La manutenzione degli impianti di climatizzazione e idrosanitari

Per garantire elevati livelli prestazionali in termini di benessere, salubrità, efficienza e sicurezza è fondamentale effettuare accurate scelte progettuali e implementare un corretto piano di manutenzione.

La manutenzione si può definire come l’insieme delle azioni tecniche e amministrative atte ad assicurare il mantenimento nel tempo di funzionalità, efficienza e valore economico di un bene, limitandone quindi il deterioramento entro limiti accettabili per tutta la sua vita utile.

Ciò significa implementare la modalità più idonea di controlli e procedure considerando sia le prescrizioni legislative e norma­tive sia le raccomandazioni del costruttore della singola appa­recchiatura.

Purtroppo, in occasione di sopralluoghi effettuati a seguito di malfunzionamenti o guasti, è esperienza comune riscontrare im­pianti HVAC e idrosanitari che sono rimasti in funzione per mesi, o addirittura per anni, senza essere sotto­posti ad alcuna operazione di manu­tenzione. Ciò non solo mette a rischio la continuità di servizio a causa di guasti ma provoca anche ine­vitabilmente un impatto negativo su condizioni di comfort, con­sumi energetici e qualità dell’ambiente interno (IEQ).

Inoltre, un aspetto fondamentale da non trascurare è la sicurezza di impie­go in presenza sia di caldaie alimentate a gas metano sia di pom­pe di calore funzionanti con refrigeranti leggermente infiamma­bili come l’R32, oppure infiammabili come il propano (figura 1).

In linea generale i compiti dello studio e dell’organizzazione di una corretta manutenzione consistono nel fissare gli obiettivi per ciascun componente e sistema impiantistico, individuando la strategia ottimale e il costo complessivo da sostenere, sce­gliendo la forma di contratto più idonea e operando in modo da ottenere le migliori prestazioni possibili con un accettabile im­piego di risorse umane e materiali.

Il piano di manutenzione

Per l’organizzazione delle attività di manutenzione si deve fare riferimento a documenti programmatici nei quali vengono ripor­tati e catalogati tutti gli atti tecnici e amministrativi necessari. I diversi documenti vengono raccolti in un unico elaborato defi­nito come piano di manutenzione, che racchiude l’insieme delle procedure aventi lo scopo di controllare e stabilire un rapporto soddisfacente tra lo stato di funzionamento di un sistema im­piantistico, o dei suoi componenti, e lo standard qualitativo as­sunto come riferimento.

Questo elaborato deve essere incluso nel progetto esecutivo del­le opere (come peraltro previsto dal Codice dei contratti pubblici) e definisce il complesso delle attività di manu­tenzione delle quali si devono identificare la frequenza, gli indici di costo orientativi e le strategie di attuazione nel medio e lungo periodo. Il piano di manutenzione è costi­tuito generalmente dai manuali di uso e manutenzione e dal programma di manutenzione.

I manuali di uso e manutenzione sono essenziali per mantenere e gestire correttamente il siste­ma impiantistico, raggiungere i livelli di funzionamento previsti a progetto, far operare il sistema nelle corrette condizioni di lavoro e intervenire in modo adeguato nelle operazioni di manutenzio­ne. A questo scopo essi devono contenere tutte le informazioni tecniche necessarie su ogni singolo componente installato e de­vono definire le procedure di raccolta e di registrazione dei dati nonché le azioni necessarie per impostare il piano e per orga­nizzare il servizio in modo efficiente, sia sul piano tecnico sia su quello economico.

Il manuale d’uso è un documento prevalente­mente predisposto per l’utilizzatore dell’impianto. In esso vengo­no riportate la descrizione e l’ubicazione delle apparecchiature e le informazioni relative alle modalità di impiego e di gestione in modo da garantirne il corretto funzionamento ed evitare l’in­sorgere di guasti o di un deterioramento precoce. Le informa­zioni si riferiscono alle operazioni ordinarie che non richiedono conoscenze specialistiche da parte dell’utente come, ad esem­pio, le modalità di accensione e spegnimento di un impianto o la regolazione di un termostato ambiente.

Nel manuale devono essere riportate anche le indicazioni necessarie per individuare tempestivamente eventuali fenomeni di malfunzionamento in modo da intraprendere alcune semplici operazioni di limitazione del danno e richiedere tempestivamente i necessari interventi specialistici.

