Principio di funzionamento dei pavimenti radianti

Vedi i prodotti Efesto per i sistemi a pavimenti radianti

Il riscaldamento di ambienti mediante pannelli radianti, posti a pavimento, avviene per irraggiamento mediante un flusso di aria calda, che si propaga dal basso verso l'alto, generata da una fonte di calore incamerata nel massetto del pavimento.

Per generare tale flusso è necessario creare due zone dello stesso ambiente che abbiano diversa temperatura. Più precisamente, riscaldando il pavimento (zona A) creiamo una differenza di temperatura rispetto al soffitto (zona B), che genera un moto ascensionale d'aria calda ed un moto discendente d'aria fredda.

Inizialmente il volume di aria fredda è maggiore rispetta a quello di aria calda, quindi lo scambio termico avverrà più rapidamente e con un maggiore dispendio di energia. L'applicazione continua della forza radiante farà aumentare gradualmente il volume della zona calda, infatti il flusso discendente d'aria fredda incontrerà sempre maggiore resistenza e il sistema, nel suo complesso, tenderà verso un punto di massima efficienza che potrà essere mantenuto con un dispendio minimo di energia.

Di ogni sistema di riscaldamento è possibile tracciare un modello di distribuzione delle temperature. Negli impianti di riscaldamento a pavimento la particolare collocazione dei pannelli radianti e la cessione di calore per irraggiamento genera una stratificazione delle temperature che si avvicina maggiormente alla situazione ideale di benessere termico. Inoltre, fattore molto importante dell’impianto a pannelli radianti, la distribuzione del calore risulta uniforme in tutti gli spazi, al contrario di un impianto tradizionale, dove nei pressi delle fonti di calore si concentrano temperature elevate. La possibilità di adattare alle esigenze architettoniche la configurazione dei pannelli, consente inoltre di intensificare o di ridurre la diffusione del calore, ad esempioin prossimità di vetrate o nei bagni.

Componenti principale di un sistema a pavimento radiante

Analizziamo brevemente gli elementi principali che costituiscono un sistema a pavimenti radianti.

1) Solaio

L'intero sistema sfrutta come basamento il solaio della sala da climatizzare. Le caratteristiche del solaio influiscono moltissimo nel dimensionamento dell'impianto radiante, sopprattutto per quanto riguarda la conduzione termica verso l'ambiente sottostante.

2) Foglio protettivo

Questo secondo elemento crea uno stratto di protezione per impermeabilizzare il sistema dal vapore acqueo che si crea nella superficie del solaio sottoposta a sbalzi di temperatura.

3) Pannello isolante

Grazie al loro basso coeficiente termico, i pannelli isolanti creano una camera di contenimento che riduce la dispersione termica verso il basso. Di conseguenza, l'energia si propagherà seguendo la direzione che offre meno resistenza, ovvero quella verso la superficie del pavimento radiante.
In commercio vi sono pannelli isolanti di vario tipo, che si differenziono per spessore, materiali e struttura. I Pannelli Preformati, simili a quelli che vediamo in figura, sono strutturati con delle sagome che facilitano la posa dei tubi sulla superficie radiante e sono maggiormente impiegati nei sistemi che richiedono un elevato grado di isolamento termico verso il basso. Nei Pannelli lisci, invece, i tubi vengono fissati mediante un'apposita graffatrice. Solitamente questi pannelli hanno uno spessore minore rispetto ai pannelli preformati. Vengono utilizzati in ambienti che non necessitano di un elevato isolamento termico, oppure in strutture che non consentono l'innalzamento eccessivo del piano del pavimento.

4) Massetto

Il massetto è un fluido cementizio che viene utilizzato per ricoprire la struttura radiante e per creare la base su cui poserà il pavimento (parquet o piastrelle). Questo elemento è molto importante nella realizzazione dei pavimenti radianti e deve avere alcune caratteristiche fondamentali:

• Deve avere una buona conduzione termica in modo da facilitare il flusso del calore dai pannelli radianti verso il pavimento da riscaldare.
• Deve avere una densità costante per garantire la corretta propagazione del calore in tutte le zone del pavimento.
• Deve avere una struttura stabile e resistente alle sollecitazioni dinamiche.
• Deve garantire un grado di elasticità sufficiente ad assorbire le dilatazioni molecolari dovute alle variazioni di temperatura.

Addittivi per massetto

In commercio vi sono dei prodotti addittivi, da mescolare all'impasto cementizio, che consentono di ottenere un massetto con le caratteristiche sopra elencate. Uno degli effetti più utili di questi addittivi è quello di diminuire la densità dell'impasto, aumentandone le capacità autolivellanti e consentendogli di coprire tutti gli interstizi presenti tra tubazione e pannello isolante, evitando la formazione di pericolose sacche d’aria che riducono la resa dell’impianto a pavimento e compromettono la stabilità del massetto stesso.

5) Pannelli radianti (tubi)

I pannelli radianti sono l'insieme delle tubazioni disposte sopra i pannelli isolanti. Essi costituiscono la sorgente radiante del sistema, perciò devono avere proprietà tali da garantire la massima resa con il minor dispendio di energia.

