I sistemi radianti ad attivazione termica della massa: normative e progetti in corso

I TABS: i sistemi radianti annegati

L’acronimo TABS che deriva da Thermally Activated Building Systems rappresenta una particolare tipologia di sistemi radianti annegati, generalmente senza isolante. In italiano vi sono molte traduzioni, le più utilizzare sono sistema ad attivazione termica della massa e sistemi termoattivi.

Una superficie termo-attiva è un sistema di riscaldamento e raffrescamento annegato, in cui la tubazione è incorporata nel nucleo centrale di una struttura edilizia. Le strutture edili in cui sono annegate le tubazioni sono solitamente quelle orizzontali, di conseguenza, pavimenti e soffitti sono generalmente indicati come superfici attive. In una tipica struttura termo-attiva, il calore viene asportato da un sistema di raffrescamento (ad esempio un refrigeratore), collegato alle tubazioni annegate nel solaio. Le superfici termo attive sfruttano l'elevata inerzia termica del solaio al fine di creare una limitazione dei picchi. La limitazione dei picchi consiste nel ridurre il picco di potenza di raffrescamento; in questo modo è possibile raffrescare le strutture dell'edificio durante un periodo in cui gli occupanti sono assenti (durante la notte per gli uffici).

In questo modo il consumo di energia può essere ridotto ad esempio utilizzando una tariffa elettrica notturna inferiore. Allo stesso tempo è possibile ridurre le dimensioni dei componenti del sistema di riscaldamento/raffrescamento (incluso il refrigeratore).

I TABS possono essere utilizzati sia con ventilazione naturale che meccanica. La ventilazione meccanica con deumidificazione può essere richiesta a seconda del clima esterno e della produzione di umidità interna. Per quanto riguarda la progettazione dei TABS, il progettista deve sapere se la potenza ad una data temperatura dell'acqua è sufficiente per mantenere la temperatura ambiente entro un determinato intervallo di comfort. Inoltre, il progettista deve conoscere il flusso termico lato acqua per poter dimensionare il sistema di distribuzione del calore e il refrigeratore/caldaia.

Quando si utilizzano i TABS, le temperature interne variano moderatamente durante il giorno e l'obiettivo di una buona progettazione è quello di mantenere le condizioni interne in un intervallo di comfort tra il -0,5 < PMV < +0,5, durante il giorno, secondo la ISO 7730.

Il principio di funzionamento

Per attivare la massa del solaio vengono installate tubazioni in materiale plastico all’interno della soletta in calcestruzzo, senza l’aggiunta di isolante come nei tradizionali sistemi radianti: a seconda della stagione l’energia viene assorbita o rilasciata per raffrescare o per riscaldare gli ambienti. Grazie all’elevata superficie di emissione, la differenza di temperatura tra l’aria ambiente e l’acqua può essere mantenuta molto bassa.

Tutti i materiali da costruzione che possono immagazzinare energia sono adatti per l'attivazione termica.

Tuttavia, rispetto al legno o ai mattoni, il calcestruzzo svolge un ruolo più importante grazie alla sua elevata capacità di stoccaggio, motivo per cui l'attivazione della sua massa viene utilizzata per la climatizzazione.
Tipicamente, la temperatura di mandata delle tubazioni è compresa tra 18 e 22°C in estate, mentre nel periodo invernale la temperatura è di circa 30°C.

Il circuito radiante, realizzato in tubazioni in materiali plastico, viene alloggiato al centro della struttura, nel cuore del solaio, così da sfruttarne l'intero volume per accumulare energia. In tal modo, l'intera struttura del solaio diviene un terminale d'impianto caratterizzato da elevata capacità termica e quindi in grado di accumulare energia frigorifera (in regime estivo) o termica (in funzionamento invernale), per poi rilasciarla in modo graduale e autoregolante nell’arco della giornata, permettendo una leggera fluttuazione delle grandezze interne di benessere (principalmente temperatura dell’aria e temperatura media radiante), rimanendo all’interno del campo di comfort termico.

Nell'immagine in Figura è riportata la distribuzione delle temperature in un TABS in due simulazioni agli elementi finiti.

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All'interno del pdf si trova un'analisi sul contesto normativo e la descrizione del progetto "Cool Alps" che mira a migliorare l'adattabilità ai cambiamenti climatici e la sicurezza energetica nella Zona Alpina, sostenendo la diffusione di edifici innovativi ad attivazione termica della massa.