Il principio si basa sulla circolazione di acqua calda a bassa temperatura (in genere tra i 30 e i 35 °C) in un circuito chiuso, che si sviluppa coprendo una superficie radiante molto elevata. Il calore dell’acqua che passa nella serpentina sotto il pavimento viene trasmesso via via verso l’alto, fino a riscaldare l’ambiente della stanza in maniera costante e uniforme.
Vi sono attualmente sistemi che utilizzano l’energia elettrica, sistemi composti da cavi scaldanti o strisce di vario genere, anche se il principio è quello tecnico/scientifico dell’effetto joule (sinteticamente: un conduttore attraversato da una corrente elettrica dissipa energia sotto forma di calore).
Le disposizioni possibili delle tubazioni sono due:
• 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
Tecniche base di realizzazione
Vi sono diversi tipi di struttura di pavimenti radianti: la norma UNI EN 1264 (parte 1 e 4) ne distingue tre:
• 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 polistirene espanso in lastre, lisce o con sagomature particolari, ma sono presenti sul mercato anche la fibra di legno, il sughero, il poliuretano e altri.
Al di sopra dell’isolante vengono posate le tubazioni o i conduttori scaldanti, 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 per impianti ad acqua 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. Per impianti realizzati con conduttori elettrici specifici, il sistema di installazione non varia, ma essendo essi di più facile lavorabilità, la realizzazione di un impianto risulta più semplice e veloce. Per gli impianti ad acqua, 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.
Con massetto o senza massetto?
Una delle domande principali sull’installazione di pannelli radianti a pavimento riguarda la scelta di inserire o non inserire uno strato di massetto tra l’impianto e la pavimentazione. La maggior parte dei sistemi a pavimento sono posati con uno strato di massetto sopra per creare una superficie piana e regolare su cui posare il pavimento. L’aggiunta di questo elemento edilizio richiede anche un mese di tempo: è importante che il cemento asciughi a dovere prima di posare il rivestimento desiderato.
Inoltre il massetto può appesantire la struttura, un fattore importante se i pannelli vengono posati ai piani alti. Un massetto cementizio aumenta anche l’inerzia termica dell’impianto, raccogliendo il calore e rilasciandolo nell’aria più lentamente, un aspetto da non sottovalutare se serve un impianto di riscaldamento reattivo e per poche ore al giorno. Infine aumenta lo spessore finale del pavimento, un aspetto da non sottovalutare in fase di
ristrutturazione. Il lato positivo è il minor costo del materiale di realizzazione. Negli impianti con pannelli radianti a pavimento senza massetto la serpentina di tubazioni è rivestita di solito con uno speciale foglio di alluminio, che aiuta il calore a propagarsi in maniera più uniforme su tutta la superficie del pavimento.
Il pavimento radiale senza massetto (detto anche a secco per distinguerlo dal sistema con massetto) è preferibile per il minor peso che apporta alla superficie piana dell’edificio. Per di più impiega meno tempo ad asciugare rispetto al calcestruzzo, prima di poter essere calpestato. L’assenza dell’elemento cementizio migliora i tempi di risposta del sistema di
riscaldamento e abbassa la sua inerzia termica. Tuttavia l’installazione risulta molto più dispendiosa per via dei materiali tecnici adoperati.
Vantaggi
Rispetto ai tradizionali corpi scaldanti, cioè i radiatori, il pavimento radiante ha i seguenti vantaggi:
• Minori costi di esercizio sul funzionamento 24h su 24h se paragonato ai tradizionali corpi scaldanti. Questo perché è un sistema a bassa temperatura, con tubazioni o conduttori elettrici che lavorano a circa 30-40°C (nei comuni caloriferi: 60-75°C). È stato calcolato che un riscaldamento a pavimento consente una diminuzione delle spese energetiche del 30% [senza fonte] rispetto ad un normale e tradizionale riscaldamento.
