Progettazione canne fumarie, come evitare problemi di tiraggio

L’importanza del tiraggio per una canna fumaria

Con il termine tiraggio del camino si intende la forza con cui i fumi di combustione prodotti dal generatore risalgono naturalmente verso l’alto attraverso la canna fumaria per poi defluire all’aria aperta; ciò avviene per la differenza di temperatura tra il fumo e l’aria esterna: il fumo, essendo più caldo, ha una densità ed un peso minori rispetto all’aria esterna e per cui tende a salire verso l’alto; a maggiore differenza di temperatura corrispondono maggiori forza e velocità di ascesa del fumo nel condotto.

Il valore del tiraggio è di fondamentale importanza affinché la combustione risulti efficiente e sicura. Il corretto e ottimale tiraggio della canna fumaria dipende non solo dalle caratteristiche tecnico-costruttive della stessa ma dall’intero sistema d’impianto, a partire dunque dal generatore sino allo sbocco dei fumi, nonché dal contesto geografico in cui è inserito; la bontà progettuale di una canna fumaria sarà quindi data tenendo conto dei seguenti fattori:

  • Portata termica, tipologia del generatore e tipo di combustibile utilizzato;
  • Caratteristiche della canna fumaria;
  • Caratteristiche e posizionamento del comignolo;
  • Tutti regolamentati da norme generali e specifiche e bilanciati secondo il contesto ambientale.

 

I generatori e gli standard minimi

I generatori sono identificati in base alla portata termica nominale (maggiore o minore di 35 kW), alla tipologia (apparecchi di tipo B cosiddetti ‘a camera aperta’ e apparecchi di tipo C cosiddetti ‘a camera stagna’), e al tipo di combustibile che utilizzano (solido, liquido, gassoso).

L’individuazione di questi parametri, in stretta connessione con le prescrizioni date dal fabbricante del generatore, indirizza il progettista rispetto alle scelte tecnico-costruttive del sistema di evacuazione dei fumi: la definizione della classe di temperatura del camino, il livello di pressione, la resistenza alla condensa ed alla corrosione; altro fattore determinante è conoscere il numero di apparecchi a cui la canna fumaria è asservita, poiché in base a tale informazione le normative forniscono ulteriori specifiche per la corretta progettazione del sistema di evacuazione dei fumi.

Le caratteristiche prestazionali della canna fumaria rispetto ai parametri sopra indicati sono standardizzate secondo la designazione introdotta dalla UNI EN 1443/2005; tale metodo si integra con le norme specifiche (norme tecniche armonizzate per camini che si suddividono in base al tipo di materiale costituente la parete interna del camino stesso: camini metallici, camini in materiale refrattario/ceramico, camini in plastica, camini in calcestruzzo) che definiscono gli standard minimi in relazione ai generatori.

 

La classe di temperatura

La classe di temperatura, ossia la temperatura massima di esercizio della canna fumaria, non deve mai avere valore minore rispetto alla temperatura massima di uscita dei fumi dichiarata dal costruttore dell’apparecchio asservito e varia in base alla potenza ed al combustibile utilizzato, ad esempio:

  • Generatore a combustibile solido con potenza al focolare < 35 kW – classe di temperatura minima prescritta T400 secondo UNI EN 10683/2012;
  • Generatore a gas a condensazione con potenza al focolare < 35 kW – classe di temperatura minima prescritta T120 secondo UNI EN 7129/2015;
  • Alle suddette norme si aggiungono le UNI 10640 e 10641 dalle quali si evince con quale valore di pressione lavorerà la canna fumaria in relazione al numero di apparecchi collegati.

 

Temperatura esterna e pressione atmosferica

Temperatura esterna e pressione atmosferica posso incidere sensibilmente sul valore del tiraggio; nei sistemi di evacuazione dei fumi funzionanti in depressione è fondamentale che la differenza tra pressione interna del camino e pressione esterna sia mantenuta costante, in modo da rimanere entro la tolleranza stabilita in base al generatore, da qui l’importanza, in fase di progettazione, di ‘contestualizzare’ l’impianto nell’ambiente geografico in cui sarà inserito tenendo conto delle temperature massima e minima di zona e dell’altitudine.

 

Raffreddamento dei fumi

Il normale raffreddamento dei fumi durante l’attraversamento dei canali da fumo e del camino può comportare il raggiungimento di un valore di temperatura tale da provocare la condensazione del vapore acqueo contenuto nei fumi.

