INTRODUZIONE ALL’USO DEI SISTEMI DI RISCALDAMENTO “RADIANTI”
La lotta al Covid-19, e non solo, porta a nostro parere, ad un approccio diverso nella scelta dei sistemi di “climatizzazione” finora utilizzati, in quanto ci sono buoni motivi per ritenere che essi agiscono come un moltiplicatore degli inquinanti presenti nell’aria degli ambienti.
La prima considerazione importante da fare è che la maggior parte dei terminali attualmente installati negli edifici, utilizzano l’aria come veicolo per trasportare il calore negli ambienti e creare le condizioni di “comfort” richiesti normalmente dagli utenti.
Come noto dalla fisica dei gas, l’aria risulta essere un pessimo fluido da utilizzare per riscaldare gli ambienti, a causa del basso calore specifico e dell’elevato volume specifico di questo fluido.
Questo fatto comporta che per trasportare una quantità di energia termica modesta, occorre movimentare migliaia di m3 di aria, con la complicanza di movimentare anche tutte le sostanze presenti in sospensione nell’ambiente da trattare, vedere confronto sotto riportato, fra sistema “convettivo” ad aria e sistema idronico ad acqua “radiante”:
1 m3/h di acqua calda che transita in una tubazione, con una differenza di temperatura tra mandata e ritorno di 20°K, trasporta 23,3 KWh di energia termica, che verrà ceduta all’ambiente attraverso l’uso del sistema “radiante”, corrispondentemente per trasportare la stessa quantità di energia allo stesso ambiente, ma con aria trattata da un terminale “convettivo”, occorre movimentare ben 4.146 m3/h di aria.
L’utilizzo di sistemi che utilizzano terminali “convettivi”, presentano per la grande quantità di aria trattata, grossi inconvenienti specie per quanto riguarda la igienicità dell’aria stessa e quindi anche dell’ambiente in cui viviamo.
Tra i più diffusi terminali “convettivi” utilizzati per la climatizzazione degli ambienti, si individuano, le seguenti tipologie:
- Radiatori: per la sola climatizzazione invernale.
- Termoconvettori: per la sola climatizzazione invernale.
- Fan-coil: per la climatizzazione estiva ed invernale.
- Condizionatori: “split-system”, per la climatizzazione estiva ed invernale
- Unità trattamento aria centralizzato: per la climatizzazione estiva ed invernale
Energia & Risparmio srl progetta e costruito da oltre 20 anni centinaia di impianti di climatizzazione a parete radiante (sottointonaco) “EcoTermo ®” per varie tipologie di insediamenti, quali: edifici residenziali, uffici, aule, musei, palestre, chiese, etc.
“EcoTermo ®”è un sistema esclusivo della nostra società, con nome e marchio registrati presso l’Ufficio Italiano Brevetti e Marchi, N° 62307 del 30.08.2019 che identifica il “know-how” tecnico del sistema.
A sostegno delle considerazioni di cui sopra, riportiamo un passaggio del rapporto scritto dall’Istituto Superiore della Sanità, relativamente all’impiego dei sistemi “convettivi”, (Rapporto ISS COVID-19 n°5, del 23 marzo 2020) in cui a pag.7 si raccomanda quanto segue: Negli edifici dotati di impianti di riscaldamento/raffreddamento ad esempio pompe di calore, fancoil, termoconvettori, etc, tenere spenti gli impianti per evitare che, il possibile ricircolo in aria del virus SARS-CoV2.
L’abbandono dei sistemi “convettivi” a tutt’aria è la vera garanzia per mantenere gli ambienti puliti, privi di inquinati, esenti dal pericolo di trasmissione di batteri e/o virus che tante preoccupazione assillano ormai la nostra vita quotidiana.
Per tranquillità dei nostri clienti, “Energia & Risparmio srl” opera altresì come gestore degli impianti, assumendo il ruolo di Terzo Responsabile e svolgendo le attività di conduzione e manutenzione degli impianti di climatizzazione, così come stabilito dalla normativa vigente (Legge 10/91 – DPR 412 –DPR 551-D.L.gs. 192).
