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Sistemi radianti: riscaldamento, raffrescamento, tutto quello che c'è da sapere

Un articolo di supporto al professionista tecnico con contenuti sempre aggiornati dal punto di vista normativo, della progettazione e dell’installazione dei sistemi radianti.

Appunti tecnici di Ingenio sui sistemi radianti

I sistemi radianti per il riscaldamento e il raffrescamento a pavimento, parete e soffitto rappresentano la soluzione impiantistica più interessante da adottare sia nei nuovi edifici che nell’ambito degli interventi di ristrutturazione.

Attualmente il mercato si sta orientando verso le soluzioni a bassa inerzia. La rapidità di risposta infatti è il principale vantaggio di questa tecnologia che trova la sua declinazione sia a pavimento che a soffitto.

Inoltre, un recente studio ha dimostrato che la sola riqualificazione impiantistica basata sugli impianti radianti,
abbinati a pompa di calore e a un sistema di ventilazione meccanica controllata, permette il raggiungimento
della classe energetica minima richiesta dalla nuova EPBD.

I sistemi radianti sono tecnologie in costante evoluzione, per questo motivo è importante fornire ai professionisti un supporto tecnico aggiornato dal punto di vista normativo, della progettazione e dell’installazione degli impianti stessi.

INGENIO ha dedicato in questi ultimi anni moltissima attenzione ai sistemi radianti, questo grazie al contributo di numerosi tecnici e in particolare dell'ing. Clara Peretti.

Attraverso questa pagina vogliamo creare un raccordo tra le diverse pubblicazioni presenti sul nostro portale per dare un supporto immediato ai nostri lettori interessati a capirne di più.

 

Sistemi radianti: tipologie, classificazione e destinazioni d’uso

sistemi radianti sono sì una tecnologia consolidata ma che comunque presenta aspetti innovativi e sempre al passo con le evoluzioni tecnologiche sia nell’ambito dei sistemi di emissione (pavimenti, soffitti e pareti radianti), che nell’ambito dei sistemi di regolazione e dei sistemi di trattamento dell’aria.

Nella pratica, esistono due tipologie di sistemi radianti:

  1. Sistemi radianti idronici, ovvero con fluido termovettore acqua;
  2. 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 idronici si integrano perfettamente con sistemi di generazione ad elevata efficienza o con fonti rinnovabili.

Come già anticipato in apertura all’articolo, i sistemi radianti per il riscaldamento e il raffrescamento sono una soluzione impiantistica interessante che trova ambito d’applicazione tanto nei nuovi edifici quanto negli edifici oggetto di interventi di riqualificazione. Il motivo? Si tratta di una tecnologia che si integra perfettamente alla struttura dell’edificio (pavimento, soffitto e/o parete), evitando così ingombri negli ambienti che possono essere arredati con maggiore flessibilità.

Sono molteplici i vantaggi offerti dai sistemi radianti, tra questi la possibilità di essere installati in edifici a diversa destinazione d’uso, ad esempio:

  

isolamento-comfort-termico-10-700.jpg

  

Installare un impianto radiante: i principali vantaggi

Quali sono i reali vantaggi che si possono ottenere dall’installazione di un sistema radiante? Perché preferire questa tipologia di impianto rispetto ad altri sistemi di riscaldamento e raffrescamento? La risposta a questa domanda può essere tecnica e approfondita, ma può essere difficile far comprendere ad un utente finale alcuni aspetti complessi legati a questa tecnologia. Attraverso una guida ragionata alla scelta, l’ing. Clara Peretti ha descritto e approfondito i principali sistemi di riscaldamento e raffrescamento per gli edifici residenziali mettendo a confronto radiatori, ventilconvettori e sistemi radianti sotto il profilo tecnico e di utilizzo.

Inoltre, grazie all'abbinamento tra sistemi radianti e VMC si possono ottenere importanti vantaggi sia in termini di comfort che di qualità dell'aria.

Sistemi radianti TABS: cosa sono?

sistemi con solai termoattivi (o ad attivazione termica della massa) sono generalmente definiti TABS (Thermo-Active Building Systems) e rappresentano uno standard nel mercato dell’Europa centrale per il raffrescamento e il riscaldamento degli ambienti. Sono sistemi in utilizzo da diversi anni, tuttavia la loro applicazione è più diffusa nel nord Europa che in Italia.
CLICCA QUI PER APPROFONDIRE

  

Sistemi radianti: sì, no.. ancora qualche dubbio? Ecco cosa c’è da sapere!

