Impianto di riscaldamento e raffrescamento a soffitto

10/02/2021 - Il calore prodotto da un impianto di riscaldamento può essere diffuso in modi differenti: attraverso i termosifoni, i fan coil, un sistema canalizzato o un sistema radiante.

I sistemi radianti sono completamente integrati con la struttura dell’edificio e invisibili, a tutto vantaggio dell’estetica, consentendo anche di guadagnare maggiore spazio in casa. Un sistema radiante può essere realizzato a pavimento, a parete o a soffitto. In questo focus tratteremo quest'ultima tipologia.
 
Un sistema radiante si basa su un circuito idraulico, a pannelli con tubi a serpentina, al cui interno circola un fluido termovettore. A seconda dell’installazione, i pannelli sono integrati nel massetto, nell’intonaco o in una struttura in cartongesso. Quando il sistema radiante è associato ad un un generatore a pompa di calore è in grado di produrre, oltre al riscaldamento invernale, anche il raffrescamento estivo.

Sistema radiante a soffitto, tipologie di installazione

I pannelli di un sistema radiante a soffitto possono essere installati in aderenza al soffitto oppure alloggiati all’interno di un controsoffitto.
 
Nella posa in aderenza il circuito idraulico può essere a sua volta:
- fissato al solaio per mezzo di binari di supporto e poi intonacato, ovvero installazione sottointonaco;
- pre-assemblato a panelli di cartongesso, ovvero installazione a secco.
In entrambi i casi l’ingombro è minimo, dai 40 ai 50 mm circa.
 
 Ecco un esempio di installazione a secco di un impianto radiante pre-assemblato in cartongesso ECOWALL DRY (fonte: Rossato Group)

Tra le due tipologie, è preferibile l’installazione in aderenza o in controsoffitto? 

Lo abbiamo chiesto ad Uponor, secondo cui: “non esiste una preferenza fra l’installazione in aderenza oppure in controsoffitto, il tutto dipende dalle esigenze del cliente. Realizzare un sistema di riscaldamento e raffrescamento radiante a soffitto in aderenza permette di incorporare il sistema radiante al soffitto creando un corpo unico. In questo caso è possibile avere un pacchetto estremamente ridotto (es. Uponor Fix Plaster, soli 2,4 cm) ed avere dei costi di acquisto contenuti; il sistema rimane estremamente reattivo e rapido nella risposta. È un sistema invasivo poiché è annegato nell’intonaco.

Il sistema radiante a controsoffitto invece offre altri vantaggi: la possibilità, ad esempio, di eseguire lavori a secco quindi senza la necessità di lasciare la propria dimora durante l’installazione del sistema. Quest’ultimo sistema offre la possibilità di integrare qualsiasi tipo di isolante che può essere installato nella parte posteriore del pannello radiante (es. Uponor Renovis) all’interno del controsoffitto permettendo di ridurre le dispersioni verso l’alto. È un sistema che offre anche la possibilità di integrazione con elementi di illuminazione, ventilazione meccanica, etc. I costi di questo sistema sono più elevati ed occorre avere a disposizione almeno 6-10 cm.”

Sistemi radianti a soffitto: il funzionamento invernale

Un sistema radiante a soffitto ha una bassa inerzia termica; pertanto, risulta essere particolarmente veloce e reattivo. Nella fase invernale utilizza temperature di mandata estremamente basse, intorno ai 30 - 32°C, mentre nella fase estiva utilizza temperature alte di mandata, intorno ai 16 - 18°C. Temperature di mandata basse in inverno e alte in estate sono l’ideale per il funzionamento a pompa di calore.

Per quanto riguarda la fase invernale, per “abitudine” siamo portati a pensare che l’aria calda si sposti dal basso verso l’alto. Come può il calore prodotto da un sistema a soffitto scendere verso il basso e soprattutto riscaldare efficacemente?
 
Il pensiero comune non è di certo sbagliato. Infatti, il calore che si diffonde per convezione, come nei classici termosifoni, si muove dal basso verso l’alto, ma in un sistema radiante a soffitto il calore si diffonde per irraggiamento. Attraverso l’irraggiamento il calore viene trasferito dalla superficie radiante all’intero ambiente domestico; le pareti e le altre superfici fredde assorbono il calore proveniente dal soffitto e a loro volta riescono a distribuirlo autonomamente alle altre zone dell’abitazione garantendo comfort a tutti gli inquilini della casa.
 
L’assenza di movimenti d'aria permette di ottenere uniformità nella distribuzione del calore, con l’enorme vantaggio di non avere sbalzi di temperatura. I pannelli radianti sono capaci di assorbire il calore e di rilasciarlo in maniera graduale durante l’intera giornata.
 

Sistemi radianti a soffitto: il funzionamento estivo

Nella fase estiva, lo scopo di un sistema radiante è quello di abbassare la temperatura media radiante e di conseguenza la temperatura dell’ambiente.
 
