artificiale delle gallerie autostradali e si espongono i metodi di calcolo dei condotti di distribuzione.

Recenti progetti di trafori alpini p e r autoveicoli h a n n o r i c h i a m a t o l ' a t t e n z i o n e dei tecnici sulle esigenze della loro ventilazione.

Il p r o b l e m a n o n è nuovo ed ha ricevuto bril- lanti soluzioni in vari i m p i a n t i a m e r i c a n i ed e u r o - p e i , specialmente n e l l ' a t t r a v e r s a m e n t o m e d i a n t e t u n n e l sotterranei di a m p i estuari di fiumi come l ' H u d s o n a New Y o r k , la Mersey a L i v e r p o o l , la Mosa a R o t t e r d a m , l ' E s c a u t ad Anversa, oltre che in alcuni trafori m o n t a n i , specialmente in Cali- fornia.

1. - La necessità del r i c a m b i o d e l l ' a r i a de- riva anzitutto dalla p r o d u z i o n e di ossido di carbonio dei motori a b e n z i n a , p e r lo p i ù a l i m e n t a t i con miscele ricche e q u i n d i con difetto d ' a r i a .

La fig. 1 mostra i risultati di alcune esperienze svizzere, che h a n n o del resto confermato in linea generale p r e c e d e n t i esperienze a m e r i c a n e . In essa le ascisse λ r a p p r e s e n t a n o il r a p p o r t o fra la quan- tità d ' a r i a effettivamente i n t r o d o t t a n e l m o t o r e e quella s t r e t t a m e n t e necessaria alla c o m b u s t i o n e . Le o r d i n a t e r a p p r e s e n t a n o p e r la curva inferiore le p e r c e n t u a l i di ossido di c a r b o n i o rilevate nei gas di scarico, p e r la curva s u p e r i o r e la p o t e n z a N in k W sviluppata dal m o t o r e .

L ' i r r e g o l a r i t à dei p u n t i s p e r i m e n t a l i , indicati nel p r i m o caso, m e t t e in evidenza che il fenomeno (*) Conferenza tenuta il 19 novembre 1952 presso la Soc. Ingegneri e Architetti in Torino e la Sezione Piemon- tese dell'Ass. Termotecnica Italiana.

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(*)

(2)

Fig. 1

d i p e n d e a n c h e da circostanze accidentali n o n sem- p r e p r e v e d i b i l i , fra le q u a l i va annoverata anzitutto la messa a p u n t o del c a r b u r a t o r e .

La seconda curva mostra che le condizioni o t t i m e di prestazione si verificano a p p u n t o n e l fun- z i o n a m e n t o con eccesso di c o m b u s t i b i l e .

La p r o d u z i o n e di ossido di carbonio accertata dalle prove ricordate è stata espressa in cm3 e rife- rita ad ogni m e t r o di strada percorsa dal veicolo.

Con velocità fra i 15 ed i 25 k m / o r a t a l e p r o - duzione varia in m e d i a p e r le a u t o m o b i l i a benzina fra 50 e 150 c m3/ m , c o r r i s p o n d e n d o i valori estre-

Fig. 4

Fig. 5

Fig. 2 Fig. 3

mi a strada con p e n d e n z a del 3,5 % percorse rispet- t i v a m e n t e in discesa e in salita.

Tali valori divengono pressochè d o p p i p e r gli a u t o c a r r i p o r t a n t i carichi da 2 a 5 t o n n e l l a t e .

I m o t o r i ad iniezione di c o m b u s t i b i l e , del t i p o Diesel e derivati, n o n d a n n o luogo, se b e n rego- lati, a p r o d u z i o n e di CO, ma i loro scarichi conten- gono spesso del fumo n e r o , indice di combustione i m p e r f e t t a , fumo che riduce la visibilità già scarsa nelle gallerie, p u r se i l l u m i n a t e artificialmente.

P e r questo motivo, agli effetti della ventilazione, a n c h e i veicoli a m o t o r e Diesel sono contati dai tecnici a m e r i c a n i ed e u r o p e i insieme con quelli m u - niti di m o t o r e a c a r b u r a z i o n e .

