L’isolante nei sistemi radianti a pavimento

Ruolo dello strato isolante nei sistemi radianti

Lo strato isolante nei sistemi radianti rappresenta uno degli elementi fondamentali per garantire le prestazioni di risparmio energetico e di velocità di reazione dell’impianto. Lo scopo principale di tale strato è minimizzare le perdite di calore retrostanti (sia verso gli ambienti riscaldati che verso porticati, garage o altri locali).

Le norme UNI EN 1264-4 e UNI EN ISO 11855-5 prescrivono le caratteristiche che un isolante per sistemi radianti annegati deve avere in funzione della collocazione all’interno degli ambienti.

Nel presente articolo sono descritte le caratteristiche e le tipologie di isolanti per sistemi radianti a pavimento.

Strati di isolamento termico nei sistemi radianti: caratteristiche

L’isolante per i sistemi radianti deve avere buone caratteristiche meccaniche. Il pannello deve essere sufficientemente robusto per evitare che si sfaldi o rompa durante la posa in cantiere; deve avere inoltre una elevata resistenza alla compressione in modo da assorbire senza cedimenti né incrinature i carichi a cui è sottoposto il pavimento del locale occupato. Non deve deteriorarsi nel tempo; deve avere quindi buona stabilità termica e chimica.

Questo significa che l’isolante deve mantenere le sue buone caratteristiche termiche e meccaniche anche se sottoposto per lungo tempo a temperature superiori a quella ambiente; tali caratteristiche inoltre non devono variare a causa di reazioni con materiali circostanti.

Anche il calore specifico deve essere più contenuto possibile per evitare che il pannello diventi un accumulatore di calore e faccia innalzare la temperatura dell’isolante più del dovuto. La conduttività termica di un isolante aumenta con la temperatura.

Visto che la presenza di acqua nel pannello ne comprometterebbe sia le caratteristiche meccaniche (deterioramento del materiale) sia quelle termiche (l’acqua ha una conduttività termica circa 25 volte più elevata dell’aria), un buon pannello isolante deve avere un’ottima resistenza all’acqua.

Infine, è consigliato che l’isolante abbia caratteristiche di infiammabilità, e che non sia nocivo alla salute. Infatti, essendo i pannelli isolanti stesi sul pavimento dell’intero edificio da riscaldare, se essi fossero costituiti di materiali infiammabili potrebbero essere fonte di eventuali incendi.

La non tossicità si motiva in fase di posa o eventuali manutenzioni; materiali nocivi minaccerebbero la salute degli operatori che si trovano a maneggiarli.

Strati, funzioni e caratteristiche

È di fondamentale importanza comprendere quali elementi sono da installare in funzione delle condizioni al contorno.

Gli elementi di seguito descritti sono:

• barriera al vapore;
• strato acustico;
• strato isolante;
• strato di protezione dello strato isolante.

Questi elementi sono da conoscere per evitare di assegnare loro funzioni per le quali non sono stati progettati. La corretta stratigrafia degli elementi sopra descritti è rappresentata in Figura 1.

La funzione della barriera al vapore è la protezione di tutti gli strati (acustico, isolante termico) che verranno posti sopra di essa. La barriera al vapore dovrà avere determinare caratteristiche (valore SD - strato d'aria equivalente espresso in metri) in funzione delle condizioni nel quale si installa e in funzione della tipologia di rivestimento.

Lo strato acustico (opzionale) potrà essere uno stato indipendente oppure potrà essere pre-accoppiato allo strato isolante (ad esempio mediante una guaina a base di gomma).

Lo strato isolante dovrà seguire le prescrizioni riportate nelle norme UNI EN 1264-4 e UNI EN ISO 11855-5.

Lo strato di protezione dello strato isolante NON è una barriera al vapore! La sua funzione, come dice il suo nome è quella di proteggere l’isolante dal getto del massetto. Tale strato, infatti, non è soggetto a vincoli di installazione (sigillatura) o prestazionali (valore minimo di SD) come per la barriera al vapore; gli unici vincoli sono spessore che deve essere di almeno 0,15 mm per un foglio di polietilene e la sovrapposizione dei fogli (almeno 8 cm) o materiale con analoghe prestazioni (UNI EN 1264 e UNI EN ISO 11855).

Caratteristiche prestazionali dell’isolamento

Gli isolanti per i sistemi radianti possono avere scopo di riduzione della trasmissione del calore (isolante termico) oppure di riduzione dei rumori (isolanti acustici) oppure una combinazione di entrambi.

