La progettazione di un impianto di riscaldamento a pavimento richiede la valutazione del fabbisogno termico dell’edificio in ottemperanza alla legge 10/91 e successive modifiche ed aggiornamenti.
La potenza termica fornita deve essere adeguata alle dispersioni nominali di calore per ciascun ambiente.
In un progetto di riscaldamento a pavimento è necessario indicare la posizione dei collettori, preferibilmente baricentrica rispetto agli ambienti da riscaldare, la distribuzione dei circuiti scaldanti e la collocazione di tutti i tipi di giunto presenti.
Il dimensionamento di un pavimento radiante è sicuramente la parte più importante e deve essere effettuato in conformità alla normativa europea vigente.
In questa guida risponderemo ad alcune domande tra cui:
- quali sono i passi per una corretta progettazione di un riscaldamento a pavimento;
- come effettuare il calcolo dei pannelli radianti;
- qual è la potenza termica richiesta dal riscaldamento a pavimento.
Indice
Dimensionamento pavimento radiante: la normativa
La progettazione e l’installazione degli impianti radianti sono soggetti a regolamentazioni specifiche definite dalla normativa europea UNI EN 1264.
Nello specifico la norma UNI EN 1264-3:2009 definisce le modalità di dimensionamento di un impianto radiante per il funzionamento invernale ed estivo.
La temperatura di alimentazione di progetto è determinata in relazione all’ambiente con l’emissione areica più elevata, esclusi i bagni, con un salto termico (tra mandata e ritorno) non superiore a 5°C.
Nel paragrafo 4.1.2.2, la norma stabilisce i parametri necessari per limitare la dispersione di calore, tra cui la resistenza termica Rλ,ins del pannello isolante del sistema a superficie radiante, che deve essere almeno pari a quanto specificato nella UNI EN 1264-4.
Nel caso in cui non sia noto il tipo di pavimento scelto, la norma prevede di effettuare il calcolo considerando una resistenza termica dei rivestimenti pari a R=0,1 m2 K/W, fatta eccezione per i bagni, per i quali si adotta R=0 m2 K/W.
Per gli ambienti restanti, il carico termico richiesto deve essere soddisfatto mediante la variazione della lunghezza dei circuiti – che dipende anche dalle perdite di carico ammesse – e dell’interasse tra i tubi.
Per quanto riguarda la potenza massima che un impianto radiante può fornire all’ambiente, con particolare attenzione agli impianti a pavimento, è importante che la temperatura superficiale non causi problemi di salute per gli occupanti, come la cattiva circolazione sanguigna degli arti inferiori.
A tale scopo la norma definisce dei valori limite per le temperature superficiali. Ad esempio, per il riscaldamento a pavimento la temperatura massima del pavimento non deve superare:
- i 29°C nelle zone abitabili, pari alla potenza specifica di 100 W/mq fornibile ad un ambiente a 20°C;
- i 33°C per i bagni, pari a 150 W/mq;
- i 35°C per le zone perimetrali, pari a 175 W/mq.
Invece, per il riscaldamento a parete la temperatura massima della parete non deve superare i 40°C che corrisponde alla potenza specifica massima di 160 W/mq, mentre per il riscaldamento a soffitto la temperatura massima del soffitto non deve superare i 29°C che corrisponde alla potenza specifica massima di 59 W/mq.
| Impianto radiante a pavimento | Per la temperatura superficiale del pavimento pari a 29 °C, la potenza specifica massima cedibile QG all’ambiente per cui si desiderano 20 °C è calcolabile con la formula: QG = 10,8 x (29-20) = 97 W/mq Per temperatura superficiale del pavimento pari a 35 °C (solo zone perimetrali dove non vi è stazionamento di persone) la potenza specifica massima cedibile QG all’ambiente per cui si desiderano 20 °C è calcolabile con la formula: QG = 10,8 x (35-20) = 162 W/mq |
| Impianto radiante a soffitto | Per la temperatura superficiale del soffitto pari a 29 °C, la potenza specifica massima cedibile QG all’ambiente per cui si desiderano 20 °C è calcolabile con la formula: QG = 6,5 x (29-20) = 59 W/mq |
| Impianto radiante a parete | Per la temperatura superficiale della parete pari a 40 °C, la potenza specifica massima cedibile QG all’ambiente per cui si desiderano 20 °C è calcolabile con la formula: QG = 6,5 x (40-20) = 59 W/mq |
Progetto riscaldamento a pavimento: passi necessari
Dopo una breve introduzione alla normativa, adesso vediamo quali sono i punti del percorso da compiere per determinare il passo dei pannelli radianti ed il dimensionamento dell’interno impianto di riscaldamento a pavimento.
