IMPIANTO IDRAULICO NASCOSTO NEI PANNELLI XLAM

I pannelli XLAM (Cross-Laminated Timber) sono elementi lignei multistrato composti da lamelle incollate perpendicolarmente tra loro. Questa struttura garantisce elevata resistenza, stabilità e resistenza al fuoco, ma impone anche requisiti particolari per la posa degli impianti tecnologici. A differenza del calcestruzzo o del laterizio, l’XLAM è un materiale anisotropo, che reagisce ai cambiamenti di umidità e temperatura, sebbene in misura molto minore rispetto al legno massiccio ordinario, grazie all’orientamento incrociato delle fibre.

L’installazione nascosta dell’impianto idraulico nell’XLAM prevede la creazione di canali o scanalature senza compromettere significativamente la capacità portante dei pannelli. La profondità e la larghezza di tali intagli devono essere rigorosamente regolamentate dal progetto e non superare le tolleranze stabilite dal produttore dell’XLAM. Ad esempio, per pannelli di spessore 100-200 mm, le scanalature tipiche per tubi di diametro fino a 25 mm sono generalmente limitate a una profondità di 20-30 mm su un lato, oppure fino a 1/6 dello spessore totale del pannello. Nel caso di impianti significativi, è opportuno utilizzare una parete doppia o un controsoffitto per collocare i sistemi tecnologici. La progettazione di tali elementi è di fondamentale importanza nelle fasi iniziali, poiché eventuali modifiche in cantiere possono portare a un eccessivo dispendio di tempo e risorse.

È importante considerare che l’umidità rappresenta un rischio potenziale per il legno. Pertanto, i sistemi di approvvigionamento idrico devono essere assolutamente a tenuta stagna, e qualsiasi possibile zona di condensa o perdita deve essere dotata di sensori e avere accesso per l’ispezione. Inoltre, gli impianti tecnologici negli edifici in XLAM devono tenere conto delle proprietà acustiche del materiale. Il legno è un buon conduttore del suono, pertanto per i tubi dell’impianto idraulico si devono prevedere manicotti fonoisolanti e fissaggi che non trasmettano il rumore strutturale.

Nello stabilimento di produzione dei pannelli XLAM è possibile predisporre canali e fori predefiniti con elevata precisione mediante macchine a controllo numerico (CNC). Ciò consente di evitare l’indebolimento della struttura in cantiere e accelera notevolmente il montaggio. L’applicazione della modellazione BIM nella fase di progettazione consente di visualizzare tutti gli impianti, individuare potenziali conflitti e ottimizzare il tracciato dei tubi prima dell’inizio della produzione dei pannelli.

Dal punto di vista delle norme ucraine, il DBN V.2.5-64:2012 “Impianto idrico e fognario interno” stabilisce i requisiti generali per i sistemi di approvvigionamento idrico, tuttavia la specificità dell’integrazione nelle strutture lignee, come l’XLAM, richiede un’attenzione supplementare ai dettagli. In particolare, la sezione 4.4, relativa alla posa dei tubi, sottolinea la necessità di prevenire danni alle strutture edilizie e di garantire la possibilità di riparazione, il che per l’installazione nascosta rappresenta una sfida. Gli standard europei, come la DIN 1988-100 “Condotte per acqua potabile”, regolamentano in modo più dettagliato le questioni di sicurezza ed esercizio, costituendo un importante punto di riferimento per una costruzione in XLAM di alta qualità.

La progettazione dell’impianto idraulico nascosto negli edifici in XLAM è un compito complesso che richiede elevata precisione e coordinamento. Gli strumenti di modellazione delle informazioni edilizie (BIM) diventano indispensabili in questo processo, permettendo di integrare virtualmente tutti gli impianti tecnologici in un modello digitale dell’edificio ancora prima dell’inizio della costruzione fisica. Ciò consente di evitare conflitti e ottimizzare la disposizione degli impianti.

