Riscaldamento e Raffrescamento con sistemi radianti

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1 Riscaldamento e Raffrescamento con sistemi radianti Prof. Filippo de Rossi 1/62

2 Un sistema di riscaldamento a pannelli radianti riscalda l'ambiente mediante una serpentina installata sotto le strutture, all'interno della quale viene fatta circolare acqua a temperatura ridotta (da 32 C a 40 C). Il principio di funzionamento dell'impianto è basato sullo scambio termico per irraggiamento. I pannelli radianti, grazie alla superficie estesa, riducono la quantità di calore ceduto dal corpo umano all'ambiente per irraggiamento, assicurando sensazione di benessere con temperature dell'ambiente inferiori rispetto ai sistemi tradizionali. fonte: eurotherm Prof. Filippo de Rossi 2/62

3 In questa presentazione, saranno analizzati solo i sistemi radianti a bassa temperatura, cioè caratterizzati da fluido termo-vettore con livelli termici < 40 C. Pertanto, non si farà riferimento ad impianti a RADIATORI e PIASTRE RADIANTI. In particolare, vedremo: 1. Pannelli radianti a pavimento; 2. Pannelli radianti a parete; 3. Tubi radianti a muro 4. Impianti di riscaldamento a battiscopa; 5. Pannelli radianti a soffitto e travi fredde; Prof. Filippo de Rossi 3/62

4 Il benessere termoigrometrico in ambiente dipende da: 1. Metabolismo energetico dell uomo (W/m 2 o met); 2. Resistenza termica dell abbigliamento in (m 2 K/W); 3. T amb = la temperatura (di bulbo asciutto) dell aria umida in ambiente ( C); 4. UR amb = l umidità relativa o dell aria umida in ambiente (%); 5. w a = velocità media dell aria in ambiente (m/s); 6. T rad = temperatura media radiante dell ambiente ( C). fonte: ASHRAE Fissando i parametri soggettivi e la velocità dell aria, possono essere individuate le regioni di comfort. Prof. Filippo de Rossi 4/62

5 Pertanto, il comfort termico non dipende solo dalla temperatura dell aria, bensì anche dalle temperature superficiali ( medie radianti) delle superfici interne. Si definisce, a tal proposito, la temperatura operativa (T operativa ) intesa come la temperatura uniforme della superficie di una immaginaria cavità nera che scambierebbe con l uomo la stessa potenza termica che l uomo scambia per convezione e irraggiamento con l ambiente reale. Per T amb e T rad che differiscono di qualche grado, la temperatura operativa è ben stimata dalla media aritmetica delle temperature di bulbo asciutto dell aria e media radiante delle superfici. fonte: eurotherm Prof. Filippo de Rossi 5/62

6 Esempi di determinazione della temperatura operativa Prof. Filippo de Rossi 6/62

7 Prof. Filippo de Rossi fonte: caleffi 7/62

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9 Vantaggi comuni a tutte le tipologie: 1. il benessere termico, 2. la migliore qualità dell'aria, 3. le condizioni igieniche, 4. l'impatto ambientale, 5. il calore utilizzabile a bassa temperatura, 6. il risparmio energetico. Ragioni: Cedono calore soprattutto per irraggiamento, evitando così il formarsi di correnti convettive d'aria calda a soffitto e fredda a pavimento. Non circola polvere e non vi è combustione di pulviscolo atmosferico. Riducono la formazione di zone umide a pavimento, ostacolando il proliferare di fauna batterica. Non pongono vincoli di natura estetica (no limitazioni all arredo) e non sporcano le pareti di nerofumo. Grazie all ampia superficie di scambio termico, lavorano a bassa T (pompe di calore, caldaie a condensazione, pannelli solari, sistemi di recupero del calore, teleriscaldamento). Una più alta T radiante implica una più bassa T aria, quindi minor gradiente termico tra pavimento e soffitto. Prof. Filippo de Rossi 9/62

