1. Impianti a pavimento IL RISCALDAMENTO A PAVIMENTO Il riscaldamento a pavimento rappresenta forse il più antico sistema ideato dall uomo per la distribuzione del calore nelle abitazioni; dall esame di diversi siti archeologici si è infatti accertato che Egiziani, Romani e Cinesi utilizzavano focolari a legna e condotti posti sotto il pavimento per riscaldare gli ambienti già diverse centinaia di anni prima dei primi impianti di riscaldamento ad acqua calda. Ai nostri giorni realizzare un impianto a pavimento è molto più semplice che nel remoto passato e qualsiasi tipo di abitazione può esserne dotata. La principale caratteristica del sistema riscaldamento a pavimento consiste nel fatto che per lo scambio termico si utilizza una superficie molto estesa (il pavimento riscaldato) questo assicura una uniforme distribuzione del calore che si trasferisce prevalentemente per irraggiamento, riducendo fortemente la formazione di moti convettivi dell aria, situazione che migliora la sensazione di benessere termico e diminuisce il movimento del pulviscolo. Gli impianti a pavimento offrono numerosi vantaggi tecnici rispetto ai sistemi tradizionali, motivo per cui negli ultimi anni si sono molto diffusi nel mercato. Inoltre visto che il pavimento non dovrà superare una temperatura di circa 29 C sono particolarmente adatti all accoppiamento con i generatori a condensazione, infatti questi generatori hanno il massimo della resa termica in presenza di temperature di esercizio basse. Figura 1 Distribuzione della temperatura nei diversi sistemi di riscaldamento Le norme tecniche secondo cui realizzare gli impianti pavimento sono fondamentalmente rappresentate dalla UNI EN 1264 che risulta suddivisa in 4 fascicoli. Queste norme trovano specifica applicazione per gli impianti di riscaldamento a pavimento alimentati ad acqua calda posti in edifici residenziali, uffici ed altri edifici il cui uso corrisponde o è simile a quello degli edifici residenziali. Pag.1 di 10
Il primo fascicolo contiene le definizioni (davvero numerose), il secondo definisce il metodo di calcolo per la determinazione della potenza termica dell impianto, il terzo fascicolo specifica il dimensionamento dei componenti, infine il quarto fascicolo stabilisce le prescrizioni per l installazione. Essendo la presente guida destinata agli installatori, le parti relative al calcolo e al dimensionamento non sono sviluppate, mentre è più diffusamente trattato il quarto fascicolo relativo alle disposizione finalizzate all installazione degli impianti. Ogni impianto deve essere progettato da un professionista iscritto al relativo albo professionale, e deve essere realizzato da imprese abilitate ai sensi della legge 46/90 che hanno l obbligo di osservare il progetto, mettere in atto le prescrizioni delle norme e osservare le istruzioni fornite dai produttori dei materiali. Le prestazioni dell impianto sono fortemente condizionate da parametri tipici dei materiali e prodotti utilizzati, ad esempio dalle caratteristiche dei massetti, ed per questo motivo che le aziende fornitrici di materiali offrono la totalità dei materiali e componenti che devono essere utilizzati nella realizzazione dell impianto. Al fine di poter garantire il massimo dell efficienza di funzionamento spesso sono forniti dalle stesse aziende anche i sistemi di regolazione e controllo dell impianto ed è diffusa la consuetudine di verificare del dimensionamento dell impianto direttamente con l azienda fornitrice del sistema. Occorre comunque evidenziare alcuni limiti alla realizzazione degli impianti che devono essere considerati dai progettisti, ma che non possono essere ignorati anche dagli installatori. Nella realizzazione degli impianti la temperatura massima prevista del pavimento non deve superare i 29 C la temperatura superficiale può arrivare fino a 35 C per le zone perimetrali delle stanze (fascia di 1 m), dove solitamente non sono presenti persone (spesso questo spazio è occupato dal