Relazione tecnica IMPIANTO RACCOLTA ACQUE METEORICHE

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Architetto Riccardo Picciafuoco

Architettura Urbanistica Paesaggio

Via Raffaello Sanzio, 36 - 60125 Ancona info@picciafuocoriccardoarchitetto.eu

Relazione tecnica

IMPIANTO RACCOLTA ACQUE METEORICHE

Oggetto: PIANO DI RECUPERO DI INIZIATIVA PRIVATA AI SENSI DELLA LEGGE ai sensi dell'art.1 della L.R. 22/2009 e ss.mm.ii.

Ubicazione dell’intervento: Frazione Massignano, 136 – 60129 Ancona Richiedenti: Sigg. Maria Luisa e Lucia Orlandi

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Architetto Riccardo Picciafuoco

1. PREMESSA

La presente relazione tecnica si riferisce alla progettazione di un impianto di recupero acque meteoriche da realizzarsi in località Frazione Massignano 136, Ancona. L’impianto è da prevedersi nell’ambito di un Piano di Recupero di iniziativa privata per la riqualificazione di un’area soggetta a pericolosità geologica.

Preliminarmente, viene fornita una descrizione delle attività che l’impianto dovrà svolgere e delle sue funzioni, per poi passare ad illustrare la dotazione impiantistica. Un paragrafo della relazione tecnica è dedicato alla descrizione dell’impianto di recupero acque meteoriche e dei criteri utilizzati per il dimensionamento dello stesso in base alle aree di captazione dell’edificio, alle utenze ed ai dati pluviometrici del luogo in cui è installato l’impianto. La relazione si conclude presentando le principali norme CEI, nazionali e comunitarie che regolamentano la progettazione degli impianti in questione.

2. INTRODUZIONE

2.1 IL RECUPERO DELL’ACQUA PIOVANA

Circa la metà del fabbisogno giornaliero di acqua per uso privato (corrispondente a circa 150 litri procapite per utilizzo domestico) viene impiegato per utilizzi non potabili quali lo scarico dei WC, il lavaggio degli indumenti, la pulizia di superfici e di auto o per irrigazione. Questa quantità può essere fornita dal recupero delle acque meteoriche, lasciando che la rete idrica pubblica alimenti solo vasche da bagno, docce, lavastoviglie ed altri usi maggiormente legati all’igiene.

2.2 LA QUALITA’ DELL’ACQUA PIOVANA

Tuttavia l’acqua piovana, prima di essere utilizzata per gli scopi sopra esposti, deve essere trattata per rimuovere ogni sostanza inquinante che può alterarne le caratteristiche fisiche, chimiche e microbiologiche.

Tali sostanze sono rappresentate principalmente dagli inquinanti presenti in atmosfera, dalle sostanze rilasciate dai materiali che compongono i sistemi di raccolta e stoccaggio (come frammenti e polveri da cemento, tegole, guaine, tubazioni, serbatoi…), da sostanze organiche (foglie, fango, sabbia, insetti…) e da batteri che si depositano sulle superfici captanti. È pertanto da escludere a priori l’uso potabile, mentre non risultano problemi inerenti gli utilizzi citati nel precedente paragrafo.

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3. IMPIANTO DI RECUPERO DELLE ACQUE METEORICHE

3.1 IMPIANTO DI RACCOLTA E SMALTIMENTO DELL’ACQUA PIOVANA

L'adozione di un impianto di recupero dell'acqua piovana presuppone la piena efficienza del sistema di raccolta (canali di gronda, pluviali, pozzetti di drenaggio, caditoie, tubazioni di raccordo) e del sistema di dispersione costituito dalla fognatura pubblica. Il sistema di raccolta e smaltimento delle acque meteoriche va dimensionato secondo le indicazioni della norma UNI 10724. I dati di base necessari per il calcolo delle sezioni di grondaie, pluviali e collettori devono tener conto dei:

dati climatologici, ovvero la quantità e la durata delle piogge;

dati geometrici, ovvero la sommatoria delle superfici che possono ricevere le precipitazioni.

Un impianto di raccolta e smaltimento, che nel nostro caso assume la funzione prevalente di recupero, deve considerare soprattutto gli aspetti funzionali. Materiali e componenti devono uniformarsi alle corrispondenti norme di prodotto. Essi devono resistere all'azione chimica degli inquinanti atmosferici ed alle azioni meccaniche quali grandine, vento, precipitazioni nevose se abbondanti, ecc. Inoltre i bocchettoni devono essere del diametro delle tubazioni che seguono e tutte le caditoie devono essere sifonate. Inoltre, al fine di risolvere il frequente problema dell'intasamento delle grondaie e dei pluviali, causato da accumuli di foglie e altri residui che cadono sulle coperture, è opportuno utilizzare particolari reti tubolari in materiale plastico da inserire nella sezione libera della grondaia, tagliandola a smusso in corrispondenza degli angoli del canale di gronda e a pezzi tra una staffa e l’altra quando queste sono del tipo registrabile con fissaggio superiore.