10 Svantaggi comuni a tutte le tipologie: 1. maggior costo (circa % in più rispetto ad impianti tradizionali a radiatori); 2. inerzia termica medio-alta, problematica laddove è richiesto un effetto di riscaldamento immediato. Come già detto, i pannelli radianti, scambiando per irraggiamento, determinano un incremento della temperatura media delle superfici che racchiudono il volume riscaldato. fonte: System Service Srl RISVOLTI PRATICI: con una temperatura media radiante di 25 C, la temperatura dell aria può essere portata a 18 C, per avere T OPERATIVA = 20 C. Una temperatura dell aria inferiore, grazie ad una temperatura media radiante maggiore, consente risparmi energetici. Ancora, è evidente che se l aria all interno dell ambiente deve essere mantenuta ad un valore più basso, saranno anche minori le dispersioni termiche da BILANCIARE. Prof. Filippo de Rossi 10/62

11 Rese termiche tipiche, a metro quadro di sistema radiante, per soluzioni a pavimento, parete e soffitto (1/1) 160 Temperatura della superficie: 29 C Temperatura dell aria: 20 C 140 Resa termica [W/m2] W/m 2 70 W/m 2 55 W/m 2 fonte: Valsir (Temperatura della superficie) - (Temperatura dell'aria) Prof. Filippo de Rossi 11/62

12 1. Pannelli radianti a pavimento Prof. Filippo de Rossi 12/62

13 Gli impianti a pannelli radianti in passato erano caratterizzati da un'elevata inerzia termica in quanto, non isolati, riscaldavano l intera massa termica del solaio. Lo strato isolante posto al di sotto, oggi, riduce l inerzia termica dei pannelli a pavimento. In ogni caso, essendo le tubazioni annegate sottopavimento all interno di un massetto di calcestruzzo, il sistema richiede accensione anticipata di alcune ore. In ambienti riscaldati con continuità, l accumulo di energia termica all interno delle strutture risulta benefico, perché consente l utilizzo dell inerzia come buffer. In altri termini, il massetto caldo smorza le differenze di temperatura avvertite nel passaggio impianto acceso impianto spento. In ambienti riscaldati solo per brevi periodi (ad esempio case di fine settimana ) l'inerzia termica degli impianti a pannelli può comportare problematici sfasamenti tra i tempi di avviamento e quelli di effettivo funzionamento. Prof. Filippo de Rossi 13/62

14 Layout di un impianto a pannelli radianti Prof. Filippo de Rossi 14/62

15 Layout di un impianto a pannelli radianti Prof. Filippo de Rossi 15/62

16 Sottocomponenti: il tubo (1/3) Lo sviluppo di tale tecnica di riscaldamento consente oggi di scegliere tra diversi materiali di composizione plastica per la realizzazione delle serpentine. Rispetto ai tubi tutto plastici, le serpentine in polietilene reticolato, con anima in alluminio, offrono una maggiore conduttività e resa termica, dovute allo strato metallico, e una maggiore flessibilità che ne aumenta la capacità di resistenza alle sollecitazioni flessionali. Prof. Filippo de Rossi 16/62

17 Sottocomponenti: il tubo (2/3) La maggiore conduttività dei tubi in polietilene reticolato consente di avere una minore differenza di temperatura tra acqua di mandata e diametro esterno del tubo. I tubi sono solitamente caratterizzati da spessore pari a 2 mm, cosicché una serpentina di diametro esterno di 18 mm avrà un diametro interno di 14 mm. Le norme tecniche (UNI EN ) prescrivono che il tubo sia dotato di barriera all ossigeno, usualmente realizzata in lamina di alluminio. Tale strato impedisce lo scambio d ossigeno, con l ambiente esterno. All interno dell impianto, l ossigeno comporterebbe formazione di fanghi con conseguente corrosione di alcune parti del sistema. Prof. Filippo de Rossi 17/62

18 Sottocomponenti: il tubo (3/3) fonte: bampi a) tubo interno in PE-X polietilene reticolato b) strato adesivo intermedio che assicura l unione omogenea tra polietilene e alluminio c) tubo di alluminio saldato per tutta la lunghezza (barriera all ossigeno) d) strato adesivo intermedio che assicura l unione omogenea tra polietilene e alluminio d) tubo esterno in PE-X polietilene reticolato Prof. Filippo de Rossi 18/62