Grazie al BIM, architetti, ingegneri e installatori possono lavorare su un unico modello condiviso, in cui ogni tubo, raccordo, fissaggio e pannello XLAM è un oggetto separato con proprietà dettagliate. Ciò consente di calcolare con precisione i fori e le scanalature necessari nei pannelli XLAM già in fase di produzione presso le macchine CNC. Ad esempio, il software può generare automaticamente le specifiche per la fresatura dei canali per tubi di un determinato diametro, tenendo conto delle distanze minime dai bordi del pannello e tra gli impianti. Secondo le raccomandazioni dei principali produttori europei di XLAM, la profondità della scanalatura non deve superare i 30 mm per pannelli di spessore fino a 200 mm senza calcoli aggiuntivi di resistenza. Per zone critiche o diametri di tubo maggiori è necessario un calcolo ingegneristico individuale.

Il BIM consente inoltre di eseguire i calcoli idraulici del sistema di approvvigionamento idrico, la modellazione dei flussi, della pressione e l’individuazione di potenziali zone di ristagno o pressione eccessiva. Ciò è di fondamentale importanza per garantire il funzionamento efficiente e ininterrotto dell’impianto idraulico, nonché per prevenire i colpi d’ariete, che possono danneggiare sia i tubi sia la struttura circostante. La simulazione delle dilatazioni termiche dei tubi e della loro interazione con i pannelli lignei aiuta a scegliere gli elementi compensativi e i materiali di fissaggio corretti.

In Germania, dove la tecnologia XLAM ha avuto una notevole diffusione, l’uso del BIM nella progettazione degli impianti tecnologici è uno standard de facto. Le norme tedesche, come la VDI 3805, regolamentano l’uso di dati orientati agli oggetti per la progettazione dei servizi edilizi, il che favorisce un’elevata precisione e una riduzione degli errori. L’integrazione del BIM con i processi produttivi dell’XLAM permette di raggiungere una corrispondenza quasi perfetta tra la documentazione progettuale e gli elementi finiti, il che esclude la necessità di rifiniture manuali in cantiere e garantisce un’elevata velocità di montaggio.

L’applicazione del BIM per l’impianto idraulico nascosto nell’XLAM non è semplicemente una comodità, ma una necessità per raggiungere la massima qualità, durabilità e conformità agli standard edilizi. La progettazione del kit casa, tenendo conto di tutti gli impianti tecnologici, incluso quello idraulico, riduce al minimo i rischi e ottimizza i costi.

La scelta dei materiali e delle tecnologie corrette è di fondamentale importanza per la durabilità e l’affidabilità dell’impianto idraulico nascosto nelle strutture XLAM. L’accento principale è posto su tubi flessibili, resistenti alla corrosione e fonoisolati, in grado di compensare le lievi deformazioni della struttura lignea.

I materiali più diffusi per l’installazione nascosta sono:

• Tubi compositi multistrato (PEX-AL-PEX): Questi tubi combinano la flessibilità del polimero PEX con le proprietà barriera dello strato di alluminio. L’alluminio impedisce la penetrazione dell’ossigeno, proteggendo i componenti metallici del sistema dalla corrosione, e riduce inoltre la dilatazione termica, il che è estremamente importante nell’installazione nascosta. Il coefficiente di dilatazione termica lineare dei tubi PEX-AL-PEX è di circa 0,026 mm/(m·K), significativamente inferiore rispetto al PEX puro (0,15-0,20 mm/(m·K)).
• Tubi in polietilene reticolato (PEX-a, PEX-b, PEX-c): Grazie alla loro flessibilità e resistenza alle alte temperature e pressioni, i tubi PEX sono ideali per l’installazione nascosta. Si posano facilmente in scanalature e canali, riducendo al minimo il numero di giunzioni. Tuttavia, il loro significativo coefficiente di dilatazione termica richiede un’attenta progettazione dei bracci di compensazione.
• Tubi in rame: Sebbene il rame sia un materiale tradizionale, il suo utilizzo per l’installazione nascosta nell’XLAM richiede misure di protezione aggiuntive. Il rame può reagire con alcuni componenti del legno, causando corrosione. Pertanto, i tubi in rame devono essere obbligatoriamente isolati in una guaina protettiva, che garantisce anche l’isolamento acustico e previene la condensa.