mobilio). Devono essere previste delle bande perimetrali che consentano la dilatazione del pavimento, così come dei giunti del massetto nel caso di stanze di ampie dimensioni. Componenti impianti a pavimento In generale i componenti di un impianto a pavimento sono: - Banda perimetrale - Strati di isolamento (per l'isolamento termico e acustico); - Strato di protezione (per proteggere lo strato di isolamento, nella maggior parte dei casi è già integrato nello strato isolante); - Tubi di riscaldamento o elementi riscaldanti a sezioni piane; - Strato di ripartizione del carico e dell emissione termica (massetto); - Rivestimento del pavimento; Pag.2 di 10
- Collettori di distribuzione; - Altri componenti quali diffusori, rete antiritiro, elementi aggiuntivi, ecc. La norma suddivide gli impianti in tre tipologie; impianti con tubi nello strato di supporto, di tipo A ; impianti con tubi sotto lo strato di supporto, di tipo B, con tubi riscaldanti posti nello strato di isolante termico, sotto lo strato di supporto e impianti con sezioni piane (assimilabile al tipo B) con circolazione parallela e/o perpendicolare in una sezione cava posta su tutta la superficie; impianti di tipo C con tubi annegati in uno strato livellante, in cui lo strato aderisce ad un doppio strato di separazione Strati e componenti edilizi Base di supporto Figura 2 Esempi di strati di supporto UNI EN 1264 La base di supporto, generalmente rappresentata dalla caldana del pavimento, deve essere piana e non devono essere presenti avvallamenti o buche, perché su di essa andranno appoggiati gli strati successivi dell impianto, che dovranno avere uno spessore omogeneo al fine di evitare difetti dovuti alla dilatazione. Piccoli difetti come dossi, crepe o avvallamenti devono essere convenientemente eliminati prima di procedere alle operazioni successive. Gli elementi di impianti diversi (impianto idrico, impianto elettrico, impianto allarme, ecc.), eventualmente presenti, devono essere precedentemente incassati o inseriti in un loro Pag.3 di 10
specifico strato posto sotto gli strati dell impianto a pavimento. La risalita degli impianti deve essere eseguita con la tecnica della posa in traccia nei muri. Strati di isolamento Gli strati di isolamento devono presentare un adeguata resistenza termica in funzione delle condizioni termiche della struttura sottostante, nella tabella seguente sono riportati i valori prescritti di resistenza termica verso il basso: Resistenza termica degli strati di isolamento (m 2 K/W) posti sotto l impianto di riscaldamento Ambiente sottostante Ambiente sottostante non Temperatura esterna Temperatura esterna Temperatura esterna riscaldato riscaldato in sottostante sottostante sottostante modo continuo o > 0 C > -5 C e < 0 C > -15 C e < - suolo 5 C Resistenza 0,75 1,25 1,25 1,50 2,0 In linea generale i produttori di materiali per impianti a pavimento propongono oltre alle tubazioni anche tutti i materiali necessari alla realizzazione degli impianti e tra questi anche gli isolanti, è comunque importante verificare che, oltre alle istruzioni del costruttore, siano verificate le prescrizioni della norma in merito alla resistenza termica dell isolamento, condizione che influenza il rendimento dell impianto. Quando si installa l isolamento è necessario che i pannelli siano uniti saldamente e, se si utilizzano più strati isolanti, questi devono essere sfalsati o posizionati in modo tale che i giunti tra i vari elementi di uno strato non siano allineati con lo strato successivo. E bene ricordare che una resistenza termica maggiore tra il piano di riscaldamento e la parte inferiore del pavimento (superficie del soffitto delle eventuali strutture sottostanti) migliora la possibilità di ridurre la temperatura della stanza sottostante (per esempio camera da letto) e che nelle case plurifamiliari è consigliato scegliere una resistenza termica più alta di quella normalmente indicata. Prescrizioni di legge (D.Lgs. 311/06) possono