3.2 IMPIANTO DI RECUPERO

L'impianto per ottimizzare il recupero dell'acqua piovana è composto sostanzialmente da due sottosistemi:

quello di accumulo e quello di riutilizzo vero e proprio. Mentre il primo possiede le caratteristiche di un comune impianto di scarico per tipologia dei materiali e sistema di posa in opera, il secondo è a tutti gli effetti un impianto di tipo idraulico che serve a prelevare l'acqua stoccata nei serbatoi e a distribuirla agli apparecchi che la riutilizzano. Questi ultimi devono quindi essere allacciati ad un "doppio impianto" (impianto idrico normale e impianto di recupero) che permetta il prelievo differenziato in relazione ai consumi e alla disponibilità delle riserve. Per evitare pericoli di contaminazione, tubazioni e terminali dell'impianto di riciclaggio devono essere marchiati in modo chiaro per poterli distinguere chiaramente in caso di successive modifiche tecniche; nello stesso modo, su eventuali punti di prelievo (rubinetti, ecc.), deve essere esposta in modo ben visibile la scritta

"acqua non potabile".

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3.3 CALCOLO DELLE QUANTITA’ DI ACQUA PIOVANA CAPTABILE 3.3.1 STIMA DELLE PRECIPITAZIONI MEDIE

In meteorologia la pioggia si misura in millimetri, ma l’altezza media di una precipitazione può essere espressa anche dal volume di acqua caduta su una data superficie. Ad esempio, è equivalente indicare una

precipitazione pari a 10 mm o pari a 10 litri/m². I valori misurati sul territorio nazionale cambiano non solo da regione a regione, ma anche da zona a zona, ed in maniera notevole. Il dato medio per l’Italia equivale ad un afflusso di circa 990 mm annui. Tuttavia per un corretto dimensionamento è bene ricorrere a dati aggiornati negli annuari appartenenti al comune dove sarà ubicato l’impianto. In tal merito si riporta sotto la tabella sulle piogge totali annue rilevate presso la stazione pluviometrica di Ancona Torrette (Bacino: Litorale fra Esino e Musone; 6 m s.l.m.) negli anni dal 1991 al 2007. Tali dati sono resi disponibili dal Centro funzionale

meteorologia, idrologia e sismologia della Regione Marche - Settore Protezione Civile:

Totale precipitazione annue

ANNO mm Giorni piovosi

1991 711,60 81

1992 619,20 67

1993 707,60 71

1994 587,00 69

1995 825,80 88

1996 692,40 89

1997 562,20 67

1998 633,60 71

1999 875,40 83

2000 481,80 62

2001 692,40 89

2002 829,60 94

2003 523,20 70

2004 676,00 85

2005 698,00 80

2006 687,60 63

2007 462,60 65

Media 662,71 76

Il dato medio (periodo 1991 al 2007) rilevabile dalla tabella di cui sopra è pari a 663 mm annui (663 litri/m²).

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3.3.2 CALCOLO DELLA SUPERFICIE TOTALE DI RACCOLTA

La superficie che capta l’acqua delle precipitazioni e che si intende utilizzare per il recupero viene considerata indipendente dalla pendenza e dalla forma (in quanto si considera la proiezione orizzontale) ed è pari a circa 194 mq. Tale valore è determinato considerando come superfici di captazione:

la copertura del nuovo edificio (tetto a falde con pendenza > 3%): 117 mq;

il marciapiede del nuovo edificio (superficie lastricata impermeabile): 77 mq.

Il valore della superficie di captazione (194 mq) deve essere moltiplicato per un coefficiente di deflusso che tiene conto della differenza tra la pioggia caduta sulla superficie di raccolta e la quantità di acqua che effettivamente affluisce al serbatoio di accumulo. Tale coefficiente assume valori diversi in funzione della pendenza e della natura della superficie di raccolta, come evidenziato nella tabella sottostante:

Captazione Coefficiente

recupero %

Tetto duro spiovente 0,8 Tetto duro<3% 0,7 Tetto piatto ghiaioso 0,6 Tetto verde intensivo 0,3 Tetto verde estensivo 0,5 Superficie lastricata 0,5

3.3.3 DETERMINAZIONE DELLA QUANTITA’ ANNUALE DI ACQUA PIOVANA CAPTABILE

In base a quanto ottenuto nei punti precedenti, la formula utilizzata per determinare il volume di acqua piovana che è possibile accumulare in un anno è la seguente (per i calcoli che seguono è stato utilizzato il modello fornito dalla norma E DIN 1989-1:2000-12):

Si riporta, di seguito, la tabelle di calcolo della quantita’ annuale di acqua piovana captabile.