D ' a l t r a p a r t e è noto che la t e m p e r a t u r a va crescendo con la profondità con un a u m e n t o m e d i o di 1 grado Celsius ogni 4 0 ÷ 5 0 m e t r i all'incirca. Que- sto accrescimento è a p p u n t o c h i a m a t o « grado geo- t e r m i c o ».

Nei l u n g h i trafori sotto alte m o n t a g n e si verificano d u n q u e (v. fig. 2) nelle zone centrali delle sopraelevazioni di t e m p e r a t u r a ( i n t o r n o ai 40°C p e r altezze di 2000 m ) , talvolta rese p i ù gravi da infil- trazioni di a c q u e calde, che r i c h i e d o n o di essere r i d o t t e con u n a sufficiente ventilazione.

Il pericolo costituito dalla p r o d u z i o n e di ossido di carbonio r e n d e necessaria la ventilazione artificiale q u a n d o la lunghezza della galleria supera certi l i m i t i , d i p e n d e n t i a n z i t u t t o dalla frequenza dei veicoli, e che sono d ' o r d i n a r i o i n t o r n o al c h i l o m e t r o , come è avvenuto p e r alcuni trafori m o n t a n i lungo u n a n o t a strada californiana d i g r a n d e comunica- zione.

Sotto questo r i g u a r d o la galleria p e r autoveicoli sotto il colle di T e n d a , lunga circa 3 k i l o m e t r i e priva di tale ventilazione, è da r i t e n e r e posta in u n a situazione eccezionalmente favorevole.

I venti regolari che soffiano fra il M e d i t e r r a n e o e la p i a n u r a p a d a n a vi attivano infatti un regolare r i n n o v a m e n t o d e l l ' a r i a che si è finora d i m o s t r a t o sufficiente nei r i g u a r d i dello scarso n u m e r o di veicoli colà in t r a n s i t o .

Al di sotto di q u a l c h e c h i l o m e t r o possono ba- stare a provocare un sufficiente r i c a m b i o di a r i a ,

Fig. 6

s o p r a t u t t o con l'ausilio di o p p o r t u n e canne verticali od o b l i q u e sboccanti all'atmosfera, le differenze di t e m p e r a t u r a fra i n t e r n o ed esterno e, come mostra la fig. 3, l'azione stessa dei venti, che inve- stendo l a t e r a l m e n t e u n a catena di m o n t i p r o d u c o n o delle differenze di pressione crescenti col q u a d r a t o della loro velocità.

2. - I tecnici americani che h a n n o p r o g e t t a t o l ' i m p i a n t o di ventilazione d e l l ' H o l l a n d t u n n e l a New Y o r k h a n n o fissato come concentrazione mas- sima di CO il 0,4 p e r mille in v o l u m e (1).

Lo stesso valore fu fissato p e r il t u n n e l sotto l'Escaut a d Anversa. V e r a m e n t e l'esperienza h a m o - strato che dal solo p u n t o di vista igienico tale concentrazione era p e r sè ben s o p p o r t a b i l e , ma si è n o t a t o che al disopra del 0,25 p e r mille di CO i m o t o r i a benzina cominciano a p r o d u r r e del fumo nero che peggiora la visibilità e va crescendo colla p e r c e n t u a l e a n z i d e t t a .

Il calcolo del volume d ' a r i a V da r i n n o v a r e nel- l ' u n i t à di t e m p o p u ò essere condotto n e l seguente m o d o :

D e t t i : φ la concentrazion e massima tollerabile di CO nell'aria atmosferica, q la quantità media di questo gas p r o d o t t a da ciascun veicolo p e r ogni u n i t à di lunghezza percorsa, n il n u m e r o di veicoli t r a n s i t a n t i n e l l ' u n i t à di t e m p o , L la lunghezza della galleria, fra queste grandezze si p u ò subito scrivere la r e l a z i o n e :

V = q n l / φ (1) Se i veicoli transitano in media alla velocità u, con un intervallo di τ u n i t à di t e m p o e d u n i t à di lunghezza fra loro si ha p u r e :

d = uτ = u/n (2) Ad esempio posto φ=0,0005 e q=100.10-6m3/m.

veicolo, se in u n a galleria, lunga 6 km si prevede il transito, alla velocità di 20 k m / h , di 100 autoveicoli all'ora (succedentesi q u i n d i ogni 36 secondi alla distanza di 200 m e t r i l ' u n o d a l l ' a l t r o ) , dalla (1) si o t t i e n e :

(1) Cfr. O. Singstad, World Power Conf., Tokyo, 1929, pag. 381; C. Andreae, Zur frage der Lüftung langer Auto- tunnel, Rev. P o l . Suisse, Apr. 1938.