COME SI SVILUPPA L’ENERGIA “Radiante”
Che cosa è esattamente l’energia “radiante”?
Se mettete la mano sopra una tazza di caffè bollente, sentirete il calore proveniente dal liquido.
La conclusione logica è che il calore sale.
Questa deduzione può essere logica, ma non corretta!
“L’aria calda” sale, ma il “calore” può muoversi in ogni direzione.
Infatti, provate ora a mettere la mano nella vicinanza della tazza di caffè, sentirete il calore proveniente dal corpo caldo, questo è energia “radiante”.
Si definisce quindi energia “radiante”, il calore che viene trasmesso da una superficie calda ad un’altra superficie fredda (o comunque ad una temperatura inferiore).
Ogni qualvolta, due superfici a diversa temperatura si “vedono” reciprocamente, esse tenderanno ad eguagliarsi portandosi alla stessa temperatura.
L’energia “radiante” si muove quindi nello spazio senza riscaldare l’aria che costituisce lo spazio circostante, essa comincerà a cedere calore quando incontrerà una superficie fredda.
Il “comfort umano” all’interno di un ambiente si realizza prevalentemente in rapporto alla quantità di calore radiante trasferita dal corpo umano alle superfici fredde che costituiscono l’ambiente, indipendentemente dalla temperatura dell’aria in stato di quiete.
Il modo corretto di operare è quindi quello di verificare e controllare non solo la temperatura dell’aria, ma anche, e principalmente, la temperatura della massa termica che costituisce l’ambiente (temperatura “operante”).
DEFINIZIONE DI MASSA TERMICA
La “massa termica” è la capacità di un materiale di trattenere il calore.
Per esempio, una pietra calda rimarrà in temperatura più a lungo di un pezzo di legno. Questo perché la pietra ha maggiore densità perciò contiene più massa.
La massa dei muri può essere usata come “volano termico”, specie quando è riscaldata da un sistema radiante.
Come si può facilmente osservare in natura, l’accumulo di calore per mezzo dell’irraggiamento solare, mantiene la struttura muraria calda anche quando viene a mancare l’irraggiamento diretto del sole.
Nello stesso modo la massa termica di un grande ambiente, (abitazioni, capannone, palestra, atrio, chiesa, musei, ecc.) riscaldato con pareti “radianti”, si oppone efficacemente al raffreddamento della struttura, anche quando i serramenti sono aperti.
In questo caso, tutto il calore che è stato immagazzinato nei muri viene rilasciato velocemente per controbilanciare l’introduzione di aria fredda che lambisce le pareti e i pavimenti circostanti.
Per questi motivi, gli ambienti climatizzati con pareti “radianti” si prestano favorevolmente all’utilizzo della “Ventilazione Naturale Controllata” “Ventil-Room ®” con aria esterna più fredda.
COSA SI INTENDE PER CAPACITA’ TERMICA DELLE STRUTTURE MURARIE
La capacità termica di un edificio è la propensione della struttura muraria ad accumulare calore, si misura in J/°K e rappresenta la quantità di energia termica da fornire alla massa muraria per aumentar di 1 °K la propria temperatura.
Una capacità termica elevata consente di rallentare il trasferimento di calore fra due ambienti, o disporre di un “serbatoio” maggiore dove accumulare energia.
Aumentando la capacità termica interna della struttura muraria si può ottimizzare l’accumulo dell’energia in ragione delle necessità di riutilizzo a seconda della variazione del carico termico all’interno dei singoli ambienti.
Il carico termico di un edificio o di una zona all’interno dell’edificio, indica la potenza termica che deve essere resa disponibile dall’impianto di riscaldamento o raffrescamento per assicurare le temperature interne di comfort prefissate
COME RISPARMIARE ENERGIA CON IL SISTEMA A PARETE RADIANTE
Se all’aumento del “comfort” uniamo un risparmio sui consumi di energia, otteniamo una combinazione sicuramente vincente.
