La riduzione dei carichi termici negli edifici efficienti impone un ripensamento dei sistemi terminali. In questo scenario, i sistemi radianti a bassa inerzia rappresentano una soluzione tecnica coerente con gli obiettivi di efficienza e decarbonizzazione. L’articolo analizza i principi fisici, le prestazioni e le applicazioni di queste soluzioni, con particolare attenzione agli interventi sull’esistente e al comfort indoor, fornendo indicazioni utili al progettista.

Il ruolo fondamentale del retrofit energetico del patrimonio edilizio esistente

L’ultima versione della Direttiva Europea (UE) 2024/1275 sulla Prestazione Energetica degli Edifici (EPBD) dell’8 maggio 2024 [1] è volta a migliorare il rendimento energetico degli edifici all'interno dell'Unione Europea, con l'obiettivo di raggiungere un parco edilizio a emissioni zero entro il 2050.

La Direttiva è focalizzata principalmente sulla riqualificazione del patrimonio edilizio esistente, che conta oltre 220 milioni di unità immobiliari costruite prima del 2001. Il 75 % degli edifici dell'Unione è tuttora inefficiente sul piano energetico. Inoltre, il comparto delle costruzioni e degli edifici è attualmente il maggior responsabile delle emissioni globali, con un’incidenza pari al 37% del totale.

Ogni Stato Membro dell'Unione Europea deve elaborare un piano per la ristrutturazione del proprio parco immobiliare nazionale affinché sia altamente efficiente dal punto di vista energetico e decarbonizzato entro il 2050. Il piano deve:

• includere una panoramica del parco immobiliare nazionale, degli ostacoli e delle carenze del mercato e delle capacità nei settori dell'edilizia, dell'efficienza energetica e delle energie rinnovabili;
• definire una tabella di marcia con obiettivi per il 2030, il 2040 e il 2050 in materia di tassi di ristrutturazione annuali, riduzione del consumo di energia primaria e delle emissioni di gas a effetto serra e riduzione della povertà energetica;
• includere una panoramica delle politiche e delle misure attuate e pianificate;
• delineare le esigenze di investimento, le fonti di finanziamento e le risorse amministrative necessarie per la ristrutturazione degli edifici.

Il processo di decarbonizzazione del parco immobiliare esistente prevede interventi mirati di riqualificazione energetica profonda, con l’obiettivo di ridurre in modo sistematico il consumo di energia primaria. In base ai requisiti stabiliti dalla Commissione Europea, entro il 2033 gli edifici residenziali dovranno conseguire una riduzione del consumo medio di energia primaria compresa tra il 20% e il 22%, mentre per gli edifici non residenziali il target minimo di riduzione è fissato al 26%.

Il conseguimento degli obbiettivi stabiliti dalla Direttiva può essere raggiunto in ambito impiantistico attraverso l’adozione di soluzioni ad alta efficienza quali pompe di calore, sistemi radianti a bassa temperatura, unità per il trattamento e la distribuzione dell’aria e sistemi di regolazione avanzata, soluzioni che consentono una significativa riduzione dei consumi energetici e delle emissioni di gas serra. In particolare, l’EPBD fa riferimento in modo esplicito all’articolo 5 e all’articolo 13 a “sistemi impiantistici di riscaldamento a bassa temperatura”, invitando gli Stati Membri a fissare i requisiti per gli elementi edilizi in modo tale da favorire l’integrazione di tali impianti.

In questo contesto, nel campo della ristrutturazione, i sistemi radianti a basso spessore e bassa inerzia si configurano come uno strumento chiave per una riqualificazione sostenibile, flessibile, ad alte prestazioni sia in termini di consumi sia in termini di qualità dell’ambiente interno.

Soluzioni radianti a bassa inerzia termica

Il mercato della climatizzazione si sta progressivamente orientando verso soluzioni a basso spessore e a bassa inerzia termica. Questa tipologia di impianti può essere adottata sia nei sistemi radianti a pavimento sia nei sistemi a soffitto. Il ridotto spessore, che caratterizza questi pannelli innovativi, li rende particolarmente adatti negli interventi di retrofit energetico, dove lo spazio disponibile è spesso limitato, oltre a risultare vantaggiosi anche in termini di riduzione dei tempi e dei costi di cantiere. Inoltre, la loro capacità di rispondere rapidamente, grazie alla bassa inerzia, alle variazioni di temperatura ambientale consente di raggiungere rapidamente condizioni ottimali di comfort interno, riducendo al contempo il consumo energetico. Un edificio nuovo o esistente che presenta un retrofit profondo dell’involucro edilizio è caratterizzato da bassi carichi termici nella stagione di riscaldamento. L’edificio richiede, quindi, un impianto di riscaldamento che possa essere controllato efficientemente e velocemente, in modo da impedire che l’edificio stesso si riscaldi eccessivamente una volta raggiunta la condizione di comfort. I sistemi a bassa inerzia termica rispondono a queste esigenze.