Effettuare il calcolo carichi termici
Il primo passo nella progettazione di un impianto di riscaldamento a pavimento è la valutazione dei carichi termici di progetto. Tale valutazione si effettua attraverso il calcolo di progetto UNI 12831 o utilizzando software come Termolog.
Per eseguire il calcolo dei carichi termici secondo la norma UNI 12831, vengono determinate tre componenti di potenza:
- il carico per trasmissione, definito in base alla tipologia di strutture dell’edificio;
- il carico per ventilazione, che dipende dal volume e dai ricambi d’aria;
- la potenza di ripresa, che identifica la potenza necessaria all’impianto per raggiungere nuovamente la temperatura desiderata.
In genere, il valore della potenza di ripresa rappresenta circa il 10% della potenza per trasmissione.
Per fare un esempio prendiamo in esame un edificio con le seguenti caratteristiche, i cui carichi sono stati suddivisi in carico per trasmissione, ventilazione e potenza di ripresa:
| Locale | Φt [W] | Φv [W] | Φrh [W] |
|---|---|---|---|
| Soggiorno | 935,191 | 200,629 | 87,42 |
| Cucina | 1.541,197 | 293,576 | 127,92 |
| Bagno | 676,166 | 40,622 | 17,7 |
| Camera 2 | 420,681 | 183,83 | 80,1 |
| Camera 1 | 868,033 | 201,455 | 87,78 |
| Corridoio | 164,523 | 112,088 | 48,84 |
Di seguito riassunti i calcoli delle potenze termiche:
| Locale | Area [m2] | Carico specifico [W/m2] |
|---|---|---|
| Soggiorno | 14,6 | 83,78 |
| Cucina | 21,3 | 92,15 |
| Bagno | 3 | 244,82 |
| Camera 2 | 13,4 | 51,09 |
| Camera 1 | 14,6 | 79,26 |
| Corridoio | 8,1 | 40,18 |
La normativa fornisce gran parte delle informazioni utili per il dimensionamento dei pannelli radianti.
Si ricorda che è fondamentale definire i limiti di temperatura che il pavimento non potrà superare, così come indicato nel paragrafo precedente.
Determinare temperatura di mandata e profondità di posa
Per determinare la temperatura di mandata, ci basiamo sull’analisi dei carichi termici eseguita al passo precedente e scegliamo di partire dal locale con la richiesta maggiore, escludendo le zone perimetrali o i bagni.
Nel caso dell’esempio il picco di richiesta si presenta nella cucina, con una potenza termica di 92,15 W/mq, il che lo rende l’ambiente di partenza ideale.
Nella valutazione della temperatura di mandata, dobbiamo considerare che l’impianto viene gestito con una temperatura uniforme e che la scelta della temperatura di mandata influisce sulla resa termica del pannello. Inoltre, la resa termica e il passo dei tubi influenzano la temperatura superficiale del pannello.
Le tubazioni dell’impianto saranno posizionate alla profondità di 58 cm, annegate nel cemento (in umido), al di sopra del materiale isolante. La stratigrafia dell’elemento che ospita il pannello radiante è fondamentale per determinare la potenza realmente emessa dal pannello, considerando la resistenza dei materiali posizionati sopra e al di sotto del pannello.
Utilizzando una temperatura di mandata pari a 45°C, il pannello scelto ha una resa di circa 98 W/mq al passo di 15 cm, adeguata per la cucina che dobbiamo servire.
Con una temperatura di mandata a 40°C, il calcolo ha restituito una potenza emessa di circa 93 W/mq e un passo molto più stretto, decisamente non adatto alla situazione.