• Assenza di costi di manutenzione in quanto le tubazioni sono annegate nel pavimento e non richiedono alcun intervento di manutenzione periodico (per lo stesso motivo bisogna che i materiali utilizzati siano di prima qualità e posati solo da personale specializzato, in quanto eventuali perdite nel pavimento porterebbero a costi di riparazione elevatissimi che vanificherebbero tutti i vantaggi iniziali).
• Distribuzione del calore più uniforme rispetto ad altri sistemi di distribuzione che prevedono fonti di calore localizzate.
• Gradienti termici verticali in linea di massima più contenuti grazie alle basse temperature di esercizio.
• Mancanza di elementi che occupano spazio sulle pareti come i radiatori e in più essendo nascosti sotto il pavimento non presentano alcun impatto visivo.
• Nessun moto convettivo dell’aria. Le polveri e i batteri contenuti nella stanza non vengono spostati dai moti di aria calda e fredda (come nel caso dei radiatori), con un beneficio sulla salute della persona, soprattutto per chi soffre di allergia.
Una nota per quanto riguarda i vantaggi degli impianti elettrici di riscaldamento è che oltre a sfruttare il solito concetto di quelli ad acqua, non necessitano né di caldaia, né di canna fumaria né di tubazioni di distribuzione e non hanno bisogno di alcun tipo di manutenzione. Sul fronte economico il riscaldamento elettrico ha dei costi elevati, pertanto è interessante solo dove l’energia elettrica è abbondante ed economica. In Francia, ad esempio, questo sistema è reso conveniente dal massiccio impiego di energia nucleare e dall’esigenza di smaltire l’energia prodotta in eccesso durante le ore notturne.
Svantaggi
Analogamente, il sistema a pannelli radianti presenta svantaggi da tenere presenti:
• Costi di realizzazione superiori: sono più elevati poiché è presente più materiale e maggiore risulta la relativa manodopera che deve essere necessariamente specializzata.
• Costi elevati di progettazione: necessità di una progettazione accurata e personalizzata: temperature superficiali del pavimento che si discostano dall’ottimale anche solo di qualche grado possono risultare non gradite agli occupanti del locale.
• Sistema di regolazione rigida: la regolazione in genere è affidata a complesse centraline programmabili che tengono conto di molte variabili sia interne che esterne al sistema edificio-ambiente. La sua inerzia termica elevata, inoltre, non consente un abbassamento o
innalzamento della temperatura in maniera repentina.
• Alta inerzia termica: il sistema a pannelli radianti ha un’alta inerzia termica: ciò significa che devono funzionare 24h su 24h per raggiungere l’efficienza voluta. Ne consegue che il risparmio energetico si ottiene solo ed unicamente se l’abitazione è occupata nell’intero arco della giornata (case di riposo, ospedali, etc.). Questo importante fattore
non viene mai discusso nella messa in opera di questi sistemi, comportando, una volta installato, numerose sorprese in bolletta per chi la casa l’ha occupata unicamente nelle ore serali e mattutine (lavoratori, famiglie moderne, etc.).
• Spessori del pavimento: i pannelli radianti richiedono uno spessore supplementare di 7–10 cm sul pavimento, anche se esistono sul mercato attualmente sistemi che richiedono altezze minori e di conseguenza portano inerzie più contenute che in genere non sono mai
inferiori alle 4 ore. Questo sistema andrebbe realizzato contestualmente alla fase costruttiva dell’abitazione. Prendere una giusta decisione per quanto riguarda il riscaldamento della propria abitazione è fondamentale: è bene ricordare che i vantaggi economici tanto millantati del sistema a pannelli radianti si ottengono solo se il volume
abitativo è occupato nell’intero arco della giornata. Qualora non fosse così, la possibilità di spegnere e riaccendere il riscaldamento in maniera repentina e veloce (vero ed unico risparmio energetico) rimane ad oggi l’unica soluzione plausibile.