19 Sottocomponenti: lo strato isolante sottoposto alle serpentine L isolamento termico posto sotto i pannelli: a) riduce la cessione di energia termica verso gli ambienti sottostanti. b) limita la massa termica riscaldata dall impianto, riducendo l inerzia termica. Prof. Filippo de Rossi 19/62

20 Sottocomponenti: lo strato isolante sottoposto alle serpentine I materiali isolanti più utilizzati sono il polistirene ed il poliuretano. Gli isolanti possono presentarsi in forma di superfici piane oppure sagomate in modo tale da consentire una agevola posa in opera delle serpentine. Dal punto di vista prestazionale, i sistemi sono equivalenti. L isolante piano riduce i costi dell impianto, quello preformato invece contiene costi di manodopera e tempi di esecuzione. Nel caso di adozione di isolante piano, è necessario ancorare le serpentine all isolante mediante reti elettrosaldate o appositi profilati metallici con clips di giunzione e supporti di fissaggio. Prof. Filippo de Rossi 20/62

21 Sottocomponenti: il massetto al di sopra delle serpentine Sopra l isolante sono deposte le serpentine e, dopo un opportuno ancoraggio di queste, viene gettato il massetto di calcestruzzo. Poiché il massetto, in fase fluida e prima della solidificazione, bagnerebbe l isolamento, risulta opportuno realizzare uno strato impermeabile sopra l isolante mediante fogli di polietilene (0.15 mm). fonte: eurotherm Prof. Filippo de Rossi 21/62

22 Sottocomponenti: il massetto al di sopra delle serpentine Il massetto, in calcestruzzo alleggerito, deve essere realizzato mediante impasto fluido, al fine di evitare la formazione di sacche d'aria che possono ostacolare la trasmissione del calore (l aria in quiete farebbe da isolamento termico). La fluidità del getto può essere incrementata mediante additivi. I componenti e le proporzioni dell'impasto dipendono dalla classe di resistenza a compressione che si intende ottenere. Lo spessore del massetto varia nell intervallo 20 mm (massetti di rasatura, al di sopra dei quali realizzare ulteriore massetto di livellamento per la posa in opera del pavimento) 50 mm (massetti già idonei alla posa del pavimento). fonte: rossatogroup fonte: geberit Prof. Filippo de Rossi 22/62

23 Sottocomponenti: il massetto al di sopra delle serpentine Prima che il massetto venga gettato, è necessario che sia collocata, perimetralmente, una fascia di materiale elastico per la compensazione delle dilatazioni termiche. La norma UNI EN stabilisce che tale fascia di compensazione deve essere collocata anche come separazione tra massetto e altri componenti edilizi che penetrano nello strato di supporto (tramezzi, divisori). fonte: eurotherm fonte: eurotherm Prof. Filippo de Rossi 23/62

24 Sottocomponenti: il massetto al di sopra delle serpentine Teoricamente, è possibile adoperare i sistemi radianti anche al di sotto del parquet. fonte: System Service Srl In ogni caso, sono opportuni i seguenti accorgimenti: 1. il pavimento in legno deve essere composto da elementi di dimensioni ridotte e da specie legnose stabili, come il teak. Ciò serve a limitare l'ampiezza delle fessurazioni che nel tempo potrebbero formarsi tra i singoli elementi della pavimentazione in legno. 2. per l'incollaggio, è necessario impiegare prodotti appositamente studiati per la posa su massetti riscaldanti. Gli adesivi devono mantenere nel tempo una sufficiente plasticità, in modo da consentire i movimenti del parquet (accentuati). 3. è comunque importante, prima dell installazione, che il fornitore del pavimento fornisca le opportune garanzie di indeformabilità per temperature della faccia inferiore e del collante anche di C. Prof. Filippo de Rossi 24/62

25 Sottocomponenti: il massetto al di sopra delle serpentine a b c d 1. pannelli sagomati dotati di particolari funghetti esagonali, posti ad interasse costante di 5 centimetri. 2. pannelli lisci facili da tagliare e sagomare con l'utilizzo di un normalissimo cutteril. 3. barre presagomate in materiale sintetico (interasse minimo = 5 cm). 4. clips di fissaggio (da usare per fissare le serpentine su isolamento liscio). fonte: bampi Prof. Filippo de Rossi 25/62