Il manuale di manutenzione fornisce invece le indicazioni neces­sarie per la corretta manutenzione ordinaria e per gli eventuali interventi di manutenzione straordinaria, oltre ai riferimenti per il ricorso ai centri di assistenza autorizzati o di servizio. In allega­to al documento devono essere riportati sia tutti i manuali e le istruzioni fornite dai costruttori a corredo dei componenti, sia le certificazioni e le istruzioni fornite dall’installatore dell’impianto.

Nel manuale di manutenzione vengono riportate una serie di informazioni basilari quali l’ubicazione delle apparecchiature di normale utilizzo, la rappresentazione grafica degli impianti e gli schemi funzionali, la descrizione delle risorse occorrenti alla ma­nutenzione e delle attrezzature speciali, il livello delle prestazioni di componenti e apparecchiature, i verbali dei controlli di routine con i valori rilevati da confrontare con i set point di progetto degli impianti (temperature, pressioni, portate).

Inoltre, sono descritte le anomalie riscontrabili nel normale impiego e le relative azio­ni da intraprendere in caso di guasto o disservizio, le operazioni di conduzione o manutenzione eseguibili dall’utente e quelle a cura del personale specializzato.

Il programma di manutenzione è il complesso di attività, cronologicamente definite, finalizzate all’esecuzione degli interventi previsti in relazione ai singoli com­ponenti degli impianti. Esso definisce le risorse (manodopera, materiali e mezzi), le modalità tecnico-organizzative, la logistica e la stima del costo per l’esecuzione degli interventi.

Una fase fondamentale per la stesura di un corretto programma di manutenzione è quella relativa alla individuazione e quantifi­cazione delle apparecchiature oggetto di manutenzione e alla definizione delle operazioni da eseguire, con le relative scaden­ze temporali, mediante la compilazione delle schede tecniche di manutenzione programmata.

La tabella 1 mostra la scheda relativa ai diversi componenti di un’unità di trattamento aria. La frequenza indicata è da ritenersi di puro riferimento e sempre soggetta a modifica in funzione di quanto riportato sul manuale di manutenzione specifico del costruttore.

Per la valorizzazione economica il piano deve anche definire la vita utile residua di ogni componente, prevista in modo proba­bilistico in funzione di età, qualità e condizioni d’uso, anche in relazione al ciclo di vita utile inizialmente previsto, unitamente ai costi di riparazione o di sostituzione necessari a ripristinare la funzionalità e ai costi associati all’indisponibilità e/o al disservizio causato dal mancato funzionamento o dall’inadeguata erogazio­ne dei servizi ad essi collegati.

L’elaborazione del piano deve consentire il raggiungimento di una serie di obiettivi che possono essere classificati come tecni­co-funzionali, economici e giuridico-normativi (tabella 2).

Tipologie di manutenzione

La manutenzione si definisce in primo luogo come ordinaria e straordinaria.

La manutenzione ordinaria si attua in loco con strumenti e at­trezzi di uso corrente e si limita a interventi di lieve entità che necessitano unicamente di attrezzature di normale utilizzo con l’impegno di materiali di consumo di uso corrente o la sostituzio­ne di parti di modesto valore espressamente previste (cinghie, premistoppa, guarnizioni, fusibili, ecc.).

La manutenzione stra­ordinaria si riferisce invece a interventi che non possono essere eseguiti in loco o che, pur essendo eseguiti in loco, richiedono mezzi di particolare importanza (scavi, ponteggi, mezzi di sol­levamento) oppure attrezzature e strumentazioni particolari che necessitano di predisposizioni specifiche. Essa comporta riparazioni, oppure la revisione o la sostituzione di apparecchi e materiali per i quali non siano possibili, o convenienti, le ripa­razioni.

Le operazioni di manutenzione ordinaria si possono a loro volta suddividere in correttiva, preventiva e migliorativa. La manutenzione correttiva viene svolta quando si manifesta un malfunzionamento o un guasto oppure quando le statistiche di guasto rivelano che uno specifico componente dell’impianto va fuori servizio troppo frequentemente. L’intervento conseguente serve a riportare l’impianto nello stato in cui possa proseguire a fornire il servizio richiesto. Per gestire questo tipo di manutenzione è determinante che vengano defi­niti a livello contrattuale aspetti quali, ad esempio, le modalità per la reperibilità del personale delegato a eseguire l’interven­to di riparazione e il tempo massimo entro il quale il manuten­tore deve interviene a seguito della segnalazione del guasto.

La manutenzione preventiva consiste invece nelle attività di revisione pe­riodica che portano alla sostituzio­ne di componenti che non si sono ancora guastati ma che si presume abbiano esaurito il loro ciclo di vita utile, e quindi sono rivolte a preve­nire le eventuali avarie per garantire la continuità del normale funziona­mento dell’impianto e il manteni­mento di un elevato livello del servizio reso.