Fig. 7 Fig. 8

Nel caso di transito di l u n g h e colonne di grossi veicoli m i l i t a r i , le condizioni p o t r e b b e r o risultare ancora p i ù gravose.

3. - I sistemi di ventilazione artificiale, dal senso p r e v a l e n t e della c o r r e n t e d ' a r i a r i n n o v a t r i c e , si distinguono in « l o n g i t u d i n a l i » e « trasversali » secondo che l ' a r i a della ventilazione è i n t r o d o t t a da u n a estremità nella galleria e la p e r c o r r e nel senso della lunghezza v e n e n d o estratta a l l ' a l t r a estremità, o p p u r e vi è i n t r o d o t t a e r i s p e t t i v a m e n t e estratta da serie di luci disposte sulle p a r e t i della galleria stessa, e p r a t i c a t e ai lati di condotti a p p o s i t i di distribuzione.

Oltre a queste sono n a t u r a l m e n t e possibili anche delle soluzioni i n t e r m e d i e .

E s e m p i o tipico di ventilazione l o n g i t u d i n a l e è quello del Saccardo (v. fig. 4), già i m p i e g a t o in a l c u n e applicazioni ferroviarie ( p o i agevolate dalla trazione elettrica) e che r i c o r r e ad u n a a p e r t u r a a n u l a r e p r a t i c a t a a t t o r n o ad u n a sezione della galleria e attraverso la quale l ' a r i a p u r a viene immessa

Fig. 9

42 43

(3)

a notevole velocità (circa d e c u p l a di quella in galleria e q u i n d i i n t o r n o ai 2 0 ÷ 3 0 m / s e c ) .

L ' a r i a i n t r o d o t t a trascina l o n g i t u d i n a l m e n t e quella viziata in m o d o analogo a q u a n t o avviene p e r gli eiettori. Gli ingressi della galleria possono in tal m o d o r i m a n e r e a p e r t i i n p e r m a n e n z a .

Il dispositivo schematizzato nella fig. 5 è stato i m m a g i n a t o p e r accelerare il m o v i m e n t o d e l l ' a r i a in zone p r o f o n d e della galleria. Questo m o v i m e n t o p u ò p e r ò essere ostacolato da c o r r e n t i n a t u r a l i e dalla stessa circolazione dei veicoli e in ogni m o d o dà luogo a concentrazioni disuniformi di CO, che possono risultare eccessive alle estremità di uscita, ove t u t t a la p r o d u z i o n e si s o m m a .

Nei t u n n e l s t r a d a l i , sia fluviali che m o n t a n i , si è generalizzato l'impiego di sistemi trasversali, n e i quali il rinnovo p u ò essere effettuato « localmente » in m o d o c o m p l e t o con bocche di i n t r o d u z i o n e del- l ' a r i a p u r a e di estrazione d e l l ' a r i a viziata.

La fig. 6 r a p p r e s e n t a s c h e m a t i c a m e n t e u n ' a p p l i - cazione di tale sistema a un t u n n e l fluviale.

L ' a r i a p u r a , spinta da v e n t i l a t o r i , è guidata e n t r o a m p i condotti sistemati sotto il p i a n o stradale ed è immessa p e r esempio in corrispondenza del g r a d i n o delle passerelle p e d o n a l i attraverso a p e r t u r e ( p i ù o m e n o parzializzate in esercizio) l u n g h e circa 1 m e t r o ed a l t e circa 15 cm, disposte a 4 o 5 m e t r i di distanza l ' u n a d a l l ' a l t r a . A n c h e l'uscita d e l l ' a r i a viziata è i n t e r a m e n t e guidata me- d i a n t e un sistema analogo di bocche e di condotti di estrazione, sistemati in figura in c o r r i s p o n d e n z a

del cielo della galleria. U n ' a l t r a applicazione dello stesso sistema a gallerie di m o n t a g n a è indicata nella fig. 7; in essa e n t r a m b i i condotti sono rica- vati nella p a r t e superiore della galleria.

