Dimensionamento Sistemi Fumari

Per molti anni una semplice formula di riferimento per il dimensionamento dei sistemi fumari è stata: S = ( K x P ) / H1/2 con S l'area in centimetri quadrati della sezione del sistema; P la potenza, espressa in kcal/h, dei generatori termici collegati al sistema, H l'altezza del sistema considerando i tratti orizzontali e considerando 0,5 m di lunghezza equivalente per ogni curva; K un parametro adimensionale in funzione del tipo di combustibile utilizzato, generalmente 0,030 per i combustibili solidi e 0,024 per i combustibili liquidi.

La semplicità di tale formula, soppiantata a seguito dell'evoluzione normativa di settore, non teneva conto di molti altri parametri che influenzano i fenomeni fluido dinamici e termici tipici di un sistema fumario come la temperatura di riferimento dell'ambiente in cui si trova il sistema fumario, la temperatura di riferimento dei fumi, la resistenza termica delle pareti del sistema fumario, eventuali variazioni geometriche di quest'ultimo, etc.

La norme attualmente in vigore, fanno riferimento a formule utilizzate per il dimensionamento di sistemi fumari, distinti tra quelli a camera aperta e camera stagna, alimentati da qualsiasi tipo di combustibile e con una temperatura ambientale di riferimento di 20 °C.

In particolare il principio di riferimento è quello di garantire in ogni caso il deflusso dei fumi, cosa che avviene se nella sezione di ingresso dei fumi al sistema, si ha un valore di depressione che favorisce l'evacuazione degli stessi fumi; vengono in tal modo considerati tutti i fattori precedentemente trascurati, comprese le caratteristiche dei generatori termici collegati al sistema fumario; in generale, si possono considerare tre fattori fondamentali per il corretto dimensionamento di un sistema fumario: l'altezza, il diametro, la resistenza termica.

Attualmente un valido strumento di supporto al dimensionamento dei sistemi fumari, è costituito dai software, spesso messi a disposizione gratuitamente dalle stesse case costruttrici dei sistemi fumari per promuovere questi ultimi, in grado di simulare i diversi stati di funzionamento di un sistema fumario.

Con i suddetti software è generalmente, possibile realizzare tutte le prove previste per un sistema fumario dalla UNI 10641, inizialmente è necessario fornire ai software tutte le caratteristiche del sistema fumario, compresi i tipi di generatori ad esso collegati e le caratteristiche dell'ambiente nel quale lavora.

In tal modo è possibile calcolare i valori di pressione corrispondenti agli imbocchi dei canali da fumi nel sistema ed in corrispondenza dell'eventuale apertura di compensazione, le perdite di carico per resistenze fluidodinamiche nel condotto e in prossimità dell'eventuale apertura di compensazione.

Il dimensionamento di una canna fumaria collettiva per apparecchi a camera stagna e tiraggio forzato, che sono tra quelli attualmente più diffusi, prevede la verifica del corretto funzionamento del sistema fumario in specifiche condizioni limite; devono essere, infatti, effettuate le verifiche di: funzionamento del sistema fumario con tutti gli apparecchi allacciati attivi; funzionamento del sistema fumario solo con alcuni apparecchi allacciati e funzionamento del sistema fumario con un solo apparecchio allacciato.

Considerando che ognuno dei generatori termici, collegato al sistema fumario, può funzionare in condizioni di portata termica minima o massima, le simulazioni possono essere limitate al numero minimo necessario di possibili combinazioni che possono far ritenere soddisfatte anche le altre combinazioni di funzionamento nelle quali si può trovare il sistema.

Significative sono anche le verifiche che si possono effettuare sulla velocità dei fumi nel sistema, in generale, ad un aumento del diametro del condotto corrisponde un aumento del tiraggio, come conseguente diminuzione delle perdite di carico, ed a parità di portata dei fumi ne segue una diminuzione della velocità di uscita degli stessi.

Ad una minore velocità dei prodotti della combustione corrisponde un maggior tempo di permanenza degli stessi all'interno del sistema fumario, con conseguente maggiore raffreddamento probabili formazioni di condensa localizzati; mentre, una velocità troppo elevata può provocare problemi di rumorosità.