Il sistema radiante a pavimento abbinato alla caldaia a condensazione: progetto e installazione

La tecnica dei pavimenti radianti propone un ampio ventaglio di soluzioni per applicazioni tradizionali e a basso spessore. L'articolo ne illustra l'abbinamento con caldaia a condensazione, senza trascurare l'aspetto della bassa inerzia termica.

 

Il pavimento radiante a basso spessore e ridotta inerzia termica

“La verità trae forza non tanto da sé stessa, quanto dal contrasto che genera con ciò che è vero solo in apparenza”. Questa affermazione si adatta perfettamente ai sistemi di riscaldamento a pavimento radiante.

Sviluppatisi rapidamente più di settanta anni fa sull’onda degli entusiastici vantaggi pratici ed economici intuiti e promessi, nel giro di pochi anni furono altrettanto rapidamente accantonati ed etichettati come pessimi per via dei deludenti risultati conseguiti, soprattutto a causa dei numerosi episodi di malessere fisico che segnalavano gli occupanti degli alloggi riscaldati coi sistemi realizzati con la tecnica di allora.

Gli operatori del settore attivi da più tempo ricordano certamente come l’eco degli errori commessi in quegli anni non era del tutto scomparso dalla memoria collettiva nemmeno all’inizio degli anni 2000.

Fortunatamente l’analisi attenta dell’accaduto ha permesso di capire che non era l’idea del pavimento radiante a essere scorretta, ma il modo in cui la si metteva in pratica: ecco dunque che nel tempo si sono sviluppati i materiali, le tecnologie e le Norme che hanno definitivamente contribuito a riabilitare il sistema, al punto che gli ultimi quindici anni possono essere considerati come quelli che ne stanno esprimendo la più completa maturità e potenzialità.

Accanto alle esigenze funzionali della prima ora, che sostanzialmente consistevano nel desolidarizzare il pavimento radiante dal resto della struttura cementizia in maniera da contenere le masse, riducendo pertanto l’inerzia del sistema, e nel controllare la temperatura superficiale del pavimento per mantenerla entro i limiti contemplati dall’attuale normativa, oggi la realtà in cui ci si trova ad operare richiede sempre più frequentemente soluzioni tecniche per introdurre il riscaldamento a pavimento anche – e soprattutto - nelle ristrutturazioni, dove ci si trova regolarmente ad operare in contesti in cui gli spazi necessari per installare il sistema ordinario non ci sono.

Nell’ultimo decennio sono state sviluppate interessantissime soluzioni per il basso spessore, tra le quali i sistemi Spider e Spider Slim di Giacomini rappresentano il fiore all’occhiello e che, da un lato, offrono l’importante vantaggio di essere installabili in maniera del tutto simile a quella dei sistemi radianti tradizionali, mentre dall’altro richiedono ingombri minimi e sono caratterizzati da bassa inerzia termica, requisito estremamente apprezzato e sempre più richiesto nelle costruzioni ben coibentate, dove è particolarmente sentita l’esigenza di poter contare sulla velocità di risposta del sistema per sfruttare al meglio gli apporti gratuiti di calore.

 

Sistema radiante a pavimento: il passo di posa e la temperatura di mandata

Per inciso, queste considerazioni portano facilmente a comprendere come l’evoluzione della tecnica del sistema a pavimento sia stata accompagnata da una pari trasformazione dell’approccio progettuale.

Prendendo in considerazione l’espressione della resa termica secondo la Norma UNI EN 1264, si vede bene come una volta fissate le condizioni al contorno (materiali, diametri dei tubi, spessori, tipo di massetto e finiture) gli unici parametri su cui il progettista può intervenire efficacemente siano due: il passo di posa e la temperatura di mandata.

Grazie a generatori di calore in grado di minimizzare il consumo di energia quanto più bassa è la temperatura del fluido termovettore, e a sistemi di termoregolazione che permettono di gestire con raffinata precisione la temperatura di ogni zona, è evidente come si sia passati dal metodo dei primi anni - quando le regolazioni e l’efficienza dei generatori erano ben altro rispetto ad oggi e in cui il calcolo calibrato del passo era conditio sine qua non per il raggiungimento della corretta emissione termica in ciascun ambiente - all’approccio odierno, estremamente sensibile agli aspetti del risparmio energetico e della velocità di risposta, che sono conseguibili con basse temperature del fluido termovettore e passi ridotti.

