Pannelli radianti: la rivincita del sistema che ha più di 100 anni

Pannelli radianti: la rivincita del sistema che ha più di 100 anni

Pannelli radianti

I pannelli radianti sono terminali costituiti da tubazioni in cui scorre l’acqua calda o fredda, annegate nelle strutture che costituiscono l’involucro degli ambienti che servono.

I pannelli radianti possono essere a pavimento, a parete o a soffitto. In base alla posizione pertanto verranno annegati in un massetto di finitura (pavimento) o nell’intonaco (parete o soffitto).

Il sistema venne inventato dal prof. Barker nel 1908, che lo brevettò chiamandolo panel heating, ovvero riscaldamento a pannelli. Nella sua versione originale l’impianto era costituito da tubazioni in ferro annegate nel calcestruzzo ed era utilizzato in alta temperatura.

Dopo varie sperimentazioni, effettuate fino agli inizi degli anni cinquanta, questo sistema venne per molto tempo abbandonato poiché in quella configurazione poteva creare vari disagi agli occupanti dell’edificio che serviva. L’alta temperatura e l’elevata superficie radiante potevano portare a disturbi fisiologici quali: mal di testa, cattiva circolazione, innalzamento della pressione arteriosa ed eccessiva sudorazione. Una volta capito che il problema risiedeva nell’eccessiva temperatura delle superfici radianti e nell’eccessiva inerzia termica delle strutture che ospitavano le tubazioni, l’interesse per questo tipo di impianto venne riscoperto a partire dalla crisi energetica degli anni settanta.

Da quel momento intervenne un cambio di rotta: gli edifici dovevano essere isolati (per la crisi energetica), le tubazioni iniziarono ad essere percorse da acqua a temperatura più bassa (riducendo il calore da fornire all’edificio) e le solette vennero ridotte di spessore per ridurre l’inerzia termica, che poteva causare dei surriscaldamenti eccessivi anche una volta spento l’impianto.

Pannelli radianti. Quali benefici e quali limiti esistono?

I benefici legati all’uso dei pannelli radianti possono essere così sintetizzati:

  • elevato benessere termico;
  • calore utilizzabile a basse temperature;
  • aspetto igienico-estetico;
  • non visibilità dei terminali;
  • libertà d’arredo.

I limiti legati a questo tipo di terminali invece sono:

  • temperatura ridotta del pavimento (max 29 °C), della parete (max 40 °C) o del soffitto (max 29 °C), condizionata e limitata la potenza specifica dei pannelli [W/mq];
  • elevata inerzia termica che li rende inadatti a locali ad uso discontinuo.

Il primo limite è facilmente superabile isolando bene l’involucro che costituisce l’ambiente da riscaldare; in proposito la norma UNI EN 1264 che regolamenta la progettazione e l’installazione dei pannelli prescrive anche dei minimi livelli di isolamento dietro ai pannelli per evitare dispersioni termiche.

In più il problema in genere si avverte quando si ricorre ai pannelli radianti a pavimento, quando la superficie radiante può essere integrata con pannelli a parete o a soffitto quasi mai vi sono problemi di potenza inferiore a quella richiesta. L’elevata inerzia termica è stata in parte risolta con massetti speciali che permettono bassi spessori ed elevata conduttività.

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Quale sistema scegliere?

Per ridurre ulteriormente l’inerzia, si può far ricorso a sistemi costruttivi a secco; in questi casi si ricorre a fresatura di un massetto tradizionale o di una lastra in gesso fibra, si inserisce il tubo nella fresatura e poi si incolla sopra il pavimento; oppure si utilizza il pannello presagomato in cui viene passato il tubo, viene messo in opera 5 mm di livellante e incollato sopra il pavimento.

In entrambi i sistemi il tubo non è più ricoperto e i tempi di messa a regime sono veramente ridotti.

Per le pareti e i soffitti, invece, sono stati sviluppati dei sistemi in cui viene fornito il pannello radiante già pronto, costituito da isolante, serpentina con le tubazioni e pannello di gesso che la ricopre con il minimo spessore. Si tratta solo di incollare il pannello e collegarlo idraulicamente con le tubazioni di andata e di ritorno dell’impianto.

In tutti questi sistemi vanno comunque considerati gli spessori che il radiante comporta nella sua stratigrafia, costituita da pannello isolante, lo spessore delle tubazioni e dei loro supporti, lo spessore o meno del massetto.

In un sistema tradizionale, di solito, le tubazioni in materiale plastico o multistrato sono di diametro compreso tra 16-20 mm, il massetto standard ha uno spessore di 45 mm, per cui il minimo spessore escluso l’isolante è di 61-65 mm. Lo spessore dell’isolante viene stabilito sulla base della norma EN 1264, oppure nel rispetto dei parametri stabiliti per legge, se il pannello è controterra oppure a contatto con l’esterno (ad oggi si fa riferimento al d.m. 26 giugno 2015).

Per ridurre gli spessori, la tecnologia ha fatto dei passi avanti, creando dei tralicci per la posa del tubo che irrigidendo ed evitando movimenti al massetto possono essere installati con bassi spessori, ridotti fino a 15 mm.

Serpentina singola, doppia o a spirale?

Le dimensioni delle serpentine sono legate alla lunghezza dei rotoli costituenti le tubazioni e all’interasse di posa. I rotoli hanno una lunghezza al massimo di 150 ml e gli interassi che vanno dai 5 ai 20 cm per cui la superficie copribile da una serpentina varia dai 7,5 mq con interasse 5 cm ai 30 mq con l’interasse 20 cm.

Questa caratteristica fa sì che vengano installati uno o più pannelli radianti a seconda della dimensione del locale da servire. Questo comporta dei collettori con molti attacchi e con ingombri più grandi rispetto a quelli per i radiatori. La distribuzione delle tubazioni nel pannello radiante segue un disegno che può essere a serpentina semplice, singola o doppia, oppure serpentina a spirale (vedi Fig.1).

Pannelli radianti

Fig.1_Distribuzione delle tubazioni

La serpentina semplice di tipo doppio e la serpentina a spirale sono da prediligere in quanto viene interposta la tubazione di ritorno tra le tubazioni di mandata, ciò crea una temperatura del pavimento uniforme.

Con l’utilizzo della serpentina singola ciò non avviene per cui ci potrebbe essere una zona della stanza con temperatura del pavimento più alta (per le tubazioni di mandata) e una zona del pavimento con temperatura più bassa (per le tubazioni di ritorno). In genere si utilizza la serpentina semplice singola per coprire vani di geometria irregolare.

In caso di vani regolari la serpentina a spirale è sempre da prediligere poiché con questo disegno si limitano le perdite di carico. Infatti rispetto ad un tubo installato linearmente in cui sono presenti solo perdite di carico lineari, con entrambi i disegni dobbiamo considerare le perdite di carico localizzate legate alle curve per il cambiamento di direzione secondo queste proporzioni [8]:

  • serpentina semplice-singola +17%
  • serpentina semplice-doppia +17%
  • serpentina a spirale +13%

Come si può notare dai valori, in caso di utilizzo del disegno a spirale le perdite di carico sono ridotte del 4%; ciò implica meno potenza richiesta alle pompe per fornire le necessarie prevalenze e portate.pannelli radianti

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