Captazione Coefficiente Piovosità Coperture Recup.

recupero % Lt/mq anno mq Lt/anno

Tetto duro spiovente 0,8 663 117

62.056,80

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Tetto duro<3% 0,7

-

Tetto piatto ghiaioso 0,6

-

Tetto verde intensivo 0,3

-

Tetto verde estensivo 0,5

-

Superficie lastricata 0,5 663 77

25.525,50 Somma totale dei lt captati in un anno

87.582,30

3.4 SISTEMA DI ACCUMULO

3.4.1 VALUTAZIONE DELLA DOMANDA IDRICA

La stima del quantitativo di acqua richiesta per l’impianto in esame viene fatta in base al numero di abitanti equivalenti da servire, in base alla tipologia di edificio servito dall’impianto ed in base all’utilizzo delle acque stoccate nel serbatoio di accumulo. In ingegneria sanitaria con il termine “abitante equivalente” si indica il carico organico biodegradabile convogliato in fognatura, in un giorno, dovuto alla normale attività di una particolare utenza civile (o assimilabile a questa). Rappresenta l’unità di misura basilare per il dimensionamento e la scelta dell’idoneo sistema di depurazione delle acque reflue domestiche e/o assimilate.

Con riferimento alla destinazione di civile abitazione è possibile considerare n. 1 abitante equivalente ogni 35 mq di superficie abitabile. Ne deriva un numero di abitanti equivalenti, calcolati con riferimento al nuovo edificio (superficie abitabile totale: 147 mq), di 4,2 ab. equiv. (147 mq/35 mq/a.e. = 4,2 a.e.).

Per la quantificazione del fabbisogno annuo di acqua di servizio si considera la quantità di acqua utilizzabile per usi domestici quali l’alimentazione dello scarico wc e gli usi legati alla pulizie, lungo un periodo di 365 giorni. Per la quantificazione del fabbisogno annuo di acqua di servizio si considera anche la quantità di acqua utilizzabile per usi non domestici quali l’irrigazione dell’orto. La superficie di orto considerata si valuta in 250 mq. Ne deriva una quantità di fabbisogno di acqua di servizio complessiva così come descritta e valutata nella tabella sottostante:

Oggetto di scarico Lt/giorno Numero Periodo Consumo

x persona Abitanti equivalenti in giorni Lt/anno

Wc in casa 24 4,2 365

36.792,00

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Somma del fabbisogno annuo di acqua di servizio consumata (1)

39.858,00

Tipo di irrigazione Richiesta Superficie Consumi

Lt/mq anno in mq Lt/anno

Irrigazione orto 60 250

15.000,00 Impianti sportivi (periodo vegetativo) 300

-

Per aree verdi con terreno leggero 450

-

Per aree verdi con terreno pesante 200

-

Somma del fabbisogno annuo di acqua di servizio consumata (2)

15.000,00 Somma acqua di servizio totale (1)+(2)

54.858,00

3.4.2 CALCOLO DEL VOLUME DEL SERBATOIO

Poiché l’afflusso annuo di acqua piovana è superiore al fabbisogno richiesto, per il calcolo della capacità della vasca di accumulo si terrà conto di quanto riportato sotto. Per assicurare un’idonea riserva di sicurezza, bisogna tener conto di un periodo secco medio, ovvero del numero di giorni durante i quali si può verificare assenza di precipitazioni; il valore di letteratura solitamente considerato è di 21 giorni. Pertanto è possibile ricavare il volume richiesto dalla formula sottostante:

Si riportano, di seguito, la tabella di calcolo per il dimensionamento del serbatoio di accumulo.

Volumi recuperati Lt/anno Consumi

83,33 Litri/giorno irrigazione

15.000,00

1.750,00 Litri irrigazione 21gg

109,20 Litri/giorno bagni

39.858,00

2.293,20 Litri bagni in 21gg

Litri totale in 21gg

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54.858,00 4.043,20 VOLUME ANNUO

87.582,30

5.038,98 FABBISOGNO MASSIMO

2.519,49 VOLUME DEL SERBATOIO

Per quanto sopra esposto si ritiene sufficiente procedere all’installazione di un serbatoio di 3.000 litri corrispondente ad un accumulo pari a circa il 50% del fabbisogno massimo.

