Sistemi radianti a soffitto: funzionamento, pro e contro, normativa di riferimento

Soffitti radianti: soluzioni eleganti per comfort ed efficienza energetica

Alcuni cenni per iniziare l’articolo sulla propagazione del calore. La propagazione del calore avviene in tre modi: per conduzione, per convezione e per irraggiamento.

• Si dice che il calore si propaga per conduzione quando si trasmette da un corpo solido ad un altro, posti a diversa temperatura e a contatto fra loro.
• Si dice che il calore si propaga per convezione quando la propagazione avviene nei fluidi, dove il calore si propaga per spostamento di materia.
• Si dice che il calore si propaga per irraggiamento quando la trasmissione del calore tra due corpi avviene attraverso le radiazioni emesse da una sorgente, anche se fra i due c’è il vuoto.

PER APPROFONDIRE Sistemi radianti: riscaldamento, raffrescamento, tutto quello che c’è da sapere

I pannelli radianti sono sistemi di riscaldamento che utilizzano il calore proveniente da tubazioni collocate dietro le superfici dell’ambiente da riscaldare. Si suddividono generalmente in tre categorie:

• Pannelli radianti a pavimento
• Pannelli radianti a parete (o con listello radiante a battiscopa)
• Pannelli radianti a soffitto

PER APPROFONDIRE Soffitti radianti: sospesi e in aderenza. Aspetti normativi e destinazioni d’uso

Rispetto ai tradizionali radiatori, il riscaldamento con sistemi radianti offre diversi vantaggi:

• Minori costi operativi: Funzionando 24 ore su 24, il riscaldamento a irraggiamento presenta costi inferiori rispetto ai radiatori. Questo è dovuto al fatto che il sistema opera a bassa temperatura, con tubazioni o conduttori elettrici che lavorano a circa 30-40°C (mentre i radiatori tradizionali raggiungono i 60-75 °C). Si stima che il riscaldamento a pavimento riduca i consumi energetici del 30% rispetto ai sistemi tradizionali.
• Assenza di manutenzione: Le tubazioni sono integrate nel pavimento, o nelle pareti o nel soffitto, eliminando la necessità di interventi di manutenzione periodica. Tuttavia, è fondamentale utilizzare materiali di alta qualità e affidarsi a professionisti esperti per l’installazione, poiché eventuali perdite potrebbero comportare costi di riparazione molto elevati che vanificherebbero i risparmi iniziali.
• Distribuzione uniforme del calore: Rispetto ad altri sistemi che utilizzano fonti di calore localizzate, il sistema radiante assicura una distribuzione del calore più omogenea nell’ambiente.
• Bassi gradienti termici verticali: Grazie alle basse temperature di esercizio, il riscaldamento a pavimento riduce i gradienti termici verticali, garantendo una temperatura più uniforme in tutta la stanza.
• Nessun ingombro visivo o spaziale: Non sono necessari radiatori che occupano spazio sulle pareti. Inoltre, essendo nascosto nei solai o nelle pareti, il sistema non ha alcun impatto visivo sull’ambiente.
• Migliore qualità dell’aria: Poiché non c’è movimento convettivo dell’aria, il riscaldamento a pavimento non sposta polveri o batteri presenti nell’ambiente, a differenza dei radiatori, contribuendo così a un miglioramento della salute, soprattutto per chi soffre di allergie.

Nella pratica, esistono due tipologie di sistemi radianti:

• Sistemi radianti idronici, ovvero con fluido termovettore acqua;
• Sistemi radianti elettrici.

I sistemi radianti idronici sono costituiti da tubazioni (serpentine) in materiale plastico che vengono annegate nelle strutture (pavimenti, pareti, soffitti). All’interno delle tubazioni circola il fluido termovettore (acqua) in grado di lavorare a temperature basse in riscaldamento (T° fluido 30/35°C circa) e a temperature alte in raffrescamento (T° fluido 18°C circa). I sistemi radianti elettrici invece utilizzano l’energia elettrica per generare calore. A differenza dei sistemi radianti idronici, che utilizzano acqua calda o fredda per trasferire energia termica, quelli elettrici sfruttano resistenze elettriche o cavi riscaldanti integrati nelle superfici.

Gli Impianti radianti, a diversità dei più tradizionali a convezione dove si va a modificare la temperatura dell’aria, sono caratterizzati da un’emissione di energia da parte del sistema emettitore caldo verso il sistema assorbitore freddo. Caratteristica fondamentale di questi impianti è che il flusso di calore emesso per irraggiamento risulta molto più elevato di quello per convezione.