La fig. 8 mostra u n ' a p p l i c a z i o n e del sistema misto ( t u n n e l di 3220 m, d i a m e t r o i n t e r n o 13,4 m, costruito sotto la Mersey a Liverpool, m u n i t o di d u e camini verticali i n t e r m e d i ) ; n e l q u a l e l'intro- duzione ha luogo in senso trasversale e l'estrazione in senso l o n g i t u d i n a l e ; la galleria inferiore serve al transito di linee t r a n v i a r i e a t r a z i o n e elettrica, le quali p e r ò sono dotate di un p r o p r i o t u n n e l in corrispondenza delle r a m p e di accesso.

Con la fig. 9 si istituisce un confronto fra vari sistemi sotto l'aspetto della sicurezza e della visi- bilità n e l caso di incendio di un veicolo (caso pur- t r o p p o già verificatosi p i ù volte in America).

E m e r g e dal confronto fra il sistema a ventila- zione « longitudinale » p r o p r i a m e n t e detto (a), i sistemi « misti » con sola i n t r o d u z i o n e trasversale dal basso (b) o con sola estrazione trasversale dal- l'alto (c) ed i sistemi a ventilazione « trasversale » con i n t r o d u z i o n e r i s p e t t i v a m e n t e dal basso (d) e d a l l ' a l t o (e), che le soluzioni con estrazione dal- l'alto r i s u l t a n o sotto questo aspetto preferibili.

4. - L ' e s p e r i e n z a ha fino ad oggi m o s t r a t o che n e i casi o r d i n a r i difficilmente si p u ò g a r a n t i r e u n a distribuzione laterale sufficientemente u n i f o r m e da condotti di distribuzione, q u a n d o la loro lunghezza supera i 750 m e t r i circa.

P e r lunghezze maggiori la soluzione a d o t t a t a consiste n e l suddividere in p i ù zone la galleria e n e l servire ciascuna zona con un condotto a p p o s i t o , condotto che risulterà q u i n d i dotato di bocche laterali nel solo t r a t t o (di lunghezza n o n maggiore del limite indicato) che esso è destinato a servire.

La fig. 10 mostra, a titolo di esempio ed in m o d o schematico, l ' a p p l i c a z i o n e di tale p r i n c i p i o ad u n a galleria lunga 3 k m .

Nella p r o g e t t a t a galleria sotto il colle di K i s t e n , in Svizzera, lunga 2 k m , sono state previste ap- p u n t o 2 zone di ventilazione (v. fig. 11).

Difficoltà s e m p r e p i ù gravi, e p e r l ' e n t i t à dei r i c a m b i d ' a r i a e p e r questo frazionamento di condotti, si p r e s e n t a n o nel caso di gallerie di maggiore lunghezza e soggette ad un notevole traffico.

Le figg. 12 e 13 m o s t r a n o gli schemi di possibili soluzioni, basate s u l l ' i m p i e g o di camini inter- m e d i (verticali o inclinati) facenti capo a centrali di pulsione e di aspirazione.

Questi camini r i d u c o n o n o t e v o l m e n t e l'ingom- b r o dei condotti longitudinali e q u i n d i l ' a m p i e z z a della sezione da p e r f o r a r e , ma la loro costruzione p u ò talora risultare m o l t o difficile.

Il Findeis ha p r o p o s t o p e r tali casi di p e r f o r a r e u n a galleria ausiliaria (v. fig. 14), p a r a l l e l a alla p r i n c i p a l e , utilizzabile d u r a n t e la costruzione (2) a n c h e come t u n n e l p e r lo scarico ed il t r a s p o r t o dei m a t e r i a l i e d u r a n t e l'esercizio come condotto di distribuzione d e l l ' a r i a p u r a , soffiata agli estremi m e -

Fig. 11

(2) Resa così più rapida anche perchè risulta possibile l'attacco simultaneo da più punti della perforazione principale.

diante dispositivi Saccardo. L'estrazione d e l l ' a r i a avrebbe luogo, a l m e n o nelle zone p i ù p r o f o n d e , p e r mezzo di condotti situati sotto il p i a n o s t r a d a l e . Nella fig. 14 si è supposto che fossero p r a t i c a t e d u e gallerie stradali p a r a l l e l e fra loro e destinate ciascuna ad u n o solo dei sensi di circolazione dei veicoli.