richiedere valori di isolamento termico ancora più elevati. In commercio esistono due principali tipologie di isolamenti: i pannelli lisci e i pannelli con rilievi preformati, in linea generale ambedue i sistemi sono realizzati in polistirene a cellula chiusa e comprendono lo strato di protezione. I pannelli che presentano degli incastri preformati consentono di realizzare molto più facilmente e velocemente l installazione dell impianto. Fascia perimetrale L impianto a pavimento si realizza quando sono stati intonacati i muri interni. Prima della posa dello strato di isolante, deve essere posata una fascia perimetrale allo scopo di consentire la dilatazione del supporto (massetto); a questo scopo lo spessore deve essere tale da permettere un gioco al massetto di almeno 5 mm. Pag.4 di 10
La fascia deve essere posata lungo i muri e gli altri componenti edilizi che penetrano nel massetto. L altezza della fascia deve essere tale da terminare almeno alla stessa altezza del pavimento finito. Quando si utilizzano più strati di isolante la fascia può avere inizio dall ultimo Durante la posa del massetto, la fascia di isolamento perimetrale deve essere fissata in modo che rimanga ferma in posizione (è molto comodo utilizzare fasce perimetrali autoadesive). La parte di fascia che eventualmente supera il pavimento finito non deve essere tagliata fino al completamento della posa del rivestimento. Strato di protezione Prima della posa del massetto, lo strato di isolamento deve essere ricoperto con una pellicola di polietilene (o altro materiale equivalente) dello spessore di almeno 0,15 mm.; è bene precisare che molti produttori integrano questo strato direttamente nella parte superiore dell isolante. Nel caso in cui si utilizzino soluzioni separate (isolante e poi strato di protezione) gli elementi dello strato di protezione devono essere posati con i lati sovrapposti per almeno 8 centimetri e devono essere raccordati alla fascia perimetrale. Massetto (di ripartizione del carico) Lo spessore dello strato di supporto è calcolato sulla base della norma ed definito dal progettista dell impianto, prendendo in considerazione anche la capacità di carico e la classe di resistenza alla flessione. E importante ricordare che occorre verificare con attenzione le quote disponibili tra il piano delle tubazioni ed il futuro livello del pavimento, ogni produttore individua spessori minimi di massetto in funzione delle varie tipologie di impianto e prevede gli eventuali accorgimenti per pose con massetti di altezza ridotta. La composizione del massetto (sabbia, ghiaino e cemento) è definita dal produttore del sistema, così come l aggiunta di eventuali sostanze fluidificanti. Il getto deve essere sufficientemente fluido da penetrare in tutti gli interstizi e deve essiccare lentamente. Gli eventuali strati di supporto anidro (senza acqua) e di cemento utilizzati come strati livellanti devono essere idonei all impiego previsto e condizionati al fine di rispondere ai requisiti del rivestimento per pavimentazioni previsto. Pag.5 di 10
L'applicazione dello strato di supporto e l'installazione degli elementi riscaldanti deve essere accurata, evitando di danneggiare i componenti e compromettere il funzionamento dell impianto. Prima del getto del massetto è necessario mettere in pressione l impianto (6 Bar) e mantenere la pressione fino al termine delle opere di getto; l'assenza di perdite e la pressione della prova devono essere specificate in un resoconto di prova. L impianto deve rimanere in pressione fino all ultimazione della posa del massetto. Se vi è il pericolo che l acqua nei tubi possa gelare occorre utilizzare un prodotto antigelo; se nel normale funzionamento dell impianto non è previsto l utilizzo dell antigelo sarà necessario provvedere allo svuotamento: tutto il contenuto dell impianto dovrà essere scaricato e le tubazioni dovranno essere risciacquate facendo scorrere almeno tre volumi di acqua al loro interno. Sopra ai tubi