26 Sottocomponenti: il collettore I collettori: ricevono e mandano l acqua dal/al generatore di calore (caldaia tradizionale, pompa di calore, caldaia a condensazione). mandano e ricevono l acqua ad/da ogni singolo circuito di serpentine. fonte: caleffi Sono normalmente realizzati in ottone con condotti di mandata e ritorno fra loro indipendenti. Usualmente presentano: valvole di intercettazione generale, valvole di intercettazione dei pannelli, valvole per la regolazione dei pannelli, valvole automatiche di sfiato, rubinetti di scarico. Prof. Filippo de Rossi 26/62

27 Posa in opera: serpentina o spirale? La posa a serpentino consente di di avere T diverse tra zona perimetrale e zona centrale della stanza. In questo modo, si può erogare maggiore potenza termica in prossimità delle pareti perimetrali. fonte: System Service Srl La posa mediante alloggiamento concentrico a spirale, invece, determina una maggiore uniformità della temperatura di pavimento nella zona centrale. Tale posa in opera consente, inoltre, di avere un circuito più bilanciato tra mandata e ritorno. fonte: System Service Srl Prof. Filippo de Rossi 27/62

28 Pavimenti radianti: varianti tecnologiche Pedane radianti per riscaldamento localizzato, idonei in ambienti caratterizzati da elevati volumi o su cui è difficile intervenire in altri modi a causa di vincoli architettonici. fonte: eurotherm In questi casi, essendo oneroso riscaldare l intero volume, risulta conveniente provvedere un sistema radiante per governare principalmente lo scambio termico radiativo tra persone ed ambiente. fonte: eurotherm Prof. Filippo de Rossi 28/62

29 Pavimenti radianti: varianti tecnologiche fonte: Ritter Museum Moduli per pavimenti sospesi con serpentine radianti incluse. Pavimento radiante realizzato mediante moduli pre-assemblati in micro-capillari. Il sistema consente di ottenere spessori particolarmente ridotti (10-15 mm inclusivi del micro massetto e collante per pavimentazione). fonte: eurotherm Prof. Filippo de Rossi 29/62

30 Regolazione di zona. Un termostato collocato nell ambiente rappresentativo invia i dati di T ambiente alla centralina dell impianto (in questo caso posta nella cassetta del collettore), che invia impulsi di regolazione alla valvola miscelatrice (mandataritorno). Regolazione ambiente per ambiente. Ogni singolo circuito può essere dotato di attuatore elettrotermico per ogni ambiente, comandabile da termostato o cronotermostato, deputato a variare la portata di acqua veicolata (valvola a 2 vie) o miscelare mandata-ritorno (valvola a 3 vie). Tale regolazione non è comune in ambito residenziale. Regolazione a punto fisso. Regolazione climatica. La centralina, elabora l impulso di regolazione (eseguito dalla valvola miscelatrice), anche in funzione delle condizioni ambientali esterne. In questo tipo di regolazione, la più semplice ma anche la meno efficace, la mandata è sempre caratterizzata dalla medesima temperatura. Pertanto, conseguentemente ad i segnali inviati dal termostato ambiente, l impianto sarà interessato da cicli on-off. Prof. Filippo de Rossi 30/62

31 Solar heating: esempio di schema impiantistico L'energia raccolta dai pannelli solari viene indirizzata verso un boiler d accumulo. All interno del medesimo boiler è prevista serpentina di scambio termico da caldaia di integrazione. Circuiti separati, all interno del boiler, provvedono al riscaldamento dell acqua calda sanitaria e al riscaldamento del fluido per l alimentazione dei pannelli radianti. Prof. Filippo de Rossi 31/62