Qualche anno fa sulla rivista scientifica Building and Enviroment è stato pubblicato un articolo dal titolo “Ten questions about radiant heating and cooling systems” a cura di Kyu-NamRhee, Bjarne W. Olesen eKwangWooKim. L’ing. Clara Peretti si è occupata della traduzione del testo e ne sono uscite tre pubblicazioni che di seguito vi riproponiamo per approfondire ulteriormente il tema:

Domande e risposte sui sistemi radianti - Parte 1: aspetti generali

Domande e risposte sui sistemi radianti - Parte 2: risparmio energetico, simulazioni e calcoli

Domande e risposte sui sistemi radianti - Parte 3: raffrescamento e regolazione

20 domande e risposte sui sistemi radianti: tutto quello che c’è da sapere sulla tecnologia per il comfort

E se dovessimo sintetizzare al massimo l’argomento sistema radianti in 10 punti? Ecco qui un utile vademecum su questa tecnologia, CLICCA QUI e scarica il documento!

   

Agevolazioni fiscali e sistemi radianti

Non tutti forse ancora lo sanno, ma anche i sistemi radianti erano rientrati nella maxiagevolazione (Superbonus 110%) riservata ai contribuenti Irpef proprietari di unità adibite ad abitazioni principali e ai condomìni.

I sistemi radianti, infatti, rientravano nella maxiagevolazione tra i cosiddetti “interventi trainati” quando la loro progettazione o installazione era associata e integrata in uno degli interventi cardine di riqualificazione energetica degli edifici individuati dal decreto. In particolare, i sistemi radianti hanno beneficiato dell'agevolazione nei seguenti casi:

  1. interventi di isolamento termico delle superfici opache verticali e orizzontali: quando integrati in opere di isolamento termico su almeno il 25% della superficie disperdente lorda dell'edificio
  2. parti comuni degli edifici: sostituzione degli impianti di climatizzazione invernale esistenti con impianti centralizzati per il riscaldamento, il raffrescamento
  3. edifici unifamiliari: sostituzione degli impianti di climatizzazione invernale esistenti con impianti per il riscaldamento, il raffrescamento
  4. interventi per il miglioramento sismico.

Oggigiorno, i sistemi radianti a pavimento scelti per le riqualificazioni sono generalmente quelli a basso spessore e bassa inerzia. Tali sistemi sono stati sviluppati appositamente per le ristrutturazioni, o per altri interventi, dove vi sono limiti nelle altezze disponibili.

Le caratteristiche dei sistemi a basso spessore sono molteplici e dipendono dalla stratigrafia del sistema e dalle esigenze di progetto e della committenza. Nati per rispondere principalmente a esigenze di posa nell’ambito della riqualificazione, i sistemi radianti a basso spessore sono composti da materiali innovativi e ad alte prestazioni che in pochi millimetri riescono a integrare esigenze estetiche e di comfort. Sistemi fresati, isolanti ad alte prestazioni, sistemi che si installano sull'esistente: sono queste alcune delle caratteristiche principali dei sistemi radianti a bassa inerzia.

Vantaggi e caratteristiche dell'abbinamento tra sistemi radianti e pavimentazioni ceramiche a basso spessore e di grande formato sono discusse nel dettaglio in questo articolo: "Sistemi radianti a bassa inerzia abbinati a piastrellature ceramiche a basso spessore di grande formato".

sistemi radianti a soffitto sono sempre più utilizzati negli edifici residenziali e negli uffici: garantiscono un alto livello di comfort e la perfetta integrazione nelle strutture da riqualificare. Tra le tipologie disponibili sul mercato i più diffusi sono i sistemi a controsoffitto, composti da una struttura metallica di sostegno e da pannelli con serpentine nelle quali circola acqua riscaldata o raffrescata. Nei controsoffitti radianti, viene utilizzata l’intercapedine come vano tecnico per i sistemi di illuminazione, allarme, ventilazione etc.

   

Criteri progettuali per i sistemi radianti

La scelta e il dimensionamento di un sistema radiante dipendono dalla temperatura media dell’acqua all’interno delle tubazioni e dal limite di temperatura superficiale.

Verificati i limiti di comfort o condensa della temperatura superficiale (in raffrescamento), occorre definire la tipologia di sistema radiante (passo tra i tubi, diametro, spessore e materiale di cui è composto il tubo) e la resistenza termica superficiale del rivestimento.

Per ogni locale poi si può calcolare il flusso specifico di progetto e selezionare l’ambiente con fabbisogno maggiore (da questo calcolo sono esclusi i bagni).

Scelto l’impianto e il passo dei tubi, si calcola per ogni ambiente la potenza termica di un pavimento riscaldante.

La lunghezza delle tubazioni, assieme al diametro delle stesse, deve essere scelta in modo da verificare le perdite di carico per circuito.