è opportuno posare una rete elettrosaldata antiritiro, che contribuirà alla ripartizione dei carichi ed eviterà possibili fessurazioni durante la fase di maturazione del massetto. Indicativamente la maglia della rete dovrà essere di circa 10 x 10 cm con un filo di circa 2 mm. Alcuni produttori prevedono l utilizzo di altri materiali finalizzati a contenere i difetti da ritiro. Durante la posa dello strato di supporto la temperatura dello stesso e la temperatura ambiente non devono scendere sotto i +5 C tale temperatura deve essere mantenuta per almeno i 3 giorni successivi. Il cemento deve essere sufficientemente fluido da riempire tutti gli interstizi e non deve essiccarsi prima dei tre giorni quindi è sempre opportuno utilizzare gli additivi appositamente forniti dai produttori di sistemi e seguire con attenzione le istruzioni d uso fornite dai fabbricanti. Lo strato di supporto di cemento colato può essere posato ad una temperatura minima pari ad almeno 0 C. Giunti I giunti di dilatazione separano il massetto in verticale fino al pannello isolante e hanno lo scopo di permettere al dilatazione degli strati per effetto del calore. Il progettista deve indicare nella planimetria dell impianto la collocazione dei giunti che in generale devono essere posizionati: in corrispondenza dei giunti di assestamento di edifici nelle zone di confine tra pavimenti di diversi locali Pag.6 di 10
come giunti perimetrali dove esistono componenti strutturali contigui ed intorno a tutte le pareti e alla parti sporgenti e agli spigoli della soletta In corrispondenza dei giunti non dovrebbero transitare i tubi dell impianto di riscaldamento, ma se tale evenienza non può essere evitata è necessario, in corrispondenza dell attraversamento, rivestire i tubi con un manicotto di protezione per almeno 30 cm. Per gli strati di supporto idonei all applicazione di rivestimenti in pietra o ceramica (rigidi e fragili) le parti di pavimento comprese tra i giunti dovrebbero essere con superficie massima di 40 m 2, con una lunghezza massima di lato di 8 metri; nel caso di ambienti di forma rettangolare le superfici tra i giunti possono superare queste dimensioni, con un rapporto massimo in lunghezza di 2 a 1. Fascia perimetrale Isolante Pavimento Massetto Sottofondo in calcestruzzo Giunto di dilatazione Tubazione riscaldamento Cavidotti Solaio Figura 3 Esempio di collocazione dei giunti di dilatazione e cavidotti Tubazioni e raccordi La Norma UNI EN 1264-4 prevede due tipologie di tubazioni, le tubazioni in materiale plastico e le tubazioni in rame; la norma non indica altri tipi di materiale, ma in riferimento alle tubazioni in materiale plastico viene evidenziata la raccomandazione di utilizzare tubazioni con barriera all ossigeno. In merito alla distribuzione dei tubi la norma non precisa le tecniche adottabili ed esistono diverse possibilità di realizzazione, di regola è il tecnico che in fase di progetto definisce la conformazione in funzione delle esigenze dei fabbricato, definendo anche il diametro della tubazione, il passo e le temperature di mandata. I sistemi di distribuzioni più usati sono detti a serpentina e a chiocciola ; all interno dello stesso ambiente, se richiesto dal dimensionamento. E possibile realizzare impianti a pavimento diversi nelle varie zone di un abitazione o di un locale, in particolare è possibile variare il passo delle spire, ad esempio è possibile adottare un passo più stretto in prossimità della parete con finestra e più largo verso l interno della stanza. Pag.7 di 10