Si riportano, di seguito, le caratteristiche tecniche di un serbatoio di accumulo che può trovare impiego nell’ambito dell’impianto in oggetto.

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3.4.3 SERBATOIO

L’individuazione del modello adatto a soddisfare le richieste di un impianto di accumulo dipende da una serie di caratteristiche correlate tra loro ed esposte nell’elenco seguente:

3.4.3.1 POSIZIONE

La posizione influisce sul tipo di sotto-sistema di distribuzione (con o senza pompa) e quindi anche sugli utilizzi (secondo sistema solo per irrigazione, etc), sui costi complessivi di installazione e manutenzione, sulla forma (compatta per interno, resistente per interramento) e sui materiali impiegati. Le alternative riguardo alla dislocazione del serbatoio possono essere: fuori terra, all’interno dell’edificio (cantina, garage, ecc.) e interrato. L’edificio sarà servito da un impianto con serbatoio interrato: il posizionamento entro terra, anche se più oneroso, consente di eliminare ingombri in vista non sempre compatibili con le esigenze funzionali ed estetiche dell’edificio e consente l’installazione di manufatti anche di grande capienza; la sequenza di posa in opera prevede: scavo secondo le dimensioni della cisterna e alla profondità utile per il raccordo con il sistema di raccolta dell’acqua piovana (rispettare la distanza di almeno un metro da murature e altre opere di fondazione); formazione di un letto di sabbia compattata e livellata (su terreni con densità superiori a 1500 kg/mq) ovvero di una soletta in calcestruzzo dello spessore minimo di 10 cm (nel caso la profondità di posa in opera possa essere interessata dalla presenza - anche periodica o eccezionale - di falde acquifere occorre provvedere all’ancoraggio del serbatoio ad una soletta appositamente dimensionata per costituire elemento di zavorramento); introduzione del serbatoio utilizzando il sistema di sollevamento indicato dal produttore (nel posizionare la cisterna si deve tenere conto della direzione dei rami di collegamento con le altre componenti dell’impianto); riempimento del serbatoio con acqua e contemporaneo rinfianco e costipazione con sabbia

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saturata d’acqua del volume di scavo residuo; installazione delle tubazioni di collegamento con le altre componenti dell’impianto; completamento dell’interramento; nel caso la proiezione in superficie della zona di interramento delserbatoio sia interessata dal transito di veicoli, occorre realizzare a livello del suolo una piastra di calcestruzzo per la ripartizione dei carichi a norma delle disposizioni vigenti.

3.4.3.2 CAPIENZA

Il corretto dimensionamento deve avvenire in seguito all’attenta valutazione di tutte le variabili che definiscono le specifiche caratteristiche ambientali (piovosità locale, dimensioni e tipo delle superfici di raccolta, ecc.) e prestazionali richieste (fabbisogni, gamma di utilizzi, ecc) come da calcolo sopra riportato. Laddove esistano problemi relativi allo sviluppo in profondità dello scavo (terreno roccioso, ecc.) o dove vengano previsti possibili sviluppi o integrazioni dello stoccaggio è possibile ricorrere al posizionamento in parallelo di più serbatoi. La posa in opera prevede l’affiancamento delle cisterne collegate alla base da tubazioni di raccordo che consentono l’immissione e l’estrazione contemporanea dell’acqua da tutti i serbatoi evitando le conseguenze negative derivate da fenomeni di stagnazione o svuotamento.

3.4.3.3 FORMA

I serbatoi in produzione hanno generalmente forma cilindrica con asse disposto in senso orizzontale o verticale. Quest’ultima è considerata la più adatta per lo stoccaggio poiché l’incremento della quantità d’acqua introdotta non provoca la diminuzione della superficie esposta all’aria con benefici effetti sulla sedimentazione, sul risciacquo durante la tracimazione (effetto "skimmer") e sulla qualità dell’acqua in generale. La sagomatura dell’involucro prevede quasi sempre la presenza di corrugazioni, costolature e pieghe che funzionano da rinforzo della carenatura. Sul fondo del manufatto possono essere ricavati intagli o incastri dove è possibile infilare le "forchette" degli elevatori e facilitarne lo spostamento.

3.4.3.4 MATERIALE

I serbatoi sono realizzati in materiali compatibili con le normative che riguardano lo stoccaggio delle acque destinate al consumo umano. Generalmente si tratta di polietilene alta densità, materiale riciclabile ma poco resistente agli urti che impone cura nelle operazioni di movimentazione.