In riscaldamento, il sistema a convezione (illustrato qui sotto), riscalda l’aria ambiente. Se le strutture hanno una superficie molto fredda, per raggiungere la temperatura operativa adeguata, si deve aumentare molto la temperatura ambiente. Questo può provocare un’alta differenza verticale di temperatura e possibile stratificazione d’aria.

Il riscaldamento a pavimento (qui sotto), invece, scambia energia con le strutture adiacenti andando ad aumentare la temperatura superficiale delle stesse. Questo fa sì che aumenti la temperatura media radiante fino al raggiungimento della temperatura operativa desiderata, il tutto senza andare ad aumentare eccessivamente la temperatura dell’aria causandone la stratificazione.

Il sistema a soffitto (qui sotto) in funzionamento invernale rappresenta la migliore soluzione per edifici di ultima generazione. Particolarmente veloce e reattivo, viene utilizzato con le più basse temperature di mandata tra i sistemi radianti ed è particolarmente adatto a locali con occupanti sdraiati come ricoveri e degenze ospedaliere. In fase estiva il sistema consente di lavorare con temperature superficiali più alte rispetto agli altri sistemi radianti. Infatti il sistema a soffitto è, tra gli impianti ad irraggiamento, quello che può garantire le più elevate prestazioni in raffrescamento in termini di potenza emessa.

La prima domanda che l’interlocutore comune pone quando si propone un impianto a soffitto è: come fa un impianto a soffitto a riscaldare un ambiente se l’aria calda tende a stratificarsi nella parte alta della stanza?

Il primo paragone da fare, è con la primaria fonte di energia: il sole. Questo per effetto dell’irraggiamento, trasferisce calore alle strutture che ci circondano. Con lo stesso principio, un impianto a soffitto trasferisce calore alle strutture dell’ambiente, aumentando o diminuendo la temperatura media superficiale, portandola il più vicino possibile alla temperatura dell’aria.

I sistemi di riscaldamento tradizionali diffondono il calore per convezione, seguendo il percorso naturale del calore dal basso verso l’alto. A differenza di quello per convezione, che riscalda l’aria circostante, l’irraggiamento riscalda direttamente gli oggetti e le superfici all’interno della stanza.

Questo permette una distribuzione omogenea e naturale del calore. Il soffitto radiante è una superficie attiva di ampie dimensioni che riscalda e raffresca per irraggiamento, diffondendo il calore e il fresco in modo costante, uniforme e piacevole. Questo avviene grazie a una rete di serpentine attraverso cui scorre acqua calda o fredda, a seconda delle necessità di climatizzazione.

L’impianto è costituito da tubi sottili disposti a serpentina all’interno di una struttura prefabbricata in cartongesso.

Durante i mesi freddi, l’acqua calda che circola nei tubi riscalda uniformemente l’ambiente, mentre in estate, l’acqua fredda circolante serve per raffrescare gli spazi. In quest’ultimo caso, è fondamentale abbinare l’impianto radiante a un sistema di deumidificazione. Grazie alla sua posizione sul soffitto, l’impianto garantisce una distribuzione omogenea e confortevole di calore e frescura, assicurando un comfort ideale in ogni stanza.

• UNI EN ISO 11855: progettazione dell’ambiente costruito – Progettazione, dimensionamento installazione e controllo dei sistemi di riscaldamento e raffreddamento radianti integrati;
  
• UNI EN 1264: sistemi radianti alimentati ad acqua per il riscaldamento e il raffrescamento integrati nelle strutture;
  
• UNI EN 14037: pannelli radianti sospesi per riscaldamento e raffrescamento alimentati con acqua a temperatura minore di 120 °C;
  
• UNI EN 14240: ventilazione degli edifici – soffitti freddi – prove e valutazione (rating);
  
• ISO 18566:2017: building environment design – Design, test methods and control of hydronic radiant heating and cooling panel systems – Part 1: Vocabulary, symbols, technical specifications and requirements.

Le tipologie di sistemi radianti a soffitto sono molteplici. I principali sistemi con intercapedine d’aria sono i seguenti quattro:

Realizzare un sistema di riscaldamento e raffrescamento radiante a soffitto in aderenza permette di incorporare il sistema radiante al soffitto creando un corpo unico. In questo caso è possibile avere un pacchetto estremamente ridotto ed avere dei costi di acquisto contenuti. Il sistema rimane estremamente reattivo e rapido nella risposta ed è poco invasivo.

I controsoffitti radianti, invece, sono costituiti da pannelli con tubazioni e una struttura metallica di sostegno:

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