Prendiamo come modello di riferimento il tubo multistrato MeplaTherm realizzato dalla Geberit appositamente per sistemi a pavimento radiante.

• PE-Xb: lo strato più interno, in polietilene autoreticolabile ai xilani, riduce la formazione di residui incrostanti.
• AL: lo strato intermedio, in alluminio saldato longitudinalmente, conferisce al tubo rigidezza e solidità meccanica.
• PE-HD: lo strato esterno, in polietilene ad alta densità, protegge il tubo dal deterioramento causato da agenti esterni, urti e abrasioni.

La diffusione di ossigeno negli impianti a circuito chiuso rappresenta un grosso problema in quanto si genera la formazione di melma che è in grado di provocare una corrosione perforante, intaccando le parti metalliche, ossidandole dall’interno. Lo strato d’alluminio impermeabilizza il tubo all'ossigeno, impedendogli di penetrare all’interno delle condotte e di conseguenza elimina la formazione della melma.

6) Banda perimetrale

La banda perimetrale è una striscia di materiale isolante, solitamente in polietilene espanso, che viene disposta lungo il perimetro dell'area in cui verranno disposti i pannelli radianti, cioè nelle zone angolari tra le supericie del solaio e delle pareti. Lo scopo è quello di creare un disaccoppiamento tra queste superficie e il sistema di riscaldamento, in modo da consentire al pavimento di assorbire sbalzi termici e assestamenti strutturali senza che questi influenzino la resa dell'impianto.

7) Testa motorizzata per termostato

8) Distributore a collettori

Il distributore a collettori è una centralina da cui è possibile regolare la distribuzione del fluido riscaldante nelle varie sezioni dell'impianto radiante. È costituito da due blocchi di collettori: uno per la regolazione del fluido in ingresso e l'altro per la regolazione del fluido in uscita dall'impianto.

9) Graffatrice a clips per il fissaggio dei tubi

Quando si impiegano pannelli isolanti lisci, i tubi vengono fissati mediante apposite clips che vengono applicati con una apposita graffatrice.

 

Posa in opera

Vediamo brevemente quali sono le principali operazioni da eseguire per la posa in opera degli impianti a pavimenti radianti.

A) Verifica del progetto

Prima di dare inizio alla fase di posa in opera delle varie parti che costituiscono il sistema a pavimenti radianti, è buona norma verificare nel cantiere la validità del progetto rispetto alle quote del pavimento, ai dimensionamenti perimetrali e alla qualità della superficie di fondo. Con un'attenta osservazione dell'area si devono cercare eventuali anomalie che possono pregiudicare il corretto funzionamento dell'impianto e provvedere per tempo alle dovute correzioni.

B) Posa dei collettori

Seguendo il progetto esecutivo dovranno essere disposti i distributori a collettori. La posa ottimale di questi elementi è di fondamentale importanza, infatti la fase successiva di dispiegamento dei tubi avrà come riferimento i punti iniziali e finali situati proprio sui collettori.

C) Posa della banda perimetrale

Il terzo passagio consiste nella posa della banda perimetrale nelle regioni angolari individuate nel perimetro dell'area da coimbentare e in ulteriori zone strutturali che devono essere disaccoppiate dal sistema di riscaldamento.

D) Posa dell'isolante

Quando si utilizzano pannelli isolanti preformati si devono stendere i fogli protettivi e solo dopo provvedere alla posa dei pannelli. I pannelli isolanti lisci hanno essi stessi uno strato polietilenico prottettivo, quindi in questi casi i fogli protettivi potrebbero non essere necessari. In linea generale si dovrebbe scegliere la soluzione più adatta per garantire la massima efficienza del sistema.

Posa del tubo

Il passaggio sucessivo consiste nel dispiegamento dei tubi sopra la superficie isolante a partire dal collettore di mandata e a finire nel collettore di ritorno. Se si utilizzano Pannelli preformati i tubi vanno incastrati tra le pretuberanze dei pannelli stessi. Se invece si utilizzano pannelli lisci i tubi vengono fissati sopra di essi a mezzo di clips bloccanti, applicate tramite l'apposita graffatrice. In ogni caso è bene che i tubi seguano percorsi lineari, con curvature morbide.

Collaudo

Prima di stendere il getto, è indispensabile accertare la perfetta tenuta dell'impianto, eseguendo un primo collaudo, detto a "serpentine scoperte", in cui viene eseguita una prova di pressione per individare possibili perdite delle tubazioni o dei collettori e, più in generale, per correggere eventuali anomalie strutturali.

Posa del massetto

In fine il tutto viene coperto con il getto del massetto. Questo elemento, soprattutto se viene trattato con gli addittivi per pavimenti radianti, ha tempi di consolidamento molto lunghi. Pertanto è importante non avviare il riscaldamento del pavimento prima che siano passati 21 giorni dal getto. Per gli stessi motivi l'aplicazione del rivestimento finale è consigliato solo dopo 28 giorni dalla posa del massetto.