Le giunzioni dei tubi devono essere affidabili e accessibili per l’ispezione nei punti critici. Per i tubi PEX e multistrato si utilizzano raccordi a pressare o raccordi a scorrimento, che garantiscono la tenuta per tutta la durata di esercizio. Tutte le giunzioni devono essere sottoposte a prova di pressione secondo il DBN V.2.5-64:2012 (punto 10.12), che prevede una prova idraulica con una pressione superiore di 1,5 volte quella di esercizio, ma non inferiore a 1 MPa.

Un’attenzione particolare va dedicata all’isolamento termico e acustico dei tubi. I materiali isolanti (polietilene espanso, gomma) non solo prevengono le perdite di calore e la formazione di condensa, ma riducono anche significativamente il livello di rumore del flusso d’acqua. La condensa che si forma sui tubi freddi in un ambiente caldo può causare l’inumidimento del legno e lo sviluppo di muffe, pertanto lo strato isolante deve essere sufficiente (ad esempio, di spessore non inferiore a 9 mm per tubi di diametro fino a 20 mm). Per un’ottimale insonorizzazione è importante utilizzare fascette speciali con inserti in gomma che smorzano le vibrazioni.

Un aspetto chiave dell’installazione nascosta dell’impianto idraulico nell’XLAM è la corretta realizzazione dei nodi di fissaggio e del passaggio dei tubi attraverso i pannelli lignei. Questi elementi devono garantire affidabilità, tenuta, compensazione delle dilatazioni termiche e riduzione al minimo dei ponti acustici.

Nel passaggio dei tubi attraverso i pannelli XLAM è necessario creare fori con un margine sufficiente per il movimento del tubo. Il gioco consigliato attorno al tubo deve essere di almeno 10 mm, il che consente di evitare il contatto diretto del tubo con il legno e di lasciare spazio per l’isolamento. Dopo la posa del tubo, questo gioco viene sigillato con materiali elastici non combustibili, come schiume di montaggio speciali, sigillanti siliconici o lana minerale. È importante utilizzare materiali privi di componenti aggressivi che possano interagire con il legno o con le parti metalliche dei tubi.

Per il fissaggio dei tubi nelle scanalature o dietro i controsoffitti si utilizzano fascette speciali con inserti antivibranti (gomma, caucciù). Queste fascette devono garantire un fissaggio affidabile, ma senza creare punti di ancoraggio rigidi che possano ostacolare la dilatazione termica dei tubi. Gli intervalli di fissaggio sono determinati dal diametro del tubo e dal materiale, ma di norma sono di 0,5-1,0 m per i tratti orizzontali e di 1,5-2,0 m per quelli verticali. Un fissaggio troppo frequente o troppo rado può causare l’incurvamento dei tubi o un carico eccessivo sui pannelli.

Un’attenzione particolare va dedicata ai punti di giunzione dei tubi. Tutti i raccordi a pressare e le altre giunzioni situate nelle cavità nascoste devono essere al 100% a tenuta stagna e, preferibilmente, senza saldature o facilmente accessibili per il controllo. Lo standard tedesco DIN 1988-200 “Installazione di sistemi di acqua potabile” regolamenta rigorosamente che le giunzioni nascoste debbano essere solo permanenti o realizzate con materiali che garantiscano la durata del sistema. Per garantire un accesso rapido ai nodi critici (ad esempio, per miscelatori, collettori) si raccomanda di prevedere botole di ispezione o pannelli decorativi removibili.

Nella zona di passaggio dei tubi attraverso i solai interpiano, è particolarmente importante garantire la sicurezza antincendio. Conformemente alla EN 13501-2, gli attraversamenti devono avere un’adeguata classe di resistenza al fuoco (ad esempio, EI 60 o EI 90) tramite collari tagliafuoco o speciali guarnizioni resistenti al fuoco che si espandono sotto l’effetto delle alte temperature, chiudendo il foro e impedendo la propagazione del fuoco e del fumo. Questo è un requisito obbligatorio per l’esercizio sicuro dell’edificio.

La Germania è leader nel settore della costruzione in legno e in pannelli in legno lamellare incrociato (XLAM), il che rende la sua esperienza nell’installazione nascosta dell’impianto idraulico particolarmente preziosa. Gli standard tedeschi e la pratica ingegneristica si caratterizzano per un’elevata precisione, l’attenzione ai dettagli e l’enfasi sulla durabilità e la sicurezza dei sistemi.