32 Esempio di dimensionamento impianto radiante PLANIMETRIA B Vano scale a 20 C A 2.35 BAGNO CUCINA SOGGIORNO 2.89 LETTO Altra abitazione a 20 C A' INGRESSO 0.00 m (quota relativa) N O E Altra abitazione a 20 C B' S Abitazione di circa 60 m 2 a Roma: condizioni di progetto T interna = 20 C (D.P.R ) T esterna = 0 C (D.P.R. 1052/77 per Roma) Prof. Filippo de Rossi 32/62

33 Formule per il calcolo del carico termico (calcolo stanza per stanza) Q trasmissione-parete Q = U A T T f ( ) parete parete parete i e espozione Q trasmissione-finestre Q = U A T T f ( ) finestre finestre finestre i e espozione Q trasmissione-tetto Q = U A T T ( ) tetto tetto tetto i e Q trasmissione-ponti-termici Q 15% tot trasmissione Q ventilazione-infiltrazione Q = numero ricambi volume ρ T T ( ) i e Prof. Filippo de Rossi 33/62

34 Esempio di dimensionamento impianto radiante Area Q Q/A Q/V m 2 W W/m 2 W/m 3 Cucina Bagno Soggiorno Letto E Altra abitazione a 20 C B' Prof. Filippo de Rossi 34/62

35 Produttore A Tutti i produttori di pannelli radianti forniscono le RESE TERMICHE dei propri sistemi, in funzione della temperatura media del fluido circolante nelle serpentine e della temperatura desiderata in ambiente. Tali rese termiche sono riportate in forma di grafici o tabelle. T man-rit T pavimento T mandata Produttore B Produttore C Prof. Filippo de Rossi 35/62

36 Optando, ad esempio, per i pannelli radianti venduti dal produttore C (T mandata = 39 C, T ritorno = 32 C, interasse 10 cm), calcoliamo la superficie radiante necessaria: Area Q Q pannello m 2 necessari m 2 W W/m 2 m 2 Cucina Bagno Soggiorno Letto Attenzione a 2 aspetti: 1. Scegliere soluzioni tali da garantire una temperatura max di pavimento non superiore a 29 C (benessere da UNI 7730); 2. Attenzione alle interferenze con altri impianti in cucina e bagni!!! Produttore C Prof. Filippo de Rossi 36/62

37 no interfer. sanitari no interferenze cucina Altra ab Altra abitazione a 20 C Calcolati i metri quadri di pannelli radianti (o metri lineari di serpentina) ambiente per ambiente, si procede alla progettazione dei circuiti. In questo caso, essendo la parete principale finestrata dell appartamento esposta a Nord, si è ritenuto opportuno uno schema a serpentina e non a spirale, in modo da mandare l acqua calda, con riferimento ad ogni circuito, prima nella zona più fredda (prossima alla parete) e poi nel resto dei locali, per poi tornare al collettore e quindi in caldaia. Prof. Filippo de Rossi 37/62

38 Qualora non fosse disponibile sufficiente spazio a pavimento, infittire le serpentine o alzare la T media del fluido potrebbe indurre temperature del pavimento più alte dei 29 C ritenuti limite massimo per non garantire discomfort. In tal caso, converrebbe piuttosto sfruttare anche le pareti!!! Prof. Filippo de Rossi 38/62

39 Usualmente i produttori forniscono i dati relativi alle rese termiche considerando un metro quadro di pavimento radiante. Tali rese termiche sono diagrammate o tabellate in funzione dei seguenti parametri: temperature di mandata e ritorno del fluido termo-vettore; temperatura dell aria da mantenere in ambiente; interasse tra le serpentine; resistenza termica del massetto e del pavimento; temperatura del pavimento. Durante la progettazione, può essere utile conoscere la resa termica a metro lineare di serpentina. Poiché tale dato usualmente non è fornito, ci si può riferire alla seguente formula: Lunghezza tubo Qmetro lineare = Qmetro quadro / pannello area unitaria Per il termine in parentesi (lunghezza tubo / pannello area unitaria) si possono usare, in funzione del passo tra i tubi, i valori riportati nelle seguenti 3 slides. NB: (l estensione lineare delle serpentine, partendo dai dati a m 2, è stata calcolata considerando un pannello radiante a pavimento di 3 x 3 m (9 m 2 ), essendo fuorviante il calcolo sul singolo m 2 ). Prof. Filippo de Rossi 39/62