Infatti è possibile suddividere in zone gli ambienti di un grande edificio, in modo di poter usare l’energia accumulata nella struttura durante i “picchi” di maggior consumo senza chiedere al generatore di modificare le sue condizioni di funzionamento.
Un altro motivo di risparmio, è quello che la temperatura dell’aria ambiente, può essere ridotta di 2°C circa, rispetto a quella ottenibile con un sistema di riscaldamento “convettivo”, senza alcuna variazione del “comfort”, grazie all’apporto calorico delle pareti.
Il risparmio ottenibile dall’adozione del sistema “radiante” a parete “EcoTermo ®”, rispetto al sistema a “convezione”, è mediamente del 20% al 30% negli edifici residenziali, mentre negli ambienti di grosse dimensioni (palestre, palasport, chiese, musei, etc) il risparmio può essere del 40-50%.
Quali sono i vantaggi più evidenti del sistema “EcoTermo ®”
Molti sono i vantaggi derivanti dall’adozione del sistema di riscaldamento a parete radiante “EcoTermo ®”e di risanamento termico delle murature.
Dal diagramma delle temperature dell’aria ambiente, riportato di seguito, la curva “blu” è tipica delle temperature rilevate nei sistemi “convettivi” in cui l’aria scaldata si accumula nella parte alta del locale aumentando le dispersioni termiche verso l’esterno a scapito del “comfort” dell’ambiente..
La curva “azzurra” tipica dei sistemi “radianti” a pavimento, presenta una temperatura superficiale elevata del pavimento da 26°C a 29°C fastidiosa per molte persone.
La curva “rossa” tipica dei sistemi “radianti” a parete, presenta la situazione migliore con temperatura costante e uniforme su tutta l’altezza del locale.
Di seguito elenchiamo i vantaggi più importanti:
- Temperature uniformi in tutti gli ambienti riscaldati.
- Ambienti igienicamente più sani, senza circolazione di polveri inquinanti pericolosi.
- Assenza di rumorosità.
- Modularità del sistema, con termostati ambiente riscalda i locali effettivamente utilizzati.
- Pavimenti e pareti liberi dai corpi scaldanti, utilizzo del 100% degli ambienti
- Adattabilità del sistema “EcoTermo ®” ad ogni tipo di edificio esistente o nuovo.
- Regolazione diretta della temperatura desiderata in ciascun ambiente.
- Drastica riduzione dei consumi di energia (25-30% di risparmio per le abitazioni, 40-50% negli edifici a grande altezza: chiese, musei, capannoni, ecc.).
- Benessere ottimale all’interno degli ambienti (vedi fig. 1).
- Eliminazione dell’umidità di condensazione sulle pareti.
- Valido contributo a contrastare la risalita per capillarità dell’umidità dal terreno.
Il sistema “EcoTermo ®” valido contributo a contrastare l’umidità di risalita dal terreno e riduzione delle perdite di calore dai muri
In merito alle prestazioni del nostro sistema “EcoTermo®” riportiamo alcune passaggi della indagine tecnica elaborata dall’Istituto Fraunhofer per la fisica delle costruzioni di Holzkirchen, Germania relativa all’applicazione del sistema “Temperierung” nella Cappella di San Renato a Lustheim del 1686, di cui il nostro sistema contiene i principi fondamentali di quello originario.
L’indagine è stata orientata su due aspetti importanti del sistema, la riduzione della umidità di risalita e condensazione e la riduzione del fabbisogno energetico generale dovuto all’asciugatura delle pareti.
L’obiettivo è stato quello di analizzare rispetto alle pareti non riscaldate i cambiamenti dei profili di umidità, le perdite di calore per trasmissione verso l’esterno.
Sono stati effettuati calcoli transitori bidimensionali per valutare i processi igrotermici da cui risulta confermato che il riscaldamento in esame è in grado di asciugare rapidamente i componenti vulnerabili dell’edificio ed evitare danni causati dalla crescita microbica o dal gelo.
Così come l’essicamento della muratura comporta una riduzione della conducibilità termica e quindi della dispersione del calore verso l’esterno.
