50 anni di ricerca scientifica sui sistemi radianti

Ad aprile 2015 è stato pubblicato un articolo sulla rivista scientifica Building and Environment dal titolo “A 50 year review of basic and applied research in radiant heating and cooling systems for the built environment”. Insieme a Kyu-Nam Rhee la pubblicazione è stata scritta con il Prof. Kwang Woo Kim che è attualmente convenor del WG8 (Gruppo di lavoro interazionale ovvero ISO sui sistemi radianti). L’articolo contiene una revisione della letteratura sui sistemi radianti negli ultimi 50 anni, con lo scopo di scoprire le tendenze sulle ricerche scientifiche, analizzare le problematiche più ricorrenti e suggerire filoni di ricerca per il futuro.

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La principale conclusione dell’analisi è che i sistemi radianti sono stati oggetto di uno sviluppo continuo, fatto di modifiche ai sistemi e di migliorie con l’obiettivo di ottenere un miglior comfort termico ed una maggiore efficienza energetica.

Tra le principali motivazioni che fanno aumentare la diffusione dei sistemi di riscaldamento e raffrescamento radianti vi sono: elevato comfort termico, ridotto consumo di energia, funzionamento silenzioso e risparmio di spazio.

Per questo motivo, sono stati condotti numerosi studi sui sistemi radianti per valutare le prestazioni termiche del sistema e implementare il sistema per applicazioni pratiche. E' stata condotta una revisione della letteratura sulla ricerca di base e applicata nei sistemi radianti per l'ambiente costruito. L'obiettivo di questa revisione è di scoprire le tendenze della ricerca sui sistemi radianti, scoprire le principali problematiche e suggerire ulteriori studi per lo sviluppo del sistema. Focus della revisioni della letteratura sono stati i temi del comfort termico, analisi termica incluso modello di trasferimento termico, capacità di riscaldamento/raffrescamento, analisi CFD, simulazione energetica, configurazione del sistema e strategie di controllo. Sulla base dei risultati della revisione della letteratura, sono stati proposti diversi argomenti per studi futuri, che sono necessari per superare i limiti dei sistemi radianti per estenderne l'applicazione a vari tipi di edifici, climi ecc. 

Tipologie e classificazione dei sistemi radianti

Esistono molte varianti dei sistemi radianti, che possono essere classificati in base alla posizione delle superfici radianti, all'integrazione con la struttura dell'edificio, al fluido termovettore ecc. Dal punto di vista della posizione delle superfici radianti, i sistemi si suddividono in:

  • sistemi di raffrescamento radiante a soffitto,
  • sistemi di riscaldamento a soffitto, 
  • sistemi di riscaldamento a pavimento, 
  • sistemi di raffrescamento a pavimento,

Concentrandosi sull'integrazione con le strutture dell'edificio, quando la tubazione è annegata negli elementi della struttura i sistemi radianti vengono definiti solai termoattivi, componenti attivati termicamente, lastre di raffrescamento con anima in calcestruzzo, sistemi di costruzione attivati termicamente. Nella tabella di seguito sono suddivisi tra riscaldamento e raffrescamento tutti i nomi dati ai sistemi a pavimento, a soffitto e alle strutture.

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