40 Passo tra le serpentine = 0.10 m 3.00 m 3.00 m 3.00 m 3.00 m 1.00 m 1.00 m Sviluppo tubo = 9.60 ml / mq Sviluppo tubo = 9.58 ml / mq Prof. Filippo de Rossi 40/62

41 Passo tra le serpentine = 0.15 m 3.00 m 3.00 m 3.00 m 3.00 m 1.00 m 1.00 m Sviluppo tubo = 6.60 ml / mq Sviluppo tubo = 6.65 ml / mq Prof. Filippo de Rossi 41/62

42 Passo tra le serpentine = 0.20 m 3.00 m 3.00 m 3.00 m 3.00 m 1.00 m 1.00 m Sviluppo tubo = 5.10 ml / mq Sviluppo tubo = 5.10 ml / mq Prof. Filippo de Rossi 42/62

43 2. Pannelli radianti a parete Prof. Filippo de Rossi 43/62

44 Pannelli radianti a parete Gli impianti a pannelli radianti a parete presentano, nei principi di funzionamento e per quanto concerne il sistema di regolazione, caratteristiche del tutto analoghe ai sistemi a pavimento, con alcune differenze relative alla temperatura dell acqua (più bassa) e alle tecniche di installazione. Al contrario delle serpentine a pavimento, in cui i circuiti sono realizzati locale per locale mediante tubi plastici continui, le installazioni A PARETE si realizzano mediante moduli preassemblati disponibili in diverse dimensioni. Essendo solitamente disponibili superfici verticali più ampie rispetto al pavimento, sono consentite temperature di lavoro per il fluido termovettore lievemente inferiori (al di sotto dei 35 C). Prof. Filippo de Rossi 44/62

45 Pannelli radianti a parete I pannelli radianti a parete sono di facile installazione, funzionano bene in regime di riscaldamento, e, alzando la temperatura dei muri, riducono umidità di condensazione e risalita. L installazione dei pannelli avviene sul muro grezzo, a contatto con la superficie dei laterizi rivolta verso l interno. Giunti metallici ed altri semplici sistemi di staffatura consentono il fissaggio dei pannelli sulla parete. Il muro è poi rivestito con un intonaco di calce traspirante. Uno svantaggio, rispetto ai sistemi a pavimento, consiste nel pericolo per l integrità del sistema derivante, ad esempio, dal praticare fori nel muro! Tale problema può essere facilmente aggirato adoperando FOGLI TERMICI che consentono di individuare e localizzare i tubicini durante la fase di riscaldamento. Prof. Filippo de Rossi 45/62

46 Pannelli radianti a parete Centro visita riserva naturale di Sassoguidano Comune di Frignano (Modena) IMPIANTO TERMICO costituito da pannelli radianti a parete sottointonaco e da caldaia a condensazione (alto rendimento, 1.02 % basso consumo energetico). Prof. Filippo de Rossi 46/62

47 Pannelli radianti a parete Poggio con Casale privato Provincia di Modena Impianto realizzato con pannelli radianti disposti a parete sotto intonaco, a pavimento e a soffitto. Il fluido termovettore, a bassa temperatura, è prodotto utilizzando una caldaia a condensazione. Prof. Filippo de Rossi 47/62

48 3. Tubi radianti a muro Prof. Filippo de Rossi 48/62

49 Tubi radianti a muro Il sistema di riscaldamento Temperierung, a differenza dei tradizionali pannelli radianti a parete, interessa solo la parte inferiore dei muri perimetrali (solitamente fino ad 1-1,5 m di altezza). L impianto consiste in 2 o 3 tubi in rame di piccolo diametro (12/18 mm) che attraversano la zona bassa delle pareti, murati con un tipo di intonaco traspirante a base di calce. Tale tecnica inizialmente fu sviluppata per impedire fenomeni di risalita capillare dell umidità nelle strutture verticali negli interventi di restauro e recupero di chiese storiche. Lo sviluppo successivo oggi consente di provvedere anche al riscaldamento degli ambienti. Prof. Filippo de Rossi 49/62