Determinare passo e lunghezza del pannello radiante
Generalmente per i locali normalmente abitati con una richiesta di potenza nell’ordine delle decine di kW, il passo consigliato è alternativo tra 15 e 20 cm. Tuttavia, per le fasce perimetrali e i locali particolari, è possibile infittire il passo con intervalli di 5 cm o 7,5 cm.
Dopo aver stabilito la temperatura di mandata e calcolato le rese termiche, è possibile tracciare il pannello nella cucina e collegarlo al collettore dell’unità.
Come abbiamo visto un pannello con passo di 15 cm garantisce un’adeguata emissione termica per la temperatura di mandata selezionata.
La lunghezza totale delle tubazioni impiegate per coprire l’area del pannello è pari all’area del pannello diviso il passo, ovvero: 23 mq / 0,15 m = 142 m.
È importante notare che tale lunghezza è elevata per un unico pannello e comporta una perdita di carico significativa. In generale, maggiore è la lunghezza del pannello, maggiore sarà la perdita di carico.
In questo caso, la perdita di carico totale del pannello della cucina è pari a oltre 160 kPa, un valore molto elevato. Di conseguenza, una soluzione alternativa è quella di coprire la superficie della cucina attraverso due pannelli, ciascuno dei quali serve metà del carico termico dell’ambiente.
In questo modo, la lunghezza del pannello si riduce a 71 m e, di conseguenza, anche la perdita di carico, che risulta pari a 23 kPa per questa seconda soluzione ipotizzata.
Determinare integrazioni eventuali
Durante la realizzazione del progetto di un impianto di riscaldamento a pavimento occorre verificare la necessità di integrare ulteriori emettitori di calore.
Nell’esempio dell’edificio precedente, per il bagno il carico specifico di progetto al mq è elevato e non può essere soddisfatto interamente dal pannello radiante.
Questo fattore, unito alla riduzione dell’area del pavimento disponibile per la presenza dei sanitari e degli scarichi a pavimento, richiederà l’integrazione di un ulteriore corpo scaldante, come ad esempio il classico termoarredo.
Errori comuni durante la progettazione di un impianto di riscaldamento a pavimento
Nella progettazione di un impianto di riscaldamento a pavimento, sono comuni alcuni errori che possono compromettere la corretta funzionalità del sistema.
Tra gli errori di progettazione più frequenti, si può ricordare la sovrastima dei carichi termici effettivi, che può portare ad un sovradimensionamento dell’impianto o a ritenere il sistema non adatto allo scopo.
Inoltre, un non corretto bilanciamento dell’impianto può causare problemi di pressione e portare ad una cattiva distribuzione del calore all’interno del sistema.
Gli errori di esecuzione più comuni includono:
- il riscaldamento parziale di locali con le adduzioni dei circuiti di altre stanze, che può rendere le condizioni ambientali interdipendenti e non gestibili autonomamente.
- la sostituzione dei pannelli isolanti con altri di spessore inferiore;
- l’applicazione di tipi di rivestimento di pavimento diversi da quelli previsti;
- l’errata applicazione del rivestimento del pavimento;
- l’errata esecuzione dei massetti che può portare a rotture dei rivestimenti superficiali come piastrelle e marmi.
Tutti questi errori possono derivare da una cattiva Direzione Lavori o da una mancata attenzione del posatore dei pavimenti. Pertanto, è fondamentale che il progetto e la sua esecuzione siano eseguiti con la massima precisione e attenzione ai dettagli.
Conclusione
Un impianto di riscaldamento a pannelli radianti presenta notevoli vantaggi ma la sua posa in opera richiedere molta attenzione nonché una progettazione puntuale e accurata.
Mai come in questo caso è consigliabile affidarsi ad aziende con comprovata esperienza nella fornitura e posa in opera di impianti di riscaldamento a pavimento, eseguiti da personale certificato.
Se sei residente in Sicilia puoi contattarci per un preventivo gratuito. Concorderemo insieme a te una data per una sopralluogo gratuito e senza impegno necessario per analizzare il tuo caso e fornirti un preventivo dettagliato su misura.