Noti i circuiti il progettista dovrà individuare il sistema di derivazione dal circuito secondario, ossia decidere se distribuire l’acqua con un sistema a collettori o con ritorno inverso o con entrambi.

Per quanto riguarda la disposizione dei tubi vi sono diverse possibilità, ma generalmente riconducibili a distribuzioni a spirale che possono essere ad interasse fisso o variabile.

Per conoscere nel dettaglio le diverse fasi della progettazione di un sistema radiante a pavimento in riscaldamento in ambito residenziale ti invitiamo a leggere l'approfondimento disponibile a questo LINK.

Infine, ricordiamo che le prestazioni dei sistemi radianti a pavimento, parete e soffitto possono essere valutate con due diversi approcci, mediante

   

La corretta stratigrafia di un pavimento “radiante”

I sistemi radianti negli edifici di nuova costruzione sono installati sopra ad uno strato di alleggerito, con funzione di livellamento degli impianti (elettrici, idraulici) e di compensazione per la posa di sistemi radianti.

Partendo dal basso, la corretta stratigrafia per i sistemi radianti a pavimento indicativamente segue questo schema:

  • barriera o freno al vapore;
  • strato acustico;
  • strato isolante;
  • strato di protezione dello strato isolante;
  • tubazioni;
  • strato di supporto della pavimentazione: può essere realizzato in opera (massetto) oppure essere prefabbricato e a secco;
  • rivestimento scelto per la pavimentazione.

 

Massetto radiante a basso spessore

Fonte immagine: Rev.04 Codice di Buona Pratica per la progettazione e il controllo dei Massetti e dei Pavimenti

 

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. In caso di riqualificazione è necessario cercare un compromesso per massimizzare le prestazioni dell'isolante. Conoscere il comportamento del sistema è di fondamentale importanza per valutare le prestazioni, la velocità di messa a regime e gli aspetti relativi alla regolazione.

Il sistema radiante subisce variazioni di temperatura e fenomeni di ritiro idraulico, determinando tensioni più o meno evidenti, legati alle dimensioni della lastra costituita. Per assorbire queste contrazioni si devono realizzare delle interruzioni (giunti) nel sistema pavimento in modo da ridurre, in più frazioni il sistema composto da isolante, massetto e pavimentazione.

Ceramica, marmo, legno, moquette, pavimenti continui, di norma su un impianto di riscaldamento e raffrescamento radiante è possibile posare qualsiasi tipo di finitura.

   

La normativa di riferimento per il progetto e l’installazione di impianti radianti

Una grande quantità di norme può orientare e consigliare le scelte di produttori, progettisti e installatori. A volte però può anche creare confusione. Il panorama normativo sui sistemi radianti è complesso e in evoluzione, questo a causa di una molteplicità di tavoli normativi, dai quali scaturiscono norme con contenuti e finalità che talora si sovrappongono.

Elenchiamo di seguito le principali normative di prodotto, insieme ad una loro breve descrizione.

UNI EN 1264. La norma è il principale riferimento per i sistemi radianti annegati. I contenuti della norma riguardano la progettazione, l’installazione, le prove di laboratorio e le metodologie di calcolo della resa.

La norma si compone da 5 parti e attualmente è in corso di revisione.

  • Parte 1: Definizioni e simboli.
  • Parte 2: Riscaldamento a pavimento: metodi per la determinazione della potenza termica.
  • Parte 3: Dimensionamento.
  • Parte 4: Installazione.
  • Parte 5: Determinazione della potenza termica di riscaldamento per pareti e soffitti e di raffrescamento per pavimenti, pareti e soffitti.

UNI EN 14037. Pannelli radianti sospesi a soffitto per riscaldamento e raffrescamento alimentati con acqua a temperatura minore di 120°C. La norma è disponibile in inglese ed è composta da 5 parti:

  • Parte 1: Pannelli radianti prefabbricati a soffitto per riscaldamento - Specifiche tecniche e requisiti
  • Parte 2: Pannelli radianti prefabbricati a soffitto per riscaldamento - Metodo di prova per determinare la potenza termica
  • Parte 3: Pannelli radianti prefabbricati a soffitto per riscaldamento - Determinazione della potenza termica nominale e valutazione della potenza termica radiante
  • Parte 4: Pannelli radianti prefabbricati a soffitto - Metodo di prova per determinare la potenza frigorifera
  • Parte 5: Soffitti per riscaldamento aperti o chiusi - Metodo di prova per determinare la potenza termica

La norma definisce le specifiche tecniche e i requisiti dei pannelli prefabbricati montati a soffitto con intercapedine d’aria tra la struttura e il corpo scaldante, alimentati con acqua a temperatura inferiore a 120°C. La norma definisce inoltre i dati generali aggiuntivi che il costruttore deve fornire agli operatori del settore per assicurare la corretta applicazione dei prodotti.

