Dimezzare i consumi

raddoppiando il comfort con il climatizzatore radiante a soffitto

Ugo Brollo – Ecolabio - 07/08/2012

Nel numero precedente di «ViviConsapevole» abbiamo visto come siano diversi i vari sistemi di riscaldamento e raffrescamento (climatizzazione degli ambienti); dagli impianti a termosifoni, ai termoconvettori, fino agli impianti a irraggiamento (radianti) e abbiamo anche visto come un impianto radiante posizionato a soffitto o a parete possa fornire delle prestazioni nettamente superiori rispetto a un impianto a pavimento e a qualunque altro tipo di sistema.

Gli impianti radianti, però, non sono tutti uguali, ma, anzi, possono avere caratteristiche talmente diverse da produrre risultati molto distanti fra loro. Vediamo più nel dettaglio differenze e caratteristiche.

Com’è fatto un impianto radiante?

Volendo semplificare drasticamente il concetto, possiamo dire che un impianto radiante generalmente è costituito da un sistema di tubazioni in cui circola un fluido vettore (per gli impianti ad acqua, di cui ci occuperemo in questo numero) o da una rete di conduttori elettrici (per gli impianti elettrici, appunto). Queste tubazioni, in genere, sono annegate in un massetto (a pavimento) o nell’intonaco (parete o soffitto). Più raramente sono integrate direttamente nella parte strutturale della parete. Queste ultime tipologie sono state ampiamente utilizzate dagli antichi Romani, che facevano passare flussi di aria calda nelle intercapedini dei pavimenti delle stazioni termali e nei pavimenti e nelle pareti delle ville signorili e dei palazzi pubblici.

Questo sistema si è sviluppato nel tempo, arrivando a proporre, in tempi più recenti, soluzioni che prevedevano la realizzazione di pareti divisorie o contropareti perimetrali, perlopiù realizzate in mattonelle di argilla cruda o cotta, dotate di tubazioni in rame posizionate a serpentina al loro interno durante la costruzione. Il fluido circolante riscaldava per conduzione la parete che, a sua volta, emetteva il calore per irraggiamento verso gli ambienti confinanti. Si trattava di un tipo d’impianto piuttosto impegnativo da realizzare (richiedeva l’operatività contemporanea di muratori e idraulici), sicuramente efficace e caratterizzato da una grande inerzia termica (spesso voluta, altre volte subita). L’evoluzione dei sistemi costruttivi e impiantistici ha consentito di spostare l’impianto a fluido vettore dall’ipocausto (usato nel sistema Romano) al massetto di distribuzione del pavimento, come pure dal cuore della parete allo strato d’intonaco.

Si sono cominciate a posare nei pavimenti tubazioni prima in rame e poi in materiale plastico, annegate appunto in un massetto di circa sette centimetri di spessore. Il posizionamento, prima a doppia spirale, poi a settori e infine a pannelli precostruiti, normalmente interessa l’intera superficie disponibile, per compensare la schermatura prodotta da mobili, tappeti e oggetti vari. Allo stesso modo, sulla parete si sono iniziate ad applicare tubazioni in rame o in materiale plastico, prima a tubo continuo e poi a pannello. Anche sulla parete, però, era necessario l’annegamento dell’impianto in uno strato di intonaco da tre-quattro centimetri.

Per poter applicare l’impianto a soffitto si è dovuto quindi attendere la disponibilità di impianti con tubazioni di diametro ridotto, massimo 8-10 mm e passo di 100 mm, per non trovarsi nella necessità di dover caricare troppo il solaio con l’intonaco. Ai giorni nostri abbiamo, invece, la possibilità di utilizzare pannelli con tubazioni da 3,35 mm di diametro e passo 15 mm, che consentono di annegare l’impianto negli ultimi 10 mm di intonaco o appena dietro le piastrelle di ceramica.

Vantaggi dell’impianto capillare

Riducendo il diametro dei conduttori e installando un impianto con un passo 15 mm in uno spessore d’intonaco di 10 mm abbiamo dei vantaggi notevoli. Se poi oltre a questo impostiamo la temperatura di mandata del fluido vettore a 35,5 °C otteniamo un’erogazione di calore verso l’interno del locale pari a 98 W/ m2. Se consideriamo la parete come un materiale omogeneo la cui trasmittenza complessiva (U) sia pari a 0,36 W/ m2K, otteniamo una dispersione verso l’esterno di 14 W/m2. Ciò vuol dire che la capacità di resa dell’ambiente interno sarà estremamente elevata. Se invece utilizziamo un impianto non capillare, con tubazioni aventi passo 100 mm e sezione di 10 mm installati sotto uno strato d’intonaco di 25 mm, a parità di temperatura di mandata otteniamo solo 66 W/m2 di resa verso l’ambiente riscaldato, quindi la resa sarà minore. Per avere 98 W/m2 con questo impianto dobbiamo aumentare la temperatura di mandata a 41,3 °C.