Uno dei documenti normativi chiave è la DIN 1988 “Installazione di sistemi di acqua potabile”, composta da diverse parti e che copre tutti gli aspetti della progettazione, dell’installazione e dell’esercizio. In particolare, la DIN 1988-200 regola le disposizioni generali, la scelta dei materiali e l’installazione, mentre la DIN 1988-100 si concentra sulla protezione dell’acqua potabile, un aspetto critico per i sistemi nascosti. Questi standard richiedono l’uso di materiali che non influiscano sulla qualità dell’acqua potabile (ad esempio, privi di piombo o con basso contenuto di altri metalli pesanti) e garantiscono la possibilità di un esercizio igienico del sistema, incluso la prevenzione del ristagno dell’acqua.

Gli specialisti tedeschi dedicano grande attenzione all’isolamento acustico. Lo standard DIN 4109 “Isolamento acustico negli edifici” definisce i livelli massimi di rumore degli impianti tecnologici. Per l’impianto idraulico nascosto ciò significa l’uso obbligatorio di fissaggi per tubi fonoisolanti, il rivestimento dei tubi con materiali isolanti e la progettazione dei tracciati in modo da ridurre al minimo la trasmissione del rumore strutturale attraverso le strutture lignee. Ad esempio, i tubi che attraversano pareti o solai devono avere guarnizioni elastiche che non creino ponti acustici rigidi.

Le prove di tenuta sono una fase obbligatoria. Secondo la DIN 1988-200, il sistema di approvvigionamento idrico dopo il montaggio deve essere sottoposto a una prova di pressione (sia con aria che con acqua) per un periodo di tempo determinato, per garantire l’assenza di perdite. Per i sistemi di acqua potabile, la prova con aria a una pressione di 100-150 mbar (0,1-0,15 bar) viene eseguita per 30 minuti, mentre per la prova con acqua la pressione di esercizio viene aumentata di 1,5 volte. Non è ammessa alcuna perdita.

Inoltre, in Germania viene utilizzato attivamente il concetto di “Dry Construction” per l’installazione nascosta. Ciò significa che, quando possibile, la posa dei tubi viene eseguita senza l’utilizzo di processi “a umido” (ad esempio, senza il getto di massetto attorno ai tubi), il che riduce i rischi di inumidimento del legno. L’ampio utilizzo di moduli preassemblati con sistemi idraulici, integrati nei pannelli XLAM già in fabbrica, è anch’esso tipico del settore edile tedesco, il che aumenta la qualità e la velocità di montaggio in cantiere.

L’installazione nascosta dell’impianto idraulico nelle strutture XLAM, nonostante tutti i suoi vantaggi, è associata a determinati rischi ed errori tipici, evitare i quali è la chiave per la durabilità e il funzionamento senza problemi del sistema.

1. Pianificazione e coordinamento insufficienti: Uno degli errori più comuni è l’assenza di una modellazione BIM completa e uno scarso coordinamento tra architetti, progettisti strutturali XLAM e ingegneri idraulici. Ciò porta a conflitti in cantiere: i tubi possono intersecarsi con elementi portanti, i fori possono essere posizionati in modo non ottimale, o le loro dimensioni non corrispondere alle reali esigenze. Per evitare ciò, è necessario effettuare una progettazione BIM dettagliata con un elevato livello di dettaglio (LOD 400 e superiore) e riunioni regolari per coordinare tutti i sistemi.

2. Violazione della tenuta del sistema: Una perdita in un sistema nascosto è un incubo per il costruttore e per il proprietario. Il legno è sensibile all’umidità, e anche piccole perdite possono causarne il marcimento, lo sviluppo di muffa e l’indebolimento della struttura. Gli errori includono l’uso di raccordi di scarsa qualità, la pressatura errata delle giunzioni o danni meccanici ai tubi durante il montaggio. Un accurato collaudo del sistema sotto pressione (idraulico o pneumatico) secondo il DBN V.2.5-64:2012 prima della chiusura delle strutture è obbligatorio. È inoltre opportuno installare sensori di perdita nelle zone potenzialmente a rischio.