Se si escludono dalla manutenzione preventiva le revisioni periodiche vere e proprie, le attività che la caratterizzano sono le ispezioni e i servizi. L’atti­vità di ispezione raccoglie informazioni sulle possibili avarie e sul deterioramento dei componenti, controllandone la condizione dei componenti o il funzionamento. L’attività di servizio consiste invece in tutte quelle operazioni finalizzate a ridurre il deteriora­mento del componente e a prolungarne la vita, ad esempio la pulizia e la lubrificazione.

Infine, con manutenzione migliorativa viene definito l’insieme delle azioni che portano a un miglioramento delle prestazioni dell’impianto.

I disegni “as built”

Per potere svolgere in modo efficiente un corretto servizio di ma­nutenzione è essenziale che siano disponibili i disegni aggiornati “as built” degli impianti su supporto cartaceo e informatico (figu­ra 2). I disegni devono contenere la posizione esatta di ogni ap­parecchiatura, le dimensioni, le tipologie e percorsi di tubazioni e canali, con le quote di installazione, la posizione di tutte le ap­parecchiature di regolazione e di sicurezza e gli schemi elettrici completi dei quadri di comando, di alimentazione e dei sistemi di regolazione automatica.

È fondamentale prevedere l’identificabilità di ogni componen­te. A tale scopo tutte le apparecchiature soggette a interventi di manutenzione devono essere etichettate con targhette uti­lizzando dei codici alfanumerici univoci, congruenti con quelli utilizzati nei dise­gni di progetto e nelle schede dei componenti del programma e del ma­nuale di manutenzione dell’impianto.

Inoltre, devono essere disponibili le schede tec­niche delle singole apparecchiature con indicazione della tipo­logia degli interventi manutentivi riguardanti ogni componente e la relativa frequenza, l’elenco dei materiali di uso e consumo ordinario dei vari componenti (filtri aria, cinghie di trasmissione, guarnizioni, olii lubrificanti, ecc.) e un elenco per le attrezzature speciali da utilizzare per particolari interventi manutentivi.

Progettare per la manutenzione

In fase di progettazione è fondamentale effettuare scelte che ga­rantiscano spazi adeguati per l’installazione delle apparecchia­ture e la possibilità di accedere correttamente al fine di operare su queste le azioni di manutenzione ordinaria e straordinaria.

Per la manutenzione dei fan coil di tipo canalizzato installati nei controsoffitti, ad esempio, è necessario prevedere un accesso agevole ai filtri prevedendo opportune botole di ispezione, se ne­cessario. Lo stesso vale per le unità di ventilazione a recupero di calore. Per i sistemi VRF è invece fondamentale poter eseguire la ricerca di eventuali fughe dalle tubazioni frigorifere.

Nei locali tecnici destinati a pompe di calore e unità di tratta­mento aria deve essere lasciato un adeguato spazio di rispetto, o comunque una distanza minima da pareti o da altri macchinari corrispondente a quanto indicato nel manuale di installazione fornito dalla casa costruttrice (figura 3).

Ad esempio, per le pom­pe di calore dotate di evaporatore a fascio tubiero è necessario prevedere uno spazio utile per l’estrazione del fascio dalla testa dello scambiatore. Inoltre, i locali tecnici devono essere sempre dotati di pozzetti per lo scarico dell’acqua, di un adeguato siste­ma di illuminazione e di aperture per la ventilazione naturale in modo da consentire la fuoriuscita di eventuali fughe di gas re­frigerante.

Nel caso di unità ad aria installate all’esterno vicino a giardini o aree alberate è opportuno proteggere la batteria condensante con una rete con maglie non troppo fitte, atta a trattenere foglie o polline che potrebbero ostruire in tempi brevi il pacco alettato.

Un’operazione di manutenzione straordinaria, purtroppo molto frequente, riguarda la sostituzione dei compres­sori che possono presentare pesi rilevanti e per i quali è quindi necessario prevedere percorsi e mezzi idonei per la movimenta­zione.

In fase di progettazione devono essere anche valutate le soluzioni in grado di ridurre al minimo gli oneri di manutenzione, ad esempio mediante la scelta di terminali privi di filtri e organi in movimento, come le travi fredde e i soffitti radianti.

L’efficienza energetica

Una corretta manutenzione consente di avere a disposizione un sistema impiantistico efficiente e quindi di garantire un adeguato livello di comfort e di salubrità negli ambienti con ridotti consumi energetici. A tale scopo è fondamentale conoscere e tenere sot­to controllo l’intero sistema impiantistico in modo tale da indivi­duare tutte le opportunità di ottimizzazione.