Fasi di installazione
L’impianto a pavimento va installato su locali intonacati e chiusi con infissi o porte onde evitare una anomala asciugatura del massetto. Prima di procedere all’installazione dell’impianto, deve essere già presente la barriera a vapore (dove le norme tecniche la prevedono) e i passaggi di tubazioni idrauliche e/o elettriche devono essere opportunamente coperti con un sottofondo, in modo da garantire la superficie planare di
base per la posa del pannello isolante dell’impianto a pavimento.
Per la stesura dell’impianto di riscaldamento a pavimento, devono essere disponibili i giusti spessori che tengano conto di:
• spazio per le tubazioni o “pre massetto”, circa 5-8 cm
• ingombro del pannello isolante (tubi+isolante), dai 3 ai 5,5 cm. Tale valore dipende da quanto isolamento viene posato sotto il tubo
• spessore del massetto (se tradizionale lo spessore minimo è di 3-4,5 cm). Nei sistemi a secco il pavimento si può posizionare sull’impianto, a secco.
• spessore della pavimentazione, da 0,8 a 3 cm (piastrelle, parquet, cotto)
Totale: circa 15 cm. Oggi esistono in commercio dei sistemi di riscaldamento a pavimento compatti che, compreso il massetto, garantiscono solo 3 cm di spessore, escluso il pavimento ed eventuali isolanti supplementari.
Una volta appurato che lo spessore sia sufficiente, si passa a verificare il sottofondo.
La superficie del sottofondo dovrà risultare orizzontale, senza avvallamenti, priva di incrostazioni e calcinacci. Va inoltre verificato che i collettori siano correttamente montati.
I consumi del riscaldamento a pavimento L’impianto di riscaldamento a pavimento consente di consumare meno e garantisce una distribuzione uniforme del calore per due motivi:
- la temperatura di funzionamento è dimezzata (35°C) e consuma meno gas
- per la distribuzione dei tubi nel sotto-pavimento che, emanando per induzione il calore dal pavimento verso l’alto, permettono una migliore stratificazione e quindi una copertura uniforme del calore in tutto l’ambiente.
Grazie alle odierne tecnologie il riscaldamento a pavimento permette di regolare elettronicamente la temperatura dell’acqua, per cui, chi ha problemi di circolazione venosa, può semplicemente regolare il termostato con temperature non troppo elevate. Il pavimento radiante ha una temperatura di esercizio intorno ai 35 gradi rispetto ai 75 dei termosifoni. Con le caldaie di nuova generazione, cioè a condensazione, si ha un enorme risparmio soprattutto perché una volta che l’impianto è arrivato alla giusta temperatura, la caldaia modula (abbassa la fiamma) o si spegne e fa circolare soltanto l’acqua calda che è nell’impianto. Per riscaldare l’acqua del circuito si possono utilizzare tutte le fonti di energia disponibili. Dal solare termico al gas per la casa. Comunemente si usa quest’ultima soluzione. È difficile stabilire una percentuale precisa di quanto un impianto a pavimento radiante permetta di risparmiare perché i fattori in gioco sono molti e dipendono sia dalle caratteristiche dei materiali usati che dalla corretta posa degli stessi, ma si può individuare tra il 15% e il 25% il corretto ordine di grandezza del risparmio ottenibile con tale sistema.
Il risultato di entrambi è una temperatura costante e uniforme e una piacevole sensazione di comfort, considerando che l’aria fredda viene spinta verso l’alto, dove non viene più avvertita, per poi tornare immediatamente verso il basso e riscaldarsi. Questo meccanismo evita il problema tipico dei termosifoni, delle stufe e delle altre fonti riscaldanti: provare una
spiacevole sensazione di freddo non appena ci si allontani di pochi passi. Immagina di vivere in una casa con un tetto a spiovente o con delle volte alte più di 3 metri. Il termosifone riscalderà sicuramente l’ambiente, ma l’aria calda, che tende a salire in alto, lascerà alcune zone scoperte (quelle più lontane al radiatore) che renderanno meno confortevole la camera.
In questi casi un pavimento radiante garantirà calore in tutti i punti, migliorando la sensazione termica generale.
Fonti: Wikipedia – https://www.gaiamiacola.it/
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