50 Tubi radianti a muro Le serpentine sono annegate nell intonaco interno, richiedendo quindi una facile installazione, interventi ridotti sulle murature, velocità di esecuzione. Tale tecnica, che trova largo spazio negli interventi di restauro e recupero funzionale proprio per la poca invasività, prevede una temperatura dell acqua di mandata a media temperatura, circa 50 C, con ritorno a circa 45 C. Prof. Filippo de Rossi 50/62

51 Tubi radianti a muro 1) Tubazione di base, o barriera termica orizzontale: viene posta a circa mm, dal pavimento finito, con lo scopo principale di contrastare l umidità di risalita per capillarità dal terreno, ma anche per riscaldare la parte bassa dei muri. Nel caso di muri molto umidi, la tubazione può funzionare anche nel periodo estivo con acqua a C; 2) Tubazione media, serve prevalentemente per il riscaldamento: viene posta a circa mm dalla precedente; 3) Tubazione alta: serve prevalentemente per il riscaldamento: viene posta a circa mm dalla tubazione media. In genere la tubazione media e quella alta costituiscono un solo circuito al servizio esclusivo di un locale o di una zona; in questo caso il circuito è comandato da una valvola asservita al termostato di zona. Le tubazioni riscaldanti vengono posate principalmente sulla parete grezza ma possono essere ubicate anche all interno dello spessore del mattone, nel caso in cui non si debba intervenire sugli intonaci Prof. Filippo de Rossi 51/62

52 Tubi radianti a muro Museo Enrico Butti Comune di Viggiù (VA) Risanamento delle pareti dall umidità (di risalita e condensazione) e sistema di riscaldamento a pareti radianti Esempi di realizzazioni Muro umido Posa in opera Sistema in funzione Prof. Filippo de Rossi 52/62

53 Tubi radianti a muro Riscaldamento mediante tubi radianti sottotraccia nel muro: VANTAGGI 1. Possibilità di regolazione elettronica della temperatura per ogni ambiente; 2. pareti asciutte; 3. nessuna movimentazione di polveri; 4. bassa inerzia; 5. montaggio semplice in costruzioni preesistenti; 6. preservazione estetico/strutturale dell architettura esistente. Prof. Filippo de Rossi 53/62

54 4. Riscaldamento a battiscopa fonte: acqaterm Prof. Filippo de Rossi 54/62

55 Riscaldamento radiante/convettivo a battiscopa Semplici ed economici i battiscopa radianti rappresentano una soluzione sicuramente idonea in tutti gli interventi di recupero ed adeguamento funzionale di edifici storici. Il dimensionamento di un impianto di riscaldamento a battiscopa è un operazione semplice. Come prima cosa occorre conoscere il fabbisogno termico dei singoli ambienti, noto il quale si divide per la resa a 60 C che è di circa W/m. In tal modo si ottiene la lunghezza del battiscopa radiante che deve essere installato in ambiente. Durante l'elaborazione dei calcoli è necessario tener conto che il sistema a battiscopa essendo ad inerzia termica nulla, non necessita di sovradimensionamenti. Prof. Filippo de Rossi 55/62

56 Riscaldamento radiante/convettivo a battiscopa Prof. Filippo de Rossi 56/62

57 Riscaldamento radiante/convettivo a battiscopa Temperature dell acqua per l alimentazione di battiscopa radianti Come visto nella slide precedente, gli impianti di riscaldamento a battiscopa radiante hanno il notevole pregio di funzionare a tutte le temperature. Se la fonte di energia è una caldaia tradizionale a gas o metano, è buona norma progettare l'impianto ad una temperatura di mandata dell'acqua di 60 C; se la caldaia è a condensazione 55 C, pompe di calore e pannelli solari 40 C. Riducendo la temperatura di mandata aumenta la quantità di battiscopa necessario e di conseguenza il costo dell'impianto. Prof. Filippo de Rossi 57/62