Nel caso di edifici di media e grande dimensioni una strategia di gestione energetica dovrebbe essere condotta in stretta collaborazione tra il respon­sabile della manutenzione e l’Energy manager sulla base di azio­ni di monitoraggio continuo dei consumi energetici con report periodici sui dati reali, di programmi di formazione degli utenti al risparmio energetico e di diagnosi energetiche del sistema edifi­cio-impianti con relative misure di miglioramento dell’efficienza energetica degli impianti.

La indoor air quality

Per garantire condizioni igienico-sanitarie ottimali degli impianti HVAC durante l’esercizio risulta fondamentale eseguire interven­ti e ispezioni periodiche la cui frequenza deve essere definita in base all’esperienza e al piano per la valutazione e la gestione del rischio. Sulla base delle evidenze emerse duranti i sopralluoghi, qualsiasi fattore che potrebbe comportare un pericolo imme­diato per la salute umana, dovuto alla contaminazione batterica dell’aria respirata, deve essere eliminato mediante opportuni in­terventi.

Normative e linee guida indicano nel dettaglio le pro­cedure che devono essere eseguite sui componenti considerati più critici dal punto di vista igienico, quali UTA, canalizzazioni, terminali ambienti e diffusori.

Per la corretta manutenzione delle UTA è necessario, in primo luogo, effettuare periodicamente una verifica dello stato di pulizia generale e una sanificazione della superficie interna e dei vari componenti, mentre procedure spe­cifiche sono richieste per filtri, batterie e sistemi di umidificazio­ne. L’ispezione e la pulizia dei filtri piani a bassa efficienza vanno effettuate con cadenza che deve essere determinata in base alla concentrazione di polveri nell’aria esterna e che può quindi es­sere addirittura bisettimanale nei centri urbani molto inquinati. Al termine del ciclo di vita utile, generalmente non maggiore di un anno, è necessario procedere alla loro sostituzione (figura 4).

I filtri a tasche non possono invece essere sottoposti a pulizia e quindi devono essere sostituiti quando la perdita di carico rag­giunge il valore massimo ammissibile. È sempre consigliabile prevedere il controllo in continuo da remoto dell’efficienza del sistema di filtrazione mediante la lettura della pressione diffe­renziale con riporto al sistema BMS.

Per le batterie di scambio termico è necessario prevedere il lavaggio e la pulizia del pacco alettato e la verifica del corretto deflusso della condensa dalla bacinella posta al di sotto della batteria di raffreddamento. I si­stemi di umidificazione ad acqua di tipo adiabatico richiedono un attento programma di ispezione e manutenzione al fine di prevenire la proliferazione del batterio della Legionella (figura 5).

Questo rischio deve essere attentamente considerato in quanto il flusso d’aria mosso dalla UTA può veicolare le gocce contami­nate all’interno dell’ambiente occupato. Oltre a pulire e, se ne­cessario, disinfettare tutte le parti a contatto con acqua, bisogna effettuare controlli periodici della carica batterica nell’acqua uti­lizzata e, in base al valore rilevato, procedere con la pulizia del sistema e la sostituzione dell’acqua oppure con un intervento di sanificazione.

Inoltre, risulta necessario eseguire controlli perio­dici e pulizia dei vari componenti (vasca di raccolta dell’acqua, pacco di scambio, separatori di gocce, ugelli nebulizzatori), che vanno asciugati a ogni fermata dell’impianto.

Per gli umidificato­ri a vapore, sia autonomi che centralizzati, è invece sufficiente verificare che non vi sia formazione di condensa nella UTA e nei canali di mandata a causa di una non corretta diffusione del va­pore, con conseguenti ristagni che possono essere sede di for­mazione batterica.

Per i canali di distribuzione dell’aria è necessario effettuare pe­riodiche videoispezioni per rilevare le condizioni igieniche al loro interno, ed eventualmente misure microbiologiche della polvere in essi contenuta e interventi di pulizia meccanica e di sanificazione con specifici disinfettanti.

Particolare attenzione deve essere prestata allo stato di pulizia dei condotti flessibili di col­legamento a diffusori e fan coil, dato che sono particolarmente soggetti a diventare sede di accumulo di sporcizia e non posso­no essere puliti con mezzi meccanici. Per i fan coil è necessa­rio prevedere sia la periodica pulizia e sostituzione dei filtri sia il controllo dello stato della batteria di scambio e, soprattutto, della vaschetta di raccolta della condensa onde evitare la formazio­ne di ristagni d’acqua.