La disposizione, d ' o r d i n a r i o p i ù costosa nei ri- g u a r d i costruttivi, p u ò essere prevista n e l caso di rocce molto spingenti che r e n d o n o difficili l ' a p e r - t u r a e il rinforzo di a m p i v a n i , ed è c e r t a m e n t e favorevole nei r i g u a r d i della ventilazione.

Infatti gli stessi veicoli i n d u c o n o un m o t o di tra- scinamento n e l l ' a r i a circostante, m o t o particolar- m e n t e sentito in un t u n n e l di l i m i t a t e dimensioni trasversali.

Sono a questo p r o p o s i t o da citare alcune interes- santi esperienze eseguite n e l « L i b e r t y t u n n e l » a P i t t s b o u r g negli Stati Uniti d ' A m e r i c a .

Si t r a t t a v a di un d o p p i o t u n n e l composto da due t u b i p a r a l l e l i di 1790 m e t r i di lunghezza e di 43 m2 di sezione trasversale, a d i b i t i ciascuno ad u n o solo dei sensi di circolazione ed inizialmente privi di ventilazione artificiale. A t u n n e l vuoti fu rile- vata d a p p r i m a u n a c o r r e n t e n a t u r a l e di circa 1 me- tro al secondo.

D a t o corso alla circolazione stradale con u n a frequenza di circa 900 veicoli a l l ' o r a alla velocità da 45 a 65 k m / h , la velocità d e l l ' a r i a raggiunse i 4÷5 m / s e c nel t u n n e l in cui la circolazione dei veicoli avveniva nello stesso senso della corrente naturale, m e n t r e n e l l ' a l t r o t u b o questa c o r r e n t e fu ro- vesciata e raggiunse n e l senso o p p o s t o a quello p r i - mitivo i 3 ÷ 4 m / s e c .

Come si vede, si t r a t t a di u n a circolazione di veicoli m o l t o intensa, di un o r d i n e di grandezza b e n diverso da quello dei valichi a l p i n i . C o m u n q u e , basta c h e la circolazione si svolga in m o d o da affie- volire od a r r e s t a r e la c o r r e n t e n a t u r a l e p e r c h è si possa verificare in galleria q u a l c h e fatto incre- scioso (3).

Il fenomeno di t r a s c i n a m e n t o messo in evidenza dalle esperienze a m e r i c a n e m o s t r a altresì che la ventilazione l o n g i t u d i n a l e in u n a galleria con circolazione dei veicoli nei d u e sensi e con sezione poco a m p i a p u ò d a r luogo a seri inconvenienti.

5. - R i g u a r d o al calcolo dei condotti di ventilazione, in lavori p r e c e d e n t i (Cfr. A T A - R i c . n. 5) ho d i m o s t r a t o , utilizzando u n a p r o p r i e t à dei n u - meri B e r n o u i l l i a n i , che la c a d u t a di pressione lungo un condotto con distribuzione l a t e r a l e uniforme della p o r t a t a (cioè con bocche di erogazione b e n regolate) e con regime t u r b o l e n t o di m o t o (vale a

(3) Sono adottati nei tunnel americani a ventilazione artificiale degli indicatori a distanza di CO, i cui dispositivi sensibili sono collocati in vari punti della galleria, mentre le indicazioni sono trasmesse e registrate in una cabina di comando, situata ad un'estremità della galleria stessa. È così possibile adeguare la velocità dei ventilatori e quindi la portata dell'aria alle reali e mutevoli esigenze del traffico.

Alle quali esigenze occorre in ogni caso porre un limite per non eccedere nelle dimensioni dei condotti e dei ventilatori e nelle spese di esercizio.