58 Riscaldamento radiante/convettivo a battiscopa Il battiscopa deve essere posizionato su tutte le pareti della stanza rivolte verso l'esterno. In tal modo si cerca di evitare che, entrando in una stanza, si abbia sensazione di malessere derivante da temperature superficiali troppo diverse tra loro (elevata asimmetria della temperatura piana radiante). Se i calcoli dovessero indicare la necessità di battiscopa per una lunghezza maggiore rispetto al perimetro delle pareti esterne, i battiscopa radianti saranno posizionati anche lungo alcune delle pareti interne. La posizione dei radiatori lungo le pareti permette di riscaldarle, mantenendole asciutte e prive di muffe. Prof. Filippo de Rossi 58/62

59 Sistemi radianti in regime di raffrescamento I tradizionali pannelli radianti, descritti sino ad ora, offrono prestazioni, in regime di funzionamento estivo, alquanto MEDIOCRI. Ciò dipende da 2 ragioni: a) necessità di mantenere sulle superfici temperature più alte della T RUGIADA dell aria ambiente; b) inefficace distribuzione delle temperature (ara fredda in basso che mal si distribuisce nella zona occupata). Se il primo limite è comune ad ogni impianto radiante, per quanto concerne la distribuzione del livello termico in ambiente buone prestazioni possono ottenersi utilizzando sistemi a soffitto. 5. Travi fredde Le travi fredde costituiscono un sistema di climatizzazione combinato per irraggiamento e convenzione naturale che permette il necessario effetto raffreddante mantenendo la velocità dell'aria molto bassa. Prof. Filippo de Rossi 59/62

60 Sistemi radianti in regime di raffrescamento La trave fredda presenta al suo interno una batteria alettata di raffreddamento alimentata da acqua refrigerata proveniente da una centrale frigorifera. L aria calda in ambiente sale verso la parte alta del locale fluendo all interno della trave e raffreddandosi a contatto con le alettature di scambio termico. Successivamente, per moto convettivo dovuto alla maggiore densità dell aria fredda, l aria si diffonde in ambiente, mediante immissione laterale o dal basso, cadendo verso l interno del locale. Il processo descritto garantisce una costante e naturale circolazione d'aria nel locale, dove l'aria più calda è continuamente sostituita da aria più fredda. Prof. Filippo de Rossi 60/62

61 Sistemi radianti in regime di raffrescamento Gli elementi radianti-convettivi presentano anche il vantaggio dello scambio diretto di calore tra la superficie fredda della trave stessa e superfici calde del locale per l'effetto radiante sopra ricordato. Tale effetto può raggiungere il 30/35% della totale capacità raffreddante della trave. La trave fredda consente una buona integrazione all interno dell architettura, potendo essere nascosta anche in controsoffitto e resa comunicante con l ambiente mediante superfici grigliate. Solitamente l ingombro superficiale di tali elementi non supera il 10-20% dell area del soffitto. L evoluzione di questo tipo di impianto ha prodotto soluzioni che integrano tale sistema ad un impianto a tutt aria primaria. L aria esterna trattata trascina per induzione forzata l aria in ambiente verso l elemento di scambio convettivo/radiante. RISCALDAMENTO RAFFRESCAMENTO Prof. Filippo de Rossi 61/62

62 Sistemi radianti in regime di raffrescamento La agevole installazione a controsoffitto rende possibile l utilizzo delle TRAVI FREDDE negli interventi di restauro, anche se bisogna necessariamente conoscere i limiti e i rischi possibili derivanti talvolta dall adozione di terminali ad acqua a soffitto. Ad esempio, in edifici museali, la presenza di acqua liquida (fluido termovettore) in ambiente, sovrastante le collezioni, può rappresentare un rischio per la conservazione delle opere esposte in caso di rottura, così come un malfunzionamento del sistema di regolazione potrebbe determinare condensazione del vapore sulla superficie fredda della trave con conseguente effetto pioggia in ambiente. In conclusione, gli interventi di progettazione impiantistica, architettonica, urbanistica, per quanto diversi tra loro, nascono sempre da presupposti comuni: La migliore soluzione possibile non è quella che funziona sempre, ma quella che risponde in modo migliore alle specifiche esigenze del particolare caso in esame. Prof. Filippo de Rossi 62/62