3. Ignorare le dilatazioni termiche: I tubi metallici e polimerici si dilatano notevolmente al variare della temperatura dell’acqua. Se non si prevedono bracci di compensazione e fissaggi elastici, i tubi possono deformarsi, creando tensioni nelle giunzioni o persino danneggiando i pannelli XLAM. Per tubi PEX di 10 metri di lunghezza e uno sbalzo termico di 40°C, la dilatazione può raggiungere gli 80 mm. L’uso di tubi multistrato con un coefficiente di dilatazione inferiore e un tracciato corretto con curve che fungono da compensatori consentono di ridurre al minimo questo problema.

4. Isolamento acustico e termico insufficiente: L’acqua che scorre nei tubi genera rumore, che si trasmette facilmente attraverso le strutture lignee. L’assenza di un isolamento adeguato causa disagio acustico. L’isolamento termico è importante anche per prevenire le perdite di calore (per l’acqua calda sanitaria) e la condensa (per l’acqua fredda). L’uso di tubi in guaine corrugate protettive o in uno strato di polietilene espanso di spessore non inferiore a 9-13 mm risolve questi problemi. Anche i moderni sistemi di ventilazione necessitano di un isolamento di qualità.

5. Violazione della sicurezza antincendio: Una disposizione errata degli attraversamenti dei tubi attraverso le barriere tagliafuoco (pareti, solai) è un grave errore. Ciò può creare un percorso per la propagazione del fuoco e del fumo. L’uso obbligatorio di collari tagliafuoco con un’adeguata classe di resistenza al fuoco (EI 60, EI 90) per ogni tubo che attraversa zone tagliafuoco è un elemento critico di sicurezza.

La realizzazione dell’installazione nascosta dell’impianto idraulico in una casa in XLAM in Ucraina richiede l’esecuzione sequenziale di diverse fasi, conformi sia agli standard nazionali sia alle migliori pratiche europee.

1. Progettazione dettagliata (modellazione BIM):
In questa fase viene creato un modello tridimensionale completo dell’edificio con tutti gli impianti tecnologici. Vengono definiti i tracciati ottimali dell’impianto idraulico, le posizioni dei collettori, delle valvole di intercettazione, degli apparecchi sanitari. Con l’ausilio dei programmi BIM vengono generati disegni precisi per la produzione dei pannelli XLAM con canali fresati e fori per i tubi. È importante tenere conto dello spessore dell’isolamento e dei giochi di compensazione attorno ai tubi. Ciò consente di evitare l’indebolimento degli elementi portanti e lavori imprevisti in cantiere. Secondo il DBN A.2.2-3:2014, lo sviluppo della documentazione progettuale deve rispondere ai requisiti di uso razionale delle risorse e di sicurezza di esercizio, il che è pienamente supportato dal BIM.

2. Produzione dei pannelli XLAM con canali integrati:
Presso lo stabilimento produttore, i pannelli XLAM vengono realizzati secondo i disegni del modello BIM. Sulle macchine CNC ad alta precisione vengono fresati i canali e i fori per i tubi dell’impianto idraulico, dei cavi elettrici e di altri impianti. Ciò garantisce la massima precisione e velocità del successivo montaggio. La qualità della fresatura è di importanza critica per un’aderenza perfetta dell’isolamento e dei tubi.

3. Lavori preparatori in cantiere:
Dopo la consegna e il montaggio delle strutture portanti in XLAM, viene effettuato un controllo finale dei fori e dei canali. Se necessario, le superfici vengono pulite e preparate per la posa dei tubi. In questa fase vengono installati anche gli elementi di ancoraggio per il fissaggio dei collettori e dei futuri apparecchi sanitari.

4. Montaggio di tubi e raccordi:
I tubi (prevalentemente PEX-AL-PEX o PEX) vengono posati nei canali precedentemente preparati. Si utilizzano raccordi a pressare affidabili, che garantiscono la tenuta delle giunzioni. Tutti i tubi devono essere obbligatoriamente isolati dal contatto con il legno, e viene inoltre garantito l’isolamento termico e acustico mediante polietilene espanso o gomma. I tubi vengono fissati alla struttura tramite fascette con inserti antivibranti, lasciando la possibilità di dilatazione termica. Per gli attraversamenti attraverso i compartimenti tagliafuoco vengono installati collari tagliafuoco secondo i requisiti della EN 13501-2.

