Impianti di riscaldamento a Pannelli Radianti

I pannelli radianti sono sistemi di riscaldamento che utilizzano il calore proveniente da tubazioni collocate dietro le superfici dell'ambiente da riscaldare.
Si suddividono generalmente in tre categorie:

  • Pannelli radianti a pavimento
  • Pannelli radianti a parete (o con listello radiante a battiscopa)
  • Pannelli radianti a soffitto
Sebbene siano chiamati "pannelli radianti", il calore scambiato per irraggiamento è trascurabile rispetto a quello scambiato per convezione; infatti il fenomeno dell'irraggiamento termico è preponderante rispetto agli altri modi di scambio di calore solo a temperature elevatissime (ad esempio le temperature prodotte all'interno degli altoforni o dal Sole)
Pannelli Radianti a Pavimento

Il principio si basa sulla circolazione di acqua calda a bassa temperatura (in genere tra i 30°e i 40 °C) in un circuito che si sviluppa coprendo una superficie radiante molto elevata. Le disposizioni possibili delle tubazioni sono tre:

  • a spirale (o chiocciola), dove i tubi di mandata viaggiano paralleli a quelli di ritorno
  • a serpentina, dove i tubi vengono posati a zig-zag
  • a griglia, con tubi paralleli compresi tra due grossi collettori

Nel settore residenziale sono usati solo i primi due sistemi; mentre il terzo, ormai in disuso, è applicabile per riscaldare grosse aree (es. capannoni).
Vi sono principalmente tre tecniche base di realizzazione :

  • Tipo A: Impianti con tubi annegati nello strato di supporto
  • Tipo B: Impianti con tubi sotto lo strato di supporto
  • Tipo C: impianti annegati in uno strato livellante, in cui lo strato aderisce ad un doppio strato di separazione

Nella versione più semplice (tipo A), il sistema viene realizzato inserendo un isolante sopra la soletta portante del pavimento; il materiale più diffuso è il polietilene espanso in lastre, lisce o con sagomature particolari, ma sono presenti sul mercato anche la fibra di legno, il sughero e altri. Al di sopra dell'isolante vengono posate le tubazioni, che vengono annegate completamente nello strato di supporto (il "massetto"), generalmente costituito da calcestruzzo. Infine, si ricopre il massetto con il rivestimento finale: solitamente piastrelle, ma anche parquet, linoleum, moquette, ecc.

Le tubazioni previste dalla norma sono di polietilene reticolato (PE-X), polibutilene (PB), polipropilene (PP), rame; l’uso dell'acciaio è stato abbandonato, sebbene i primissimi impianti fossero eseguiti con questo materiale. Il passo di posa è variabile, perfino all’interno dello stesso locale: il progettista può scegliere di infittire i passi laddove è necessaria una maggiore emissione termica, cioè vicino alle pareti esterne.
Le tubazioni in materiale plastico, in particolare quelle in PE-X, sono le più comuni: essendo flessibili e leggere, hanno una maggiore facilità di posa; esse devono essere dotate di uno strato barriera all’ossigeno, per proteggere l’impianto dalla corrosione. Seppure meno diffuse sul mercato, vengono installate anche tubazioni in rame. Il vantaggio di queste consiste nella loro altissima conduttività termica (390 W/(m*K)), che permette una efficienza altrimenti non raggiungibile; il rame ha passi più ampi (in genere 20-25 cm), è impermeabile all’ossigeno e presenta una dilatazione termica più vicina a quella del massetto in cui è immerso.
Dal punto di vista storico, il primo edificio italiano di una certa importanza riscaldato con pannelli radianti è stato il Duomo di Lodi, per il quale nei primi anni '60 è stato scelto un impianto in rame, tuttora funzionante.

Vantaggi

Moto convettivo: Rispetto ai tradizionali corpi scaldanti, cioè i radiatori, il pavimento radiante ha i seguenti vantaggi:
Minori costi di esercizio: è un sistema a bassa temperatura, con l’acqua che circola a circa 28-40 °C all’interno delle tubazioni (nei comuni caloriferi: 70-80 °C). Oltre a questo, è possibile collegare l’impianto ad un pannello solare, riducendo ulteriormente i costi del riscaldamento (la cui entità dipende dall’impianto e dalla tipologia di locali). I costi ed i consumi si riducono ulteriormente accoppiando il sistema ad una moderna caldaia a condensazione.
Libertà nell’arredo: la presenza di caloriferi può limitare la creatività progettuale degli architetti. Al contrario, con i pavimenti radianti si 'liberano' spazi e si può sfruttare ogni angolo del locale.
Pannelli Radianti a Parete
Questi pannelli radianti vengono installati nelle pareti del locale rivolte verso l’esterno: con questo accorgimento si limitano le dispersioni termiche, dal momento che sotto le tubazioni vengono inseriti gli isolanti, e vengono annullate o ridotte le differenze di temperatura tra pareti calde e pareti fredde. La superficie occupata dalla parte radiante delle pareti dipende dalla temperatura di progetto (più alta rispetto ai sistemi a pavimento), ma in genere varia da 1/3 a 1/2 della superficie calpestabile. Le tubazioni non si estendono oltre i 2 metri d’altezza.
Un sistema di riscaldamento simile è quello a battiscopa. All’interno di uno speciale battiscopa circolano piccole tubazioni (spesso di rame con alettature in alluminio) in cui scorre acqua calda. L’aria che entra in contatto con il tubo si surriscalda, esce da una fessura superiore del battiscopa e sale lambendo la parete; quest’ultima a sua volta si scalda e irraggia calore verso l'interno della stanza.
Pannelli Radianti a Soffitto
Bisogna distinguere tra due tipologie: i pannelli radianti 'classici' e le termostrisce radianti.
I pannelli radianti a soffitto sono in genere costituiti da moduli metallici o in cartongesso di varia forma appesi al soffitto: si tratta di pannelli a vista al di sopra (o all'interno) dei quali è installato il tubo. Molto più raro è il caso delle tubazioni annegate direttamente nella struttura del solaio. Sono per lo più usati per il raffrescamento (si parla in questo caso di soffitti freddi): infatti le condizioni di benessere ottimale prevedono che la temperatura a livello dei piedi sia lievemente superiore rispetto alla testa. Per questo motivo, nel caso del riscaldamento, le temperature massime ammissibili dipendono fortemente dalla altezza di installazione.
L’altro tipo di riscaldamento a soffitto è quello delle termostrisce radianti, applicate in ambienti molto estesi e con altezze rilevanti, come magazzini, depositi, capannoni industriali, ecc. Si differenziano dai ‘classici’ pannelli radianti visti sopra per la loro limitata area superficiale e le alte temperature di esercizio (anche qualche centinaio di gradi).
         
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