La temperatura cui avviene la condensazione è definita temperatura di rugiada e varia in funzione del tipo di combustibile e del contenuto di CO2 presente nei fumi; nel caso di caldaie a condensazione, in cui volutamente si ricerca tale fenomeno al fine di recuperare la maggiore quantità possibile di energia, la formazione di condensa raggiunge livelli elevati ed è pertanto prescritto un sistema di smaltimento dei i liquidi prodotti.

La condensa può provocare la perforazione dei condotti a causa dell’acidità dei fumi e la percolazione di liquidi attraverso i muri influendo negativamente sulle prestazioni del camino e sul rendimento dell’impianto e dando inoltre luogo ad altri possibili problemi.

 

Isolamento termico

La canna fumaria deve quindi essere dotata di un adeguato isolamento termico in grado di ridurre l’abbassamento della temperatura dei fumi durante la loro ascesa, mantenendo così costante la differenza tra pressione interna e pressione atmosferica ed evitando la condensazione dei fumi.

L’attenzione a questo aspetto della progettazione è ora più che mai importante vista la crescente diffusione di generatori a condensazione in quanto i fumi immessi nei condotti di evacuazione hanno una temperatura inferiore rispetto a quella dei fumi generati dagli apparecchi tradizionali.

È inoltre necessario che i prodotti impiegati per la realizzazione del camino siano adeguati alla tipologia di funzionamento del generatore in base anche alla loro resistenza alla condensa (D per sistemi a secco e W per sistemi umidi), nei condotti asserviti a generatori a condensazione dovranno essere utilizzati prodotti omologati per ricevere la condensa dei fumi.

Lungo lo sviluppo dei condotti si verificano perdite continue legate alle caratteristiche geometriche ed alla tipologia di materiale impiegato nella costruzione della canna fumaria: forme irregolari del condotto aumentano la turbolenza del fumo all’interno dello stesso, sarà dunque preferibile una forma regolare, circolare o comunque con angoli raccordati con curvatura minima di 2 cm; materiali rugosi provocano l’attrito del fumo sulle pareti del condotto dando luogo anche qui ad una riduzione della velocità di risalita.

Tuttavia un’eccessiva velocità di percorrenza, dovuta ad esempio ad una canna fumaria in metallo, sulla quale l’attrito è molto ridotto, di sezione troppo ristretta può influire negativamente sia sul tiraggio (le perdite di portata variano in base al quadrato della velocità) che sul rendimento del generatore.

 

Il corretto dimensionamento di una canna fumaria

Progettazione e dimensionamento di una canna fumaria con tiraggio correttoEsiste inoltre una correlazione tra la sezione e l’altezza della canna fumaria: il sottodimensionamento, in generale, può significare la vera e propria incapacità del camino di contenere la massa dei fumi di combustione, aumenta il tiraggio disponibile e, di conseguenza, la velocità di risalita dei fumi, dando luogo quindi alle perdite di carico di cui sopra; con sezioni troppo abbondanti si verifica la diminuzione della velocità dei fumi ed il conseguente aumento del tempo di permanenza all’interno dei condotti causando la dispersione del calore dei fumi e quindi del valore di tiraggio.

Il sistema di calcolo UNI 13384 (-1 per camini asserviti a un solo apparecchio e -2 per camini asserviti a più apparecchi) permette il corretto dimensionamento in relazione ai fattori ambientali e tecnici sopra descritti, tenendo conto delle già elencate caratteristiche del generatore, delle dispersioni termiche e di pressione ammissibili in esercizio.

In prossimità del comignolo il tiraggio disponibile è prossimo allo zero, perciò la sua forma e posizione devono essere tali da farlo funzionare come aspiratore statico dei fumi, assicurando che in qualsiasi condizione meteorologica e di vento sia garantito il deflusso dei fumi.

È necessario che il comignolo sia posto fuori dalla zona di riflusso, ossia laddove per effetto del vento si possono creare delle pressioni; a tale proposto sono previste diverse quote di sbocco in funzione del tipo di apparecchio e del tipo di tetto.

Nel posizionamento del comignolo occorre inoltre considerare la presenza di elementi che possono creare delle turbolenze in grado di influenzare il corretto funzionamento del camino (corpi di fabbrica emergenti dal tetto, lucernari o abbaini, antenne paraboliche, ecc.). Le zone di rispetto e le prescrizioni sulle distanze minime per evitare possibili problematiche sono definite dalla norma UNI 7129 e dal D.Lgs. 152/06.

Esistono inoltre delle perdite localizzate che si possono verificare in punti precisi del condotto. Generalmente esse avvengono in corrispondenza dei cambi di direzione o di sezione del condotto, fattori che possono ridurre di molto il valore del tiraggio e di conseguenza sfavorire l’efficienza e la sicurezza dell’impianto; a tale proposito le normative prescrivono che le canne fumarie debbano avere andamento prevalentemente verticale privo di strozzature e regolamentano il numero massimo e gli angoli di inclinazione dei cambi di direzione lungo lo sviluppo delle stesse.