3.4.3.5 MANUTENZIONE

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Il mantenimento in efficienza del manufatto prevede: continuo controllo visivo (opacità) e olfattivo dell’acqua accumulata; controllo della chiusura dei pozzetti di accesso alla cisterna; pulizia interna almeno ogni 5-10 anni.

3.4.3.6 GRUPPO FILTRANTE

L’impianto per il recupero delle acque meteoriche sarà costituito da un gruppo filtrante composto da quattro housing in polipropilene, altezza 20", attacchi in-out 2"; by-pass in PVC e valvole d'intercettazione in-out.

Corredato da 2 manometri in acciaio inox bagno glicerina 0-10 bar al fine di visualizzare il differenziale di pressione tra ingresso e uscita. Cartucce altezza 20" con diametro esterno massimo 120 mm e diametro interno massimo 36 mm in polipropilene o poliestere plissettato o carbone attivo granulare o in blocco.

Completo di Cartuccia in carbone attivo estruso, altezza 20" per aqua-big, grado di filtrazione 5 micron.

Dimensioni: diametro esterno 114 mm - foro interno 28 mm. Abbattimento del cloro > 95%. Riduzione odori e sapori sgradevoli oltre ad una serie di microinquinanti.

3.4.3.7 SIFONE DI TROPPO PIENO

Tubo in polietilene D=100 mm per lo scarico ottimale delle particelle galleggianti.

3.4.3.8 VALVOLA ANTIRIFLUSSO

Elemento di fondamentale importanza per evitare la contaminazione delle acque stoccate nel serbatoio è costituito da una speciale dispositivo dotato di saracinesca a chiusura automatica (e azionabile manualmente in casi di emergenza o di manutenzione) che impedisce il riflusso di acque provenienti dal sistema di smaltimento. Normalmente è corredata da filtro a grata che blocca l’accesso al serbatoio e alle altre componenti a monte di esso ad animali e insetti che potrebbero risalire dai sottosistemi di scarico e smaltimento. In materiale plastico D=110 mm. Attacchi di ingresso e di uscita secondo norma DIN 19534 e valvola a norma DIN EN 13564 Tipo 1.1

3.5 CONDOTTE PER L’ACQUA PIOVANA

Le condotte di afflusso, deflusso, tracimazione e svuotamento dovranno essere scelte, posate, sottoposte a regolare manutenzione e ispezionate ai sensi della norma DIN 1986, Parte 1, Parte 2, Parte 3. I materiali delle

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tubazioni utilizzate per il deflusso dell’acqua piovana devono soddisfare i requisiti previsti dalla norma DIN 1986, Parte 4.

3.6 PROTEZIONE ANTIRIFLUSSO DELL’IMPIANTO

Il livello di riflusso corrisponde di norma al piano stradale o, secondo il progetto di norma EN, al piano del marciapiede. L’eventualità del riflusso è inoltre sovente prevista nella progettazione della rete fognaria comunale per acque bianche e grigie e non può dunque essere esclusa in condizioni di esercizio permanente.

Gli impianti di drenaggio collegati (ad es. serbatoi per acqua piovana, filtri per acqua piovana, ecc.) devono pertanto essere protetti con una corretta manutenzione ai sensi della norma DIN 1986.

3.7 MARCATURA DEI COMPONENTI DELL’IMPIANTO

Ai sensi della norma DIN 1988, Parte 4, sez. 3.2.3 e DIN 2403, i tubi devono essere contrassegnati chiaramente in base al tipo di liquido trasportato, in modo da escludere qualsiasi possibilità di confusione fra le condotte per l’acqua potabile e quelle per l’acqua di servizio. In corrispondenza dei punti di prelievo dell’acqua di servizio (ad es. rubinetti con protezione per bambini) la norma DIN 4844 prevede l’apposizione di un cartello recante la dicitura “Acqua non potabile“. Nelle vicinanze del contatore dell’acqua si raccomanda l’apposizione di un cartello con la dicitura “Non effettuare collegamenti con la rete dell’acqua potabile (norma DIN 1988)“.

3.8 NORMATIVA DI RIFERIMENTO

La normativa di riferimento per il dimensionamento dell’impianto è la seguente:

• DIN 19534

• DIN EN 13564 Tipo 1

• DIN 1989-1:2000-12

• DIN 1986 Parte 1, 2, 3, 4

• DIN 1988 parte 4 sez. 3.2.3

• DIN 2403

Il tecnico progettista Arch. Riccardo Picciafuoco