Fig. 12 - 13 - 14

dire n e l caso più c o m u n e ) è esprimibile m e d i a n t e la formula :

(3)

nella q u a l e po è la pressione iniziale, pn quella in corrispondenza della n.esima bocca, λ il coefficiente di attrito, l la distanza costante fra le mezzerie di due bocche consecutive, D il diametro medio del

Fig. 15

Fig. 16

ATTI E RASSEGNA TECNICA DELLA SOCIETÀ DEGLI INGEGNERI E DEGLIARCHITETTI IN TORINO - NUOVA SERIE - ANNO 7 - N. 2 - FEBBRAIO 1953

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Fig. 10

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condotto ( p a r i a l q u a d r u p l o del r a p p o r t o fra l ' a r e a della sezione r e t t a ed il p e r i m e t r o ) , N il n u m e r o totale delle b o c c h e , Vo la p o r t a t a v o l u m e t r i c a iniziale d e l l ' a r i a .

P e r t u t t o il c o n d o t t o la c a d u t a di pressione vale q u i n d i :

La linea b corrisponde q u i n d i alla legge:

m e n t r e il r a p p o r t o fra le espressioni (4) e (5) t e n d e a 3n/N.

P e r t a n t o la c a d u t a t o t a l e di pressione in un condotto a sezione costante, m u n i t o di m o l t e bocche laterali equidistanti e con distribuzione u n i - forme della p o r t a t a , vale p r o s s i m a m e n t e la « terza parte » della caduta di pressione che si verifiche- r e b b e n e l m e d e s i m o condotto se esso fosse p r i v o di tali bocche ed erogasse alla sua estremità finale t u t t a la p o r t a t a Vo.

Ad esempio n e l caso di un condotto a sezione r e t t a n g o l a r e di m 2,5 x 1,6, lungo 700 m e t r i , p e r il quale Vo = 30 m3/ s e c , 1 = 10 m, φ = 0 , 0 1 , dalla (5) si ricava che il ventilatore deve fornire u n a prevalenza di circa 5 mm di colonna d'acqua.

La (5) non è valida nei tratti intermedi del con- dotto e t a n t o m e n o n e l t r a t t o iniziale, n e l quale la sua applicazione d a r e b b e luogo a gravi e r r o r i , de- crescendo ivi la pressione secondo la legge ordi- n a r i a .

Ad esempio, p e r N g r a n d e , il t e r m i n e fra p a r e n - tesi della (3) t e n d e ad 1 all'inizio del condotto ( p e r n = l) e ad N/2 a m e t à percorso ( p e r n = N/2), anzichè a d N / 3 come avviene alla f i n e .

Ne risulta lungo il condotto l ' a n d a m e n t o della pressione indicato con a in fig. 15b.

L ' a n d a m e n t o indicato con b c o r r i s p o n d e in- vece all'ipotesi, che si fa spesso p i ù o m e n o esplici- t a m e n t e in questi casi, di u n a erogazione laterale attraverso ad u n a fessura c o n t i n u a di altezza co- stante h lungo la q u a l e si s u p p o n e distribuita la p o r t a t a Vo.

in cui px è la pressione alla distanza x dall'origine, pe è la pressione esterna, ξ è il coefficiente di resi- stenza della bocca di efflusso, α il r a p p o r t o fra la velocità di erogazione e la velocità n e l condotto.

È bene precisare che in questo caso la distribu- zione non è u n i f o r m e , ma segue la legge esponen- ziale indicata in fig. 15a ed espressa dalla r e l a z i o n e : (7) in cui Vx è la portata che rimane ancora da erogare dopo il tratto x di condotto.

Se si vuole che la portata si distribuisca unifor- memente lungo la fessura, cioè che sia, detta k una costante:

dV = kd(L-x) (8) occorre crescere l'altezza nel senso del moto secondo la legge :

ciò che evidentemente si p u ò fare al massimo fino a raggiungere l'altezza del condotto, i n d i v i d u a n d o in tal m o d o u n a lunghezza limite.

La caduta di pressione assume allora la f o r m a : (10) P e r x = L si t o r n a ad u n a espressione analoga alla (5), e c i o è :

(11) ma l ' a n d a m e n t o della pressione lungo il condotto a fessura continua e regolata in altezza, come m o - stra la linea c in fig. 15, non coincide con quello a t r o v a t o p e r il condotto m u n i t o di bocche separate e regolate in lunghezza.