Il fluido, presente nel circuito idraulico dell’impianto radiante a soffitto, viene distribuito ad una temperatura compresa tra i 16 e i 18°C. La superficie radiante raffrescata emette una certa quantità di radiazione termica; le altre superfici presenti nell’ambiente ricevono questa radiazione termica raffrescandosi a loro volta ed emettendo energia ad intensità più bassa. In questo modo, si attiva un meccanismo di mutuo irraggiamento, grazie al quale tutte le superfici interne si raffrescano a diverse temperature. Anche in questo caso viene assicurata una temperatura omogenea senza fastidiosi spostamenti d'aria.

Di seguito un esempio del funzionamento in caldo e freddo con l'abbinamento alla pompa di calore e VMC (fonte: Rossato Group)
 

Sistemi radianti a soffitto: la relazione con l’edificio

Ma un sistema radiante a soffitto è idoneo sia nelle nuove costruzioni che nelle ristrutturazioni? O meglio, un sistema radiante a soffitto può essere installato solo in edifici ben isolati da punto di vista termico oppure è idoneo anche in edifici maggiormente datati?
 
​A queste domande ci ha risposto Rossato Group: premettendo che “il progetto deve essere effettuato sulla base dei fabbisogni dei singoli ambienti e delle rese del sistema [...] nel valutare la resa del sistema radiante a soffitto, ci sono due elementi da considerare:
1. Temperatura superficiale: per ragioni di comfort, la temperatura superficiale deve rimanere nei limiti indicati dalla UNI-EN 1264, quindi la resa massima del soffitto radiante si aggira intorno ai 75 W/m2. 
2. Superficie radiante: i pannelli in cartongesso riescono a raggiungere una superficie radiante attiva fino all'80% di quella in pianta. 

Tenendo conto di questo grado di copertura e della temperatura massima raggiungibile per evitare discomfort, il sistema radiante a soffitto può riscaldare ambienti con fabbisogni fino a circa 60 W/m2. Questo lo rende ideale in edifici energeticamente riqualificati piuttosto che in quelli obsoleti con fabbisogni molto elevati.”​
 

Sistemi radianti a soffitto: dimensionamento

I sistemi radianti a soffitto, così come qualsiasi impianto di riscaldamento/raffrescamento, devono essere attentamente dimensionati da esperti, in modo da ottenere una distribuzione del calore e dell’aria fresca quanto più vicina a quella ottimale.
 
Con un dimensionamento sbagliato il rischio, in particolare nel funzionamento invernale, è quello di avere l’hot head effect: situazione di disagio in cui la parte più alta dell’ambiente è riscaldata eccessivamente e, di conseguenza, la testa dei suoi abitanti, con una sensazione generale di discomfort.
 
Che cosa bisogna considerare per il corretto dimensionamento dell’impianto? Altezza e volume del vano o altro? Secondo Uponor: “per poter realizzare un corretto dimensionamento dell’impianto occorre conoscere nel dettaglio la potenza necessaria per poter riscaldare e raffrescare ciascun ambiente. Il progetto verrà predisposto e sottoscritto da un tecnico professionista abilitato così come previsto dalla normativa vigente. L’altezza consigliata per l’installazione di un soffitto radiante è 2,60 - 2,70 mt.”
 
Anche Rossato Group ci ha dato un suo parere: “Per il corretto dimensionamento dell’impianto radiante a soffitto/parete bisogna considerare prevalentemente 3 aspetti:
- fabbisogno termico e frigorifero dell’edificio;
- superfici disponibili all’installazione;
-posizione del collettore.
Il fabbisogno termico viene calcolato in conformità alle vigenti normative sull’efficienza energetica. 

Il progetto deve essere effettuato sulla base dei fabbisogni dei singoli ambienti e delle rese del sistema. La superficie radiante attiva rientra nei seguenti intervalli:
Parete: 40÷100%
Soffitto: 50÷100%

Per i soffitti radianti non è consigliabile abbassare la superficie radiante al di sotto del 50% della superficie in pianta per non creare asimmetrie termiche e discomfort. Il collettore va posizionato preferibilmente in una posizione centrale.”
 

Sistemi radianti a soffitto: a proposito di altezza

È risaputo che per le prescrizioni del DM 5 luglio 1975 l’altezza di interpiano per le abitazioni non può essere inferiore ai 2,70 mt. Con il decreto Requisiti Minimi del 26 giugno 2015, che premia l’efficienza e favorisce le riqualificazioni degli interni, è stata introdotta la possibilità di deroga nell’altezza minima degli edifici in caso di installazione di sistemi radianti a pavimento e a soffitto. Pertanto, nel caso di edifici ristrutturati e riqualificati, installando un sistema radiante l’altezza minima da rispettare è 2,6 mt.
 

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