Qui di seguito sono mostrati i sistemi di pavimento radiante più largamente utilizzati oggigiorno nella pratica.

 

I sistemi a pavimento radiante più diffusi

 

Sistema radiante a pavimento a basso spessore

Pavimento radiante: il sistema Spider a basso spessore di Giacomini

Pavimento radiante a basso spessore_ il sistema Spider CAM di Giacomini

 

Il sistema a pavimento radiante a basso spessore Spider di Giacomini

Relativamente al sistema a basso spessore Spider, è significativo mostrare con risultati sperimentali quello che intuitivamente si può arrivare a concludere in merito alla velocità di risposta.

A questo riguardo, le figure 4a e 4b mostrano, rispettivamente, un provino di massetto radiante realizzato con sistema Spider su cui sono state posizionate cinque sonde di temperatura e l’andamento nel tempo dei valori misurati da ciascuna di esse. Si vede bene come il sistema sia descrivibile attraverso un modello dinamico del I° ordine, con costante di tempo dell’ordine di pochi minuti.

 

Test su un provino di massetto radiante realizzato con il sistema Spider

 

L’utilità dei pavimenti radianti non si limita agli ambienti chiusi, ma si estende anche agli spazi esterni, dove non di rado accade di utilizzarli per sciogliere la neve, come mostrano le figure 5a e 5b.

 

Il sistema a pavimento radiante per sciogliere la neve

 

L'impianto di riscaldamento a pavimento abbinato alla caldaia a condensazione

Per via della sua prerogativa di gestire il calore a bassa temperatura, il pavimento radiante si abbina magnificamente alla caldaia a condensazione, e non c’è dubbio che proprio l’introduzione di questa sul mercato ne abbia segnato una tappa importante nello sviluppo e accelerato la diffusione in numerosi tipi di installazione, sia in ambito residenziale, sia terziario, sia nel contesto degli edifici storici e monumentali.

Progettata e costruita per massimizzare il rendimento di produzione grazie alle basse temperature del fluido termovettore, nella pratica impiantistica viene impiegata secondo varie tecniche distributive.

La soluzione più intuitiva, che potremmo definire “plug & play”, e che richiede il minimo degli ingombri è quella rappresentata nello schema in figura 6, dove la caldaia fornisce direttamente all’impianto l’acqua alla temperatura appropriata. In questo caso il termoarredo si trova a funzionare a bassa temperatura, e deve essere dimensionato con abbondanza o, in alternativa, deve essere predisposto per l’integrazione elettrica.

Il limite di applicabilità risiede nelle prestazioni portata/prevalenza rese dal circolatore della caldaia in rapporto alle caratteristiche di progetto dell’impianto; non va infatti dimenticato che i sistemi radianti sono progettati con salti termici ridotti, solitamente compresi tra i 5 e gli 8 °C.

 

Come funziona sistema pavimento radiante con caldaia a condensazione

 

Per applicazioni in cui si preferisce esercire gli scaldasalviette con temperatura di mandata più alta di quella dell’impianto radiante, è possibile utilizzare soluzioni alternative (cfr. figure 7, 8 e 9).

 

Impianto con caldaia a condensazione

Impianto con pavimento radiante e caldaia a condensazione

Impianto con caldaia a condensazione abbinato al pavimento radiante

 


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L’idea che accomuna gli schemi di cui alle figure 7, 8 e 9 è quella di far lavorare la caldaia a condensazione a temperature dell’ordine dei 55-60°C, con questa si possono servire i termoarredi/radiatori, mentre il pavimento radiante, che mette in gioco la maggior parte della portata, viene alimentato dopo opportuna miscelazione – con valvola termostatica o con attuatore elettrico modulante.

In questo modo si riesce ad assicurare alla caldaia una temperatura di ritorno del fluido termovettore sufficientemente bassa – in pratica quasi coincidente con quella di ritorno del pavimento radiante – tale da non penalizzare il rendimento di generazione.

Altra apprezzabile funzionalità offerta dallo schema in figura 9 è quella offerta dal collettore R586SEP, che a seconda delle necessita progettuali può essere impiegato come collettore di centrale oppure come separatore idraulico, nel qual caso si dimostra strumento indispensabile nelle situazioni in cui la portata dell’impianto è superiore a quella del circolatore di caldaia.


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