Le indicazioni relativa alla conformazione e al passo delle spire sono fornite dal progettista dell impianto. Tubazioni di plastica Generalmente la tubazione di mandata dal generatore fa capo ad uno o più collettori di distribuzione(per esempio zona giorno e zona notte). Inoltre possono essere presenti delle tubazioni per le parti di impianto che eventualmente necessitano di temperature superiori, come ad esempio i radiatori per i bagni. La norma cita tre diverse tipologie di prodotti; tubazioni in: PE-X secondo pren ISO 15875-1:2001 PB secondo pren ISO 15876-1:2001 PP secondo pren ISO 15874-1:2001 Per le tubazioni lo spessore minimo della parete deve essere calcolato utilizzando le norme di prodotto e considerando una pressione maggiore di 4 Bar ed una durata superiore a 50 anni. In ogni caso lo spessore di parete dei tubi deve essere: D < 12 mm s R,min = 1,1 mm 12 mm < D < 16 mm s R,min = 1,5 mm D > 16 mm s R,min = 1,9 mm Tubazioni di rame Le tubazioni di rame devono essere conformi ai requisiti della EN 1057:1996 (tubi) e EN 1254 (raccordi). Conservazione e installazione delle tubazioni Dopo l'arrivo sul luogo di lavoro, i tubi devono essere trasportati, conservati e movimentati in modo da essere: protetti da eventuali elementi potenzialmente dannosi; i tubi di plastica devono essere conservati a riparo dalla luce solare diretta. I tubi devono essere posizionati a oltre: 50 mm di distanza dalle strutture verticali; Pag.8 di 10
200 mm di distanza dalle canne fumarie e dai caminetti aperti. Il raggio di curvatura non deve essere minore di quello minimo definito nelle norme (di prodotto) e precisato dal produttore. Raccordi Tutti i raccordi all'interno della costruzione a pavimento devono essere esattamente ubicati e indicati sul disegno depositato; per quanto possibile è da evitare la realizzazione di giunti sulla tubazione posta sotto traccia o sotto pavimento. Ancoraggio dei tubi Lo scopo del sistema si fissaggio e quello di assicurare il rispetto della posizione di posa così come definito dal progetto. La distanza tra gli ancoraggi dipende dal materiale del tubo, dalle dimensioni e dagli impianti. Il fabbricante deve specificare la distanza massima ammessa tra i punti di ancoraggio. Apparecchiature di controllo e sicurezza In ogni impianto, o parte di impianto, facente capo ad un sistema di mandata, deve essere presente un dispositivo di sicurezza in grado di interrompere l apporto di calore al circuito di riscaldamento a pavimento se la temperatura di mandata raggiunge i limiti fissati in norma (55 C per strati di supporto in cemento, valori anche inferiori per altri materiali: i limiti possono essere indicati dai produttori). Ogni circuito deve essere dotato di due valvole di arresto e un dispositivo di bilanciamento. Le funzioni di arresto e bilanciamento devono essere indipendenti. Deve essere installato almeno un circuito per ambiente riscaldato, al fine di consentire il controllo della temperatura in modalità manuale o automatica. Avviamento iniziale del riscaldamento Il primo avviamento del riscaldamento deve avvenire almeno ventuno giorni dopo il getto del massetto cementizio, e/o secondo le istruzioni fornite dal fabbricante. Il riscaldamento iniziale comincia con una temperatura di alimentazione compresa tra 20 e 25 C, mantenuta per almeno tre giorni. Successivamente si innalza la temperatura di 4 C al giorno sino a raggiungere la temperatura massima di progetto, che deve essere mantenuta per almeno quattro giorni. Pag.9 di 10
Posa del rivestimento del pavimento Nei calcoli del sistema di riscaldamento è necessario considerare la resistenza al calore degli strati del rivestimento. La posa dei rivestimenti di pavimento deve avvenire almeno due o tre giorni dopo lo spegnimento dell impianto di riscaldamento. I rivestimenti di pavimento devono essere conservati e installati in conformità alle norme pertinenti e/o alle istruzioni dei fabbricanti. Prima della posa il posatore deve verificare l idoneità alla posa del rivestimento e dello strato di supporto (l umidità residua del massetto deve conforme alle necessità). Bilanciamento idraulico Un operazione importante negli impianti a pavimento è quella del bilanciamento idraulico. Ogni circuito deve avere una propria portata e perdita di carico; tali condizioni vengono assicurate dal detentore micrometrico, che viene tarato in base al calcolo del termotecnico. Pag.10 di 10