UNI EN 14240. Ventilazione degli edifici - Soffitti freddi - Prove e valutazione (rating)

La norma specifica le condizioni e i metodi di prova per determinare la potenza frigorifera dei soffitti radianti in raffrescamento.

Le principali normative di sistema sono elencate di seguito, insieme ad una breve descrizione dei contenuti.

UNI EN ISO 11855. Progettazione dell'ambiente costruito - Progettazione, dimensionamento, installazione e controllo dei sistemi di riscaldamento e raffreddamento radianti integrati. La norma è disponibile in inglese ed è composta da 5 parti:

La norma è stata recentemente revisionata e pubblicata nel dicembre del 2021. Tra le novità più importanti, un nuovo approccio di calcolo per i sistemi radianti integrati.

ISO 18566. Building environment design – Design, test methods and control of hydronic radiant heating and cooling panel systems. La norma è disponibile in inglese ed è composta da 4 parti:

  • Part 1: Vocabulary, symbols, technical specifications and requirements
  • Part 2: Determination of heating and cooling capacity of ceiling mounted radiant panels
  • Part 3: Design of ceiling mounted radiant panels
  • Part 4: Control of ceiling mounted radiant heating and cooling panels
  • Part 6: Design, test methods and control of hydronic radiant heating and cooling panel systems Input parameters for the energy calculation.

La norma ISO 18566 riguarda i pannelli radianti a soffitto. La norma non verrà recepita a livello europeo e italiano, rimane comunque un riferimento applicabile anche in Italia per questa tipologia di sistemi. La parte 6 dal titolo “Input parameters for the energy calculation” è attualmente in fase di scrittura.

  

La norma UNI/TR 11619:2016 sulla classificazione dei sistemi radianti

A livello italiano è stata pubblicata nel 2016 la norma UNI/TR 11619:2016 dal titolo “Sistemi radianti a bassa temperatura - Classificazione energetica”. La norma descrive il calcolo dell’indice di efficienza definito RSEE (Radiant System Energy Efficiency), che rappresenta un indicatore complessivo che coinvolge la stratigrafia, i componenti del sistema radiante, le logiche di regolazione e gli ausiliari. 

  

UNI 11741:2019 sulla qualifica degli installatori di sistemi radianti

Il 21 marzo 2019 è stata pubblicata la norma UNI 11741:2019 dal titolo “Attività professionali non regolamentate - Installatori di sistemi radianti idronici a bassa differenza di temperatura - Requisiti di conoscenza, abilità e competenza”. 

 

Altre normative contenenti prescrizioni sui sistemi radianti

Per i sistemi radianti a pavimento vi sono prescrizioni collegate alla posa delle pavimentazioni, in funzione dei materiali e della tipologia di posa:

  • UNI 11371. Massetti per parquet e pavimentazioni di legno - Proprietà e caratteristiche prestazionali
  • UNI CEN/TS 15717. Parquet - Linee guida generali per la posa in opera
  • UNI 11493-1. Piastrellature ceramiche a pavimento e a parete - Parte 1: Istruzioni per la progettazione, l'installazione e la manutenzione
  • UNI 11515-1. Rivestimenti resilienti e laminati per pavimentazioni - Parte 1: Istruzioni per la progettazione, la posa e la manutenzione
  • UNI 11322. Rivestimenti lapidei per pavimentazioni - Istruzioni per la progettazione, la posa e la manutenzione

Le norme contengono indicazioni sulla posa della barriera al vapore (quando è necessaria e le sue caratteristiche), sullo spessore dei massetti e sulle modalità di messa in opera.

Per quanto riguarda i massetti il principale riferimento è la UNI EN 13813 dal titolo “Massetti e materiali per massetti - Materiali per massetti - Proprietà e requisiti”. In UNI si sta lavorando a un progetto di norma unificata sui massetti, alcune anticipazioni sono state svelate in questo articolo dal titolo "Anticipazioni sulla nuova norma sui massetti: stato di avanzamento e temi trattati".

CAFE' DELLA STAMPA DI INGENIO | CERSAIE 2023
Progetto e posa del sistema pavimento a basso spessore

In occasione di Cersaie, Ingenio ha presentato il suo Café della Stampa dedicato a questo tema.
Un dialogo tecnico a più voci sulla corretta progettazione e posa in opera dei sistemi a pavimento a basso spessore con finitura in gres porcellanato, anche in abbinamento al riscaldamento e raffrescamento radiante.

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