Cesare Codegone

INFORMAZIONI

Guida alla prevenzione degli incendi nelle case di abitazione

Si mette sinteticamente in luce il problema della prevenzione degli incendi nei fabbricati ad uso di abitazione, accennando poi alle disposizioni da adottarsi per eliminare le cause che più comunemente danno origine al sinistro. L'A. tratta quindi della protezione contro il fuoco sia all'interno dell'edificio considerato che verso l'esterno di esso e termina con delle

brevi considerazioni di indole generale.

La prevenzione degli incendi è una tecnica che ha per iscopo la limitazione del rischio che il fuoco divampi all'interno dell'immobile considerato o a esso si propaghi dall'esterno e, ove il sinistro si verificasse, la riduzione della sua gra- vita, sia col frapporre ostacoli all'esten- sione dell'incendio, sia col facilitarne la

repressione agevolando l'intervento dei Servizi Antincendi col prevedere le stra- de d'accesso e i fronti d'attacco e col predisporre adeguate risorse idriche, poi- chè il mezzo principe dell'estinzione rimane pur sempre l'acqua.

È compito della Prevenzione inoltre il prendere i più acconci provvedimenti

affinchè le vite umane siano il più possibile salvaguardate, apprestando quindi delle vie di sicurezza da cui sia possibile porsi in salvo anche nella più ma- laugurata delle ipotesi.

Detto questo si comprende facilmente di quale importanza e da un punto di vista sociale (interesse della collettività a che siano evitate distruzioni di vite e di beni) e da un punto di vista più particolaristico (interesse del singolo a che il sinistro non si verifichi perchè, anche se le Compagnie d'Assicurazione coprono il rischio, esse rifondono sì il danno emergente ma non il lucro ces- sante che derivava dal possesso dell'A- zienda sinistrata) sia la retta applicazione dei principi fondamentali della Pre- venzione, per la quale si battono da anni i Tecnici del Servizio Antincendi, incon- trando però a volte una incomprensione che non può che essere originata da

scarsa conoscenza dei principi medesimi.

Ora poichè — a parte le più severe nor- me riferentisi alle costruzioni industriali e all'esercizio delle relative aziende — le vigenti leggi (1) prescrivono che anche tutti i progetti di nuovi fabbricati civili debbono essere preventivamente appro- vati dal comando dei Vigili del Fuoco, i quali inoltre eseguono le visite di col- laudo prima del rilascio del permesso di abitabilità per quelli di altezza superiore ai 24 mt. in gronda, ci sembra della massima importanza che ingegneri e architetti si attengano fin dalla prima fase di progettazione alle più sane nor- me di Prevenzione, oltre a tutto per evitare osservazioni e rifacimenti che, quando non siano onerosamente dispen- diosi, rappresentano se non altro una perdita di tempo e portano a degli ac- comodamenti che turbano l'armonia fun- zionale dell'insieme.

Vediamo pertanto innanzitutto quali siano le più probabili cause di incendio in un fabbricato ad uso di abitazione onde essere in grado di eliminarle per quanto possibile.

CONDOTTI DA FUMO.

Circa un terzo degli incendi verifìcatisi negli ultimi anni nel territorio nazio- nale fu dovuto alla cattiva manutenzione dei camini o a loro difetti di costruzione. Per quanto riguarda questi ultimi ci sia qui lecito ricordare che una vasta serie di esperienze condotte in Francia a partire dal 1927 ad opera della

« Chambre Syndacale de la Madonne- rie » sulle condizioni generali di resi- stenza dei condotti da fumo permise di accertare che in linea di massima con fuoco a tiraggio spinto, potendosi raggiungere una temperatura dei gas di combustione di 400°-500°, si hanno de- gradazioni nei condotti. Si osservò al- tresì che la temperatura aumenta in generale col tenore in CO2 e che nei gas di combustione dei fuochi a tiraggio ral- lentato vi è sempre presenza di CO.

Pertanto se ne può dedurre che il pericolo più grave al quale può andar soggetto un condotto da fumo proviene dall'impiego alternativo del fuoco di legna spinto (che può generare temperature interne sorpassanti i 500°) e del fuoco a combustione lenta. Il primo infatti può provocare delle fessure ma, poichè l'alta temperatura attiva il tiraggio, i gas sono totalmente trascinati lungo il condotto ed evacuati dal fumaiolo;

nel secondo invece lo scarso tiraggio non trascina i gas che rischiano così di fil- trare negli ambienti attraverso le fessu- razioni provocate dal fuoco di legna, de- terminando casi di avvelenamento da CO come frequentemente avviene.