Inoltre, il sistema radiante per riscaldamento e raffrescamento rappresenta la scelta ottimale per ottenere un elevato comfort all’interno dell’ambiente. All’interno della stanza lo scambio termico complessivo è dato dalla combinazione di scambio termico convettivo e di scambio termico per irraggiamento che interessa tutte le superfici e le persone presenti. La presenza del sistema radiante fa sì che lo scambio termico per irraggiamento diventi prevalente rispetto a quello convettivo, e permette di avere una temperatura dell’aria uniforme all’interno dell’ambiente. Tale uniformità di temperatura impedisce che si inneschino fastidiosi moti convettivi, causa di circolazione delle polveri, che tipicamente caratterizzano gli ambienti riscaldati con sistemi tradizionali. Inoltre, la bassa differenza di temperatura tra pavimento e ambiente, attenua in generale i fenomeni convettivi naturali, con conseguente riduzione del sollevamento di polvere e dei batteri in essa contenuti.

Si tratta, infine, di terminali a bassa differenza di temperatura, con temperature operative tipiche di 35 °C in inverno e 18 °C in estate. Queste condizioni favoriscono l’abbinamento con generatori ad alta efficienza, come le pompe di calore, migliorando i rendimenti di generazione e l’efficienza complessiva dell’impianto rispetto ai sistemi ad alta temperatura.

Di seguito si fornisce una breve descrizione delle principali soluzioni radianti a bassa inerzia termica, con particolare riferimento ai pannelli radianti a soffitto in cartongesso e ai sistemi radianti a pavimento caratterizzati da basso spessore e rapida reattività termica.

• Pannelli radianti a soffitto in cartongesso [2]: sono sistemi a bassa inerzia termica che vengono installati direttamente nel controsoffitto e integrano le serpentine in cui circola acqua a bassa temperatura all’interno di lastre in cartongesso o materiali compositi. Questa soluzione impiantistica presenta numerosi vantaggi, tra cui:
• la capacità di garantire un comfort termico omogeneo in tutti gli ambienti dell’edificio. La distribuzione del calore per irraggiamento consente di eliminare i moti convettivi dell’aria calda verso l’alto, tipici dei sistemi tradizionali, e di prevenire la stratificazione della temperatura, contribuendo al miglioramento del benessere termico percepito dagli occupanti;
• la capacità di adattarsi rapidamente alle variazioni delle condizioni termiche interne, grazie alla struttura leggera dei pannelli in cartongesso e alla ridotta massa termica del sistema. Queste caratteristiche permettono tempi di attivazione e disattivazione molto brevi, rendendo il sistema particolarmente adatto alla gestione efficiente di ambienti come uffici, aule scolastiche o stanze d’albergo, e contribuendo a evitare inutili sprechi energetici;
• l’impiego di temperature di mandata contenute (30–40°C in riscaldamento e 16–18°C in raffrescamento), unito alla bassa inerzia del sistema, consente una riduzione delle perdite e, di conseguenza, una significativa riduzione dei consumi energetici e delle emissioni di gas climalteranti;
• l’integrazione dei pannelli nel controsoffitto, che rende questi sistemi ideali per ambienti in cui estetica e funzionalità sono fondamentali, permettendo l’integrazione nei pannelli di sorgenti di illuminazione (quali faretti) e di apparecchiature;
• la rapidità e la flessibilità di intervento dovuta alla modularità dei pannelli, la quale consente interventi rapidi e semplici durante la ristrutturazione o il retrofit energetico;
• il raggiungimento di un elevato comfort acustico, scegliendo accuratamente i pannelli in cartongesso.
• Sistemi radianti a pavimento a basso spessore e bassa inerzia [3],[4]: questi sistemi impiegano pannelli modulari isolanti e tubi sottili, coperti da un massetto autolivellante, anidritrico o in sabbia e cemento, con uno spessore complessivo molto contenuto (20–30 mm). Il ridotto ingombro in altezza li rende particolarmente adatti negli interventi di ristrutturazione e riqualificazione energetica degli edifici. Inoltre, la rete tridimensionale assicura il fissaggio stabile dei tubi durante la posa, permettendo di inglobarli completamente nel massetto e garantendo così una distribuzione del calore uniforme ed efficiente, unita a una bassa inerzia termica. Questa soluzione impiantistica presenta numerosi vantaggi, tra cui:
• la capacità di garantire un comfort termico ottimale all’interno degli ambienti, analoga a quella offerta dai pannelli radianti a soffitto in cartongesso, assicurando condizioni ambientali salubri e migliora il benessere complessivo degli occupanti;
• l’impiego di acqua a temperature contenute (circa 15°C in raffrescamento e 35°C in riscaldamento), che consente di ridurre i consumi energetici, grazie anche alla ridotta differenza di temperatura tra l’acqua e l’ambiente da climatizzare, e, allo stesso tempo, tra l’ambiente stesso e l’aria esterna;
• minor carico sul solaio rispetto ad un sistema ad alta inerzia, riducendolo mediamente di circa 40 kg/m² grazie ai bassi spessori richiesti per il massetto.

Nella stagione di raffrescamento, il sistema radiante a pavimento può essere efficacemente integrato con un impianto di ventilazione meccanica dotato di funzione di deumidificazione, che consente di controllare l’umidità dell’aria interna, migliorando ulteriormente il comfort abitativo ed eliminando il rischio di condensazione superficiale.

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