Ma ciò comporta una dispersione verso l’esterno di 16 W/m2 e, soprattutto, un notevole aumento dei consumi e quindi dei costi di riscaldamento. In sostanza, un impianto capillare ha una superficie di scambio molto più ampia di un impianto convenzionale, può essere installato in prossimità della superficie esterna ed ha quindi un rendimento più elevato. Le temperature di mandata in riscaldamento degli impianti più prestanti sono scese notevolmente negli ultimi anni, tanto che si possono realizzare impianti che lavorano a 25-26 °C in riscaldamento e 16-17 °C in raffrescamento. E in effetti, anche l’esperienza maturata in questi ultimi dieci anni conferma che un impianto capillare, lavorando in riscaldamento con temperature di mandata inferiori di 10 °C rispetto agli impianti a pavimento convenzionali, a parità di coibentazione del fabbricato e di superficie riscaldata consuma normalmente il 50% in meno.

Scaldare con il sole

A questo punto, avendo ridotto drasticamente le esigenze energetiche per la climatizzazione dei nostri ambienti, per produrre l’energia necessaria al funzionamento possiamo ricorrere a tecnologie che utilizzano fonti rinnovabili disponibili in grandi quantità, come, per esempio, il sole. Un collettore solare termico ad alta efficienza (pannello solare a tubi sottovuoto) può portare anche in inverno la temperatura del bollitore a 50 °C, ben oltre quanto necessario per un impianto con una temperatura di mandata di soli 26 °C e può quindi fornire buona parte dell’energia richiesta. Poi, dove non arriva il collettore solare termico, o per utilizzare l’impianto in raffrescamento, una piccola pompa di calore alimentata da un semplice (e contenuto) impianto fotovoltaico (collegato alla rete pubblica con funzione di accumulatore per disporre dell’energia quando necessaria), ci permette veramente di realizzare un edificio energeticamente autonomo e a CO2 = ZERO.

Temperatura operante e area di comfort

La temperatura che percepiamo in un locale (temperatura operante) è data da due fattori principali, che condizionano anche la nostra sensazione di benessere: la temperatura dell’aria e la media delle temperature radianti delle superfici che ci circondano. Se, per esempio, le pareti della stanza non superassero i 12 °C, dovremmo compensarle con l’aumento della temperatura dell’aria fino a 26 °C per rimanere nella zona di comfort (ma comunque la sensazione che riceveremmo sarebbe di freddo su tutto il corpo e caldo soffocante in faccia). Se portassimo invece la temperatura delle superfici a 20 °C, basterebbe una temperatura dell’aria di 18 °C perché la sensazione di benessere diventi immediatamente elevata. E in effetti, questo è esattamente ciò che fanno gli impianti radianti.

Lo stesso principio, poi, viene applicato nella fase di raffrescamento: se d’estate l’aria dei locali raggiunge temperature troppo elevate, abbiamo due soluzioni: raffreddarla attraverso l’utilizzo di getti di aria fredda, o abbassare la temperatura delle superfici, compensandola ed evitando di produrre sgradevoli e fastidiose correnti d’aria. Un impianto radiante a soffitto è in grado di creare esattamente questo effetto, riproducendo quelle piacevoli condizioni che si riscontrano nelle antiche chiese con spesse murature in pietra.

Architetto Ugo Brollo Ecolabio

L’architetto Ugo Brollo è il fondatore di Ecolabio, l’azienda in cui la cultura e la pratica dell’abitare naturale sono, da sempre, l’elemento fondamentale dell’attività. La sua struttura, si compone di uno studio di architettura, di un gruppo di formazione e di progettisti d’interni e di tecnici della bioedilizia, che mettono a disposizione la loro professionalità per individuare le soluzioni e i percorsi migliori e rispondere alle esigenze dei propri utenti. Per maggiori informazioni: www.ecolabio.it. Recentemente, da questa esperienza è nato un importante progetto volto a creare un circuito del mondo sostenibile, che mette in contatto operatori, associazioni, aziende e utenti sensibili a questo tema, e che trova visibilità nel portale www.ecolabioworld.org.

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