Di qui la necessità di una costruzione accurata con materiali il più possibile resistenti al fuoco (discreto il calcestruzzo che però intorno ai 300° sembre- rebbe mostrare effetti di principi di di- (1) Cfr. Legge 27-12-1941 n. 1570 ar- ticolo 33 - Circolare Ministeriale n. 6 della Direzione Generale dei Servizi An- tincendi del 16-1-49 Protocollo numero SC/19306 a cui fanno seguito i relativi decreti prefettizi per l'applicazione alle singole provincie.

Fig. 1. - Chicago 15 marzo 1922 (edificio Burlington) - Tipico esempio di incendio propagatosi per irraggiamento. Qui per quanto la distanza della casa in fiamme fosse ben maggiore di quella che abbiamo indicato come distanza di sicurezza poichè essa era di 25 metri, il calore infranse i vetri dei piani superiori e di lì il fuoco divampò nell'interno causando danni ingentissimi.

sgregazione, ottimi i prodotti ceramici, mentre sono senz'altro da escludersi i tubi in gesso); la soluzione ideale è quella di avere una parte interna (camicia) dello spessore, di circa cm. 2 possi- bilmente in terra refrattaria o comunque in altro materiale atto a resistere alle temperature elevate ed ai gas di camino, e una parte esterna in materiale più grossolano e resistente alle azioni mecca- niche (ad esempio calcestruzzo armato).

Le camice non debbono naturalmente essere cementate alla muratura del camino, così che siano possibili senza danno le dilatazioni sia in senso longitudinale che trasversale.

La costruzione della muratura del camino dovrà avanzare di pari passo con la posa della camicia e gli spazi fra muratura e camicia dovranno essere riempiti con materiale incombustibile, incoerente e poroso come scorie sciolte, gesso in pezzetti ecc.

Per quel che poi riguarda le aperture laterali nelle camice per l'innesto delle canne fumarie, è bene siano già state predisposte dal fabbricante dei pezzi speciali o comunque fatte prima della messa in opera, per evitare il pericolo di possibili frantumazioni. La sezione della camicia sarà circolare essendo questa la soluzione migliore agli effetti del tiraggio e della pulizia. Quanto al di- mensionamento del condotto basterà dire che l'area efficace della sezione del medesimo dovrà essere almeno pari a un dodicesimo dell'area di apertura del focolare.

Quando si sia sicuri di avere un'o- pera rispondente ai requisiti fin qui ac- cennati si dovrà porre attenzione a che il condotto sia sempre tenuto pulito, eli- minando la fuliggine che è la causa prima degli incendi di camino : detta puli- tura (che oltre a tutto è motivo di una notevole economia nell'esercizio perché uno strato di fuliggine nelle tubazioni di una caldaia o nei passaggi di un focolare può diminuire notevolmente l'ef- fetto riscaldante) si esegue spazzando meccanicamente il camino con gli appositi scovoli in acciaio fatti scorrere,

assicurati a una fune, alternativamente dall'alto in basso.

Per finire l'argomento, che è di ri- levante interesse pratico, non sarà in- fine mai abbastanza consigliata l'instal- lazione di canne di esalazione separate per i piccoli impianti di fornelli a gas, evitando quindi nella maniera più asso- luta che lo scarico avvenga in condotti da camino che servono per focolai, poi- ché in questo caso vi sarebbe sempre pericolo di esplosioni.

Per ultimo ricorderemo che i condotti da fumo dovranno nei tratti di attraver- samento di strutture combustibili essere protetti da una controcanna formante intercapedine di almeno cm. 3.

Fig. 2 - Questa drammatica fotografia — tolta dalla rivista « Fire » del maggio 1949 — mostra la disperata situazione in cui ven- gono a trovarsi gli abitanti di un grande edificio invaso dal fumo e dalle fiamme quando non siano state predisposte oppor- tune vie di sicurezza. In questo caso (Hong Kong, 22 settembre 1948) 173 persone pe- rirono, molta parte delle quali per essersi lanciate nel vuoto.

Se N è g r a n d e il secondo m e m b r o della (4) t e n d e a l v a l o r e :

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