Diverse sono le tipologie di isolanti per i sistemi radianti, sia sotto il profilo della forma (lisci, preformati, ecc.) sia per i materiali (polistirene, fibre naturali, ecc.). Queste sono di seguito descritte.

Gli isolanti preformati permettono l'alloggiamento delle tubazioni all'interno delle scanalature. La tipologia più diffusa è il cosiddetto "bugnato", caratterizzato da uno strato isolante termoformato coperto da uno strato di protezione dello strato isolante (requisito obbligatorio secondo UNI EN 1264 e UNI EN ISO 11855) come rappresentato in Figura 4,vedi nel file PDF.

Nei sistemi a basso spessore (sistema Tipo B secondo UNI EN 1264 e UNI EN ISO 11855) invece le tubazioni sono inserite nelle lamine conduttive inserite a loro volta nello strato isolante. In questo caso lo strato di protezione dello strato isolante sarà collocato dopo la posa delle tubazioni e prima del getto o della posa del massetto o dello strato di supporto a secco (Figura 5, vedi nel file PDF).

Negli isolanti lisci lo strato di protezione dello strato isolante può essere già accoppiato, come mostrato in Figura 6 oppure può essere appoggiato sopra l'isolante in opera (Figura 7, vedi nel file PDF).

I materiali più diffusi per gli isolanti nei sistemi radianti sono riportati in Tabella 1.

Requisiti di norma: aspetti termici

Un aspetto molto importante è relativo all’isolamento termico per limitare la trasmissione di calore tra i tubi e l’ambiente attiguo. Gli isolanti posti dietro al sistema radiante hanno la funzione di riduzione del calore ceduto verso l’ambiente retrostante. A tal fine le norme UNI EN 1264 e UNI EN ISO 11855 riportano i valori minimi di resistenza termica degli strati isolanti, che risultano obbligatori per i sistemi che funzionano sia per il riscaldamento sia in raffrescamento, mentre sono consigliati per i sistemi in solo raffrescamento (Tabella 2).

Questa affermazione è da prendere con estrema cautela da parte del progettista, in quanto deriva da consuetudini in climi relativamente poco caldi. Nei nostri climi è consigliato sottostare agli spessori indicati nella norma anche nel caso di solo raffrescamento.

Per resistenze minime si intendono solo quelle dell’isolante senza considerare il solaio sottostante.

Per facilitare la comprensione delle tabelle sopra riportate, si riporta di seguito un esempio di calcolo dello spessore minimo di diversi tipi di isolante, per garantire la resistenza termica richiesta dalla norma UNI EN 1264 e UNI EN ISO 11855.

Nel caso di ambiente sottostante riscaldato, ad esempio, lo spessore minimo sarà paria a 2 cm di poliuretano e 3 cm di EPS. Con temperatura esterna compresa tra -5 °C e 0 °C dell’ambiente sottostante lo spessore minimo dell’isolante dovrà essere pari a 5 cm per il poliuretano e di 7.5 cm nel caso di EPS.

In Figura 8 sono rappresentati i possibili casi presentati in Tabella 2. Ad ogni lettera corrisponde il caso di riferimento: ad esempio tra l’ambiente riscaldato e il piano terra riscaldato all’interno della freccia è riportata la lettera “a”, che corrisponde ad una resistenza dell’isolante pari a 0.75 m²K/W.

Occorre sottolineare come, non solo per i pavimenti radianti, ma anche per i sistemi a parete e a soffitto sia fondamentale prevedere gli isolamenti termici riportati in Tabella 2 ai fini del risparmio energetico, indipendentemente dal valore di trasmittanza termica usata nei calcoli delle dispersioni termiche.

L’isolamento, che può essere liscio o conformato in modo da essere già predisposto per l’incastro delle tubazioni, consente inoltre di rendere termicamente indipendenti i diversi piani di un edificio.

Questa condizione è necessaria quando si hanno diverse abitazioni servite da impianti autonomi o con contabilizzazione del calore, ma anche nel caso di una sola abitazione su più piani è consigliabile l’utilizzo dell’isolante per permettere una corretta e indipendente regolazione della temperatura in ciascun piano.

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L'articolo prosegue illustrando il nuovo criterio di calcolo per la resistenza termica degli isolanti, per i sistemi installati negli edifici nuovi e per i sistemi per le riqualificazioni