5. Collaudo del sistema sotto pressione:
Al termine del montaggio e prima della chiusura delle strutture viene effettuato un collaudo idraulico obbligatorio del sistema. Secondo il DBN V.2.5-64:2012, la pressione interna del sistema deve essere aumentata di 1,5 volte rispetto a quella di esercizio, ma non inferiore a 1 MPa, e mantenuta per 30 minuti. L’assenza di calo di pressione e di perdite visibili conferma la tenuta del sistema. Questa fase è critica, poiché eventuali difetti devono essere eliminati prima della finitura finale.

6. Riempimento dei canali e finitura finale:
Dopo il collaudo positivo, i canali con i tubi vengono riempiti con materiali adeguati (ad esempio, riempimenti secchi, malte di gesso o speciali sigillanti elastici compatibili con il legno), che non creano un fissaggio rigido e consentono ai tubi di muoversi. Successivamente viene eseguita la finitura interna finale di pareti e solai. Per garantire un facile accesso ai collettori e alle valvole di intercettazione vengono installate botole di ispezione.

La durabilità e la manutenzione minima sono i vantaggi chiave dell’installazione nascosta dell’impianto idraulico nell’XLAM, a condizione di una corretta progettazione ed esecuzione. Tuttavia, anche il sistema di migliore qualità richiede un controllo periodico e, se necessario, riparazioni. I materiali e le tecnologie moderne consentono di raggiungere una durata di esercizio dei sistemi idraulici fino a 50 anni e oltre.

Materiali e la loro durata di esercizio:

• Tubi PEX-AL-PEX: Questi tubi hanno una durata di esercizio superiore a 50 anni grazie alla resistenza alla corrosione, ai depositi e alle alte temperature. Lo strato di alluminio protegge inoltre il polimero dai raggi ultravioletti e dall’ossigeno, prolungandone l’esercizio.
• Tubi PEX: Dimostrano anch’essi un’elevata durabilità, fino a 50 anni, con un montaggio corretto e la protezione dai raggi solari diretti.
• Raccordi a pressare: Realizzati in ottone o bronzo, queste giunzioni sono progettate per una durata di esercizio identica a quella dei tubi, poiché creano una giunzione permanente a tenuta stagna.

Manutenzione e monitoraggio:
Sebbene l’installazione nascosta limiti l’accesso diretto, i sistemi moderni consentono di monitorare lo stato dell’impianto idraulico. L’installazione di sensori di pressione e di portata dell’acqua permette di rilevare tempestivamente anomalie che possono indicare perdite o danni. I sistemi automatici di controllo delle perdite d’acqua, che interrompono l’erogazione dell’acqua in caso di rilevamento di una perdita, sono una soluzione efficace per prevenire danni significativi.

Le botole di ispezione e gli sportelli nascosti devono garantire l’accesso agli elementi chiave del sistema: collettori, filtri, valvole di intercettazione, contatori. Ciò consente di effettuare controlli periodici, la sostituzione dei filtri e, se necessario, riparazioni senza smontare ampie sezioni della finitura. In Germania, secondo la DIN 1988-200, si raccomanda di posizionare tutte le giunzioni e i nodi che richiedono manutenzione in luoghi facilmente accessibili.

Prevenzione:
Un controllo regolare della qualità dell’acqua (specialmente in caso di fonte di approvvigionamento propria) può aiutare a prevenire la formazione di depositi nei tubi. Per i sistemi di acqua calda sanitaria è importante mantenere il regime termico raccomandato (55-60°C) per prevenire lo sviluppo della legionella, ma senza consentire un surriscaldamento eccessivo, che può accelerare il degrado dei tubi polimerici. Garantire un adeguato impianto tecnologico, che preveda facilità di manutenzione, è estremamente importante.

A condizione del rispetto di tutte le norme di progettazione e montaggio, l’impianto idraulico nascosto in una casa XLAM diventerà un elemento affidabile e discreto dell’infrastruttura, che non richiederà interventi significativi per decenni.