Un buon tiraggio è strettamente correlato ad una buona combustione nel generatore, garantita dall’immissione della corretta quantità di aria comburente nel focolare; le prese per l’areazione per i focolari e per il prelevamento dell’aria per sistemi di evacuazione in pressione positiva vanno dimensionate attentamente secondo normativa e secondo le prescrizioni del costruttore del generatore e vanno considerate tra le perdite localizzate.

Nei sistemi di evacuazione dei fumi a tiraggio naturale, nel caso non siano già presenti nel generatore dispositivi analoghi, è da prevedersi un dispositivo di regolazione del tiraggio, atto a compensare l’eventuale eccesso di depressione all’interno della canna fumaria.

Durante l’esercizio altri fattori che possono influenzare negativamente sul tiraggio sono la scorretta installazione degli elementi che può causare l’inefficienza di un impianto seppur ben progettato, la carenza manutentiva che, nel caso ad esempio di deposito di fuliggine, può portare all’ostruzione dei condotti, nonché favorire l’aggravarsi di possibili situazioni accidentali per la mancanza di controllo sugli elementi del sistema.

Nei casi di installazione sull’esistente, ad esempio per gli interventi di sostituzione del generatore o di installazione di un caminetto a legna, sono fondamentali le verifiche preliminari sull’adeguatezza della canna fumaria esistente e del locale in cui verrà installato l’apparecchio.

 

Costruttore, progettista, installatore: obblighi e responsabilità

Il costruttore del camino deve fornire tutte le informazioni ed istruzioni necessarie per la progettazione, l’installazione e la manutenzione del camino; il progettista e l’installatore devono realizzare l’opera rispettando le indicazioni del costruttore in relazione con le disposizioni normative.

L’installatore che mette in servizio gli apparecchi deve verificare attentamente le caratteristiche del tiraggio e accertare l’assenza di reflussi di prodotti della combustione in ambiente, in modo simile deve operare il manutentore che deve anche prestare attenzione ai segni premonitori dell’evento, ad esempio l’annerimento della zona adiacente all’interruttore di tiraggio.

L’installatore che utilizza un sistema camino marcato CE affida al produttore la responsabilità relative al prodotto e mantiene per sé solo quelle relativa alla sua corretta installazione.

4 Comments

  1. […] L’esercizio degli impianti a gas non lascia residui sulle pareti interne del camino, tuttavia può verificarsi il deposito nei condotti di scarico condense dei fluidi acidi dei fumi espulsi dai generatori a condensazione, che può portare al loro danneggiamento per corrosione o a una scorretta evacuazione dei fumi dovuta alla presenza di incrostazioni sull’estrattore, che può dar luogo ai già citati problemi di rendimento, consumo e tiraggio. […]

  2. Io avevo erroneamente installato due curve da 90°. Poi per fortuna un giorno ho telefonato al sito : https://caminoteca.it/ e mi hanno fornito tante info sul tiraggio. Le cirve prima di tutto si sono ridotte poi ho installato un aspiratore per camino che funziona divinamente. Un altro mio collega ha invece acquistato un regolatore di tiraggio e con 4 soldi ha risolto tanti problemi.
    In generale comunque bisogna sempre far installare la canna da personale specializzato e montare la canna giusta in base all’apparecchio che si ha.
    Saluti e complimenti per il forum.
    Nico

    • Buongiorno Sig. Nicola, grazie per averci riportato la sua esperienza.
      Ha detto bene: è sempre necessario che sia personale specializzato a dimensionare e installare un sistema di evacuazione fumi, nonché a intervenire sull’esistente sia per modifica che per manutenzione e pulizia, in particolar modo quando si tratta di canne fumarie a tiraggio naturale le cui variabili, affinché si ottenga un valore ottimale e di conseguenza un corretto funzionamento con un soddisfacente rendimento, sono molteplici e quando si ha a che fare con generatori installati all’interno dei locali. L’esempio del suo collega dimostra che spesso le soluzioni a determinati problemi affidate agli “addetti ai lavori” non solo non sono così esose quanto ci si potrebbe aspettare, ma ci danno una garanzia riguardo alla sicurezza che mai deve venir meno o essere trascurata in favore di una questione economica.

      Ancora grazie per averci lasciato una sua opinione e grazie per i complimenti, facciamo del nostro meglio per divulgare informazioni chiare, precise e aggiornate!

  3. Grazie mille per la risposta e in bocca al lupo per il blog, buona giornata!!!

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