Per le travi fredde induttive risulta invece sufficiente verificare lo stato della batteria ed effettuarne, se ne­cessario, la pulizia.

Anche i diffusori di mandata e di ripresa devono essere sottoposti a una frequente e accurata pulizia in quanto su di essi si possono depositare il pulviscolo e i contaminanti presenti nell’ambiente.

La prevenzione della legionellosi

Un aspetto fondamentale relativo alla salubrità e alla sicurezza è quello legato alla prevenzione della legionellosi. Sotto questo aspetto le procedure da seguire nella conduzione e manuten­zione degli impianti sono indicate nelle Linee Guida del 2015 e negli specifici documenti pubblicati dell’ASHRAE, ovvero le Gui­deline 12 e lo Standard 188, che vengono aggiornati ogni 4 anni considerando l’evoluzione della tecnica e delle conoscenze. Tali procedure devono essere parte integrante sia del piano di manu­tenzione sia del protocollo di controllo del rischio.

Per quanto riguarda gli impianti di climatizzazione valgono le raccomandazioni illustrate ai fini di garantire la IAQ, mentre per gli impianti idrosanitari devono essere implementate procedure specifiche che riguardano non solo i circuiti dell’acqua calda ma anche quelli dell’acqua fredda.

I componenti dell’impianto che richiedono la manutenzione più accurata e frequente sono il sistema di trattamento dell’acqua, i serbatoi di accumulo dell’acqua calda e dell’acqua fredda, le valvole miscelatrici termostatiche, i soffioni delle docce e i rom­pigetto dei rubinetti.

In base a quanto previsto dal Protocollo del rischio devono essere effettuati campionamenti periodici dell’acqua calda e fredda e, qualora si riscontri un incremento della concentrazione di Legionella al di sopra dei valori previsti dalle Linee Guida 2015, bisogna eseguire idonei trattamenti di disinfezione. Per eseguire il campionamento deve essere previ­sto nel progetto un adeguato numero di punti di prelievo dotati di valvole (figura 6).

Il ruolo del sistema di supervisione

Un’efficace manutenzione degli impianti HVAC trova un alleato indispensabile nel sistema di supervisione che consente di verifi­care a distanza i parametri fondamentali relativi al funzionamen­to e alle prestazioni degli impianti.

Mediante i sensori presenti sul campo è infatti possibile regi­strare i valori dei parametri ambientali (temperatura, umidità relativa, portate d’aria immessa ed estratta, qualità dell’aria indoor) e delle grandezze relative al funzionamento delle appa­recchiature (temperatura e portata dei fluidi, perdite di carico, consumi energetici, assorbimenti elettrici) in modo da verificare la rispondenza ai dati di progetto.

È da notare che anche la stru­mentazione dedicata al rilevamento e alla raccolta dei dati deve essere sottoposta a regolare manutenzione in termini di taratu­ra e calibratura, al fine di ottenere risultati precisi e congruenti.

L’impiego di un sistema di automazione è molto utile anche per la gestione ottimale degli impianti idrosanitari allo scopo di pre­venire la formazione della Legionella. Il sistema consente infatti di monitorare e regolare la temperatura e la portata nei circuiti mediante sensori, valvole di bilanciamento e stazioni per il flus­saggio automatico dei circuiti. In questo modo è possibile ridurre al minimo la frequenza dei cicli di disinfezione chimica e termica che presentano effetti collaterali negativi sulle condizioni e sulla vita utile delle tubazioni. Il sistema può essere previsto sia per impianti nuovi sia a integrazione di impianti esistenti (figura 7).

Il controllo dei gas refrigeranti

Il regolamento F-Gas, entrato in vigore nel marzo 2024, prevede l’obbligo di eseguire controlli periodici in modo da garantire tem­pestivamente la segnalazione di eventuali perdite di gas refrige­rante dai circuiti frigoriferi. La frequenza dei controlli, indicata nella tabella 3, dipende dal tipo di gas contenuto nelle apparec­chiature (HFC, miscele HFC/HFO, HFO), dalla quantità della ca­rica calcolata in tonnellate di CO₂ equivalente, e dalla presenza o meno di un sistema di rilevamento delle perdite.

Il regolamento prevede anche l’obbligo di attestato delle persone fisiche che svolgono le attività di assistenza, riparazione e manu­tenzione, controllo delle perdite e recupero dai circuiti frigoriferi. Gli attestati devono essere posseduti da persone fisiche e impre­se che svolgono interventi su apparecchiature che contengono non solo F-Gas ma anche sostanze alternative come i refrigeranti naturali.