Impianti a bassa temperatura

Testo di Paola Rochira

Il settore residenziale è sicuramente quello più lento rispetto al terziario a recepire l'innovazione tecnologica. Nel nostro paese la climatizzazione invernale degli ambienti è ancora affidata a soluzioni classiche che prevedono la presenza di radiatori o termoconvettori. Tutti sistemi che operano con fluidi a temperatura superiore ai 70-80 °C e che quindi poco si adattano all'impiego di fonti termiche a bassa entalpia (calore di recupero, pompe di calore, impianti solari).
La tecnologia più recente propone sistemi di riscaldamento/raffrescamento a bassa temperatura.
La loro applicazione è più diffusa nei paesi dell'Europa centrale ma può trovare spazio anche da noi e non solo negli edifici nuovi ma anche in quelli da ristrutturare.
Queste soluzioni offrono altri vantaggi oltre a quelli ambientali, climatici e di comfort; consentono di rimuovere i componenti "a vista" recuperando degli spazi utili.
Dal punto di vista del benessere termico possiamo ricordare che il corpo umano scambia calore per irraggiamento per circa il 40÷50%, per convenzione per il 15÷20%, per conduzione per il 2÷5% e per evaporazione per circa il 30÷35%; quindi ad una diminuzione della temperatura radiante deve necessariamente, in inverno, corrispondere un aumento della temperatura dell'aria per mantenere il corpo umano nelle stesse condizioni di equilibrio. In estate la situazione si inverte; con i sistemi radianti non si ha alcuna stratificazione dell'aria, mentre con i sistemi convettivi la stratificazione dell'aria, nella fase di riscaldamento, può essere sensibile, provocando un gradiente verticale di temperatura che, nel caso di soffitti alti, può raggiungere valori anche molto elevati.

Riscaldamento a pavimento
Questi impianti riscaldano in primo luogo il pavimento, il quale trasmette il calore all'ambiente, nella maggior parte per radiazione. Il sistema radiante richiede la realizzazione di un pavimento che sia termicamente isolato verso il solaio e costituito da materiali che siano buoni conduttori di calore e che abbiano una buona inezia termica. Il sottofondo è di solito eseguito in pannelli sagomati di polistirolo e/o polistirene (termoisolante) in cui vanno inseriti i tubi nei quali circola il fluido termovettore a bassa temperatura. Su questi viene gettato un massetto (galleggiante) di cemento sul quale viene posato il pavimento calpestabile.
Il riscaldamento dell'ambiente avviene più lentamente rispetto ai sistemi tradizionali che usano radiatori e convettori metallici, ma il pavimento, grazie alla sua inerzia termica, manterrà il calore per un tempo maggiore.
La grande superficie riscaldante permette un esercizio a bassa temperatura (35-45 °C), che permette l'utilizzo di fonti termiche rinnovabili come pompe di calore, pannelli solari, caldaie a condensazione. La temperatura del pavimento non dovrebbe superare i 25 °C in modo da evitare problemi di discomfort termico ai piedi.
Grazie alla migliore uniformità di temperatura all'interno degli ambienti, non esistono i classici punti freddi, tipico fenomeno dei radiatori. Per effetto dello scambio termico diversificato, sono migliori le condizioni di respirabilità, grazie alla bassa velocità dell'aria è minore la quantità di pulviscolo atmosferico innalzato. L'impianto a pavimento radiante può essere utilizzato anche per il raffrescamento estivo, il limite in questo caso è che la temperatura superficiale non può essere inferiore alla temperatura di rugiada dell'aria ambiente onde evitare condensazioni.
Il sistema è particolarmente adatto per pavimenti con una buona inerzia termica, cotto e pietra, ma è sconsigliato per pavimenti con caratteristiche termoisolanti tipo tappeti, moquette, sughero.
Se ne sconsiglia l'installazione anche in locali molto piccoli, in quanto la superficie limitata del sistema radiante non permetterebbe un adeguato riscaldamento del locale. Lo svantaggio del sistema è l'inaccessibilità dei tubi, in caso di guasto si dovrà procedere alla rimozione del pavimento.

Riscaldamento a parete
Questo sistema è simile a quello a pavimento, con la differenza che la superficie scaldante è verticale.
I tubi in cui circola l'acqua calda vengono montati su uno strato termoisolante steso su tutta la parete e poi coperti dall'intonaco. Alcuni fisiologi ritengono che l'irradiazione del calore dalle pareti conferisca un maggior confort termico rispetto ad altri sistemi. Tuttavia, questo sistema presenta due svantaggi: i tubi non sono facilmente accessibili, anche per questa tipologia in caso di guasto si dovrà rimuovere lo strato d'intonaco, e le pareti riscaldanti dovranno rimanere libere da mobili e da quadri, il che limita la possibilità di arredo degli ambienti.
Il sistema a parete, nel caso di riscaldamento, consente di operare con temperature del fluido più elevate rispetto al sistema a pavimento; l'unico problema potrebbe derivare dall'asimmetria radiante nel senso orizzontale specialmente nel caso in cui i panelli vengano montati soltanto sulle pareti interne e sul lato opposto ad una superficie notevolmente finestrata.
Nel caso in cui, come spesso accade, i pannelli vengano montati in corrispondenza della parete esterna si deve tener presente la perdita di capacità di accumulo e di conseguenza l'effetto di ritardo sui guadagni diretti dell'ambiente a causa del materiale isolante presente al di sotto delle tubazioni.

Riscaldamento a battiscopa
Un sistema di riscaldamento a battiscopa consiste in convettori installati lungo le pareti (non sotto le finestre come i normali convettori) e coperti da un rivestimento frontale che funge da battiscopa.
I convettori sono tubi metallici dotati di alette che conferiscono il calore all'aria la quale, salendo, riscalda la parete che, a sua volta, emette il calore per radiazione.
Il calore viene quindi conferito all'ambiente sia per convenzione che per radiazione.
I vantaggi sono quelli del riscaldamento a parete; lo svantaggio consiste nel fatto che il sistema riduce la libertà di arredamento, in quanto potranno essere utilizzati solo mobili con piedini.

Riscaldamento ad ipocausto
Gli impianti di riscaldamento ad ipocausto (greco: riscaldato da sotto) sono ancora in fase sperimentale, ma erano già conosciuti in epoca romana.
Si tratta di un sistema di riscaldamento in parte a pavimento e in parte a parete.
I pavimenti degli ambienti da riscaldare erano rialzati in modo da contenere vani o cunicoli in cui circolavano i fumi caldi prodotti in una camera di combustione posta a valle del sistema e accessibile dall'esterno. All'altra estremità erano disposte delle canne fumarie, inserite nella muratura in elevazione, che asportavano i fumi all'esterno riscaldando così anche le pareti.
Anche i moderni sistemi ad ipocausto funzionano secondo lo stesso principio.
L'aria, riscaldata da una caldaia o da un collettore solare, viene messa in circolazione in un sistema di tubi o canali inseriti nel solaio e nei muri che, una volta riscaldati, cedono il calore per radiazione e, grazie alla loro inerzia termica, trattengono il calore a lungo.
Questi impianti sono ancora in fase di sperimentazione e non esistono ancora metodi precisi per il loro dimensionamento.