CLIMATIZZAZIONE RADIANTE

PREMESSA

La progettazione bioclimatica va basata su uno studio unitario di involucro e impianti. Con un adeguato involucro e con l'integrazione, in un unico sistema, di impianti radianti, pompe di calore e impianti solari, è possibile massimizzare la riduzione dei consumi energetici e fornire, sia in inverno che in estate, la climatizzazione più congeniale a quella "macchina termodinamica" che è il corpo umano.

In questa sezione viene trattata la climatizzazione radiante, che è poco nota, anche se costituisce una parte fondamentale dell'architettura bioclimatica e può senz'altro favorire la riduzione dei consumi energetici.

Con i sistemi radianti la climatizzazione entra in una nuova stagione, o, anche, torna alle origini.

Gli antichi romani riuscivano a riscaldare, per irraggiamento, anche grandi ambienti come quelli delle terme pubbliche. Come? Realizzando intercapedini sotto ai pavimenti e nelle pareti dove facevano passare aria riscaldata da grandi fuochi che accendevano in appositi ambienti (le prime centrali termiche a legna).

Era un sistema radiante perché funzionava con il riscaldamento di grandi superfici (pavimenti, pareti) che a loro volta “irraggiavano” i corpi dei presenti.

COS’E’ L’IRRAGGIAMENTO

(Tratto dal libro “Capire il comfort”, di Roberto Messana)

L’irraggiamento è una forma di trasmissione dell’energia che, al contrario della conduzione e della convezione, non prevede contatto diretto tra gli scambiatori, e non necessita di un mezzo per propagarsi, come invece avviene con i termosifoni. L’esempio fondamentale di questo fenomeno è il trasferimento di energia tra il Sole e la Terra che spiega come il calore possa propagarsi anche nel vuoto, non solo attraverso la materia. Nell’irraggiamento la trasmissione di energia avviene attraverso l’emissione e l’assorbimento di radiazione elettromagnetica, sotto forma di onde elettromagnetiche, prevalentemente dal corpo a temperatura maggiore a quello a temperatura minore (l’energia si propaga in entrambe le direzioni ma con minore intensità da quello freddo a quello caldo).

L’emissione e l’assorbimento di radiazione elettromagnetica dipendono dalla frequenza della radiazione, dalla natura del corpo e da alcune caratteristiche della sua superficie. Ad esempio un corpo avente una superficie scura è un buon assorbitore ed emettitore.

VANTAGGI DELLA CLIMATIZZAZIONE RADIANTE

(Tratto dai manuali tecnici della Carlieuklima)

In una bella giornata invernale, passando da una zona d’ombra ad una in pieno sole, proviamo un’immediata sensazione di tepore. Ciò significa che non è l’aria a temperatura ovunque costante che determina il riscaldamento, ma l’esposizione diretta ai raggi solari. Questa propagazione naturale del calore è definita irraggiamento e consiste nella trasmissione di radiazioni infrarosse a onda lunga e morbida comprese nello spettro dell’energia elettromagnetica del sole.

Le proprietà delle radiazioni infrarosse sono:

1. si propagano in linea retta, in tutte le direzioni e sono riflesse solo da alcuni materiali;
2. si propagano naturalmente nel vuoto senza bisogno di energia supplementare
3. non sono assorbite dall’aria;
4. sono assorbite dai corpi solidi che le trasformano immediatamente in energia termica.

La percezione di comfort di un ambiente è legata non solo alla temperatura dell’aria (TA) (come abitualmente si pensa), ma anche alle temperature delle superfici che circondano il corpo (Temperatura media radiante TMR).
Negli impianti a convezione la polvere e le eventuali particelle più o meno nocive vengono continuamente tenute sospese in aria a causa della ventilazione tipica di tali impianti. Negli impianti ad irraggiamento non c’è movimentazione d’aria.

Punto di forza del riscaldamento radiante è la miglior resa rispetto ad altri sistemi di pari potenzialità.

IL COMFORT IDEALE

(Tratto dai manuali tecnici della FCC – Permasteelisa Group)

L'irraggiamento termico tra due corpi a temperature diverse è il passaggio di calore dal corpo a temperatura maggiore a quello a temperatura minore. Il più chiaro esempio di trasmissione di calore per irraggiamento tra due corpi è fornito dal sole e dalla sfera terrestre: il calore fornito dal sole giunge alla terra proprio per irraggiamento, attraverso il vuoto e l'aria.
Anche il corpo umano scambia continuamente calore con l'esterno attraverso le frequenze infrarosse.
Il comfort ideale si realizza quando l'uomo riesce a smaltire il proprio calore metabolico secondo le giuste proporzioni tra i vari modi di scambio termico, tra i quali l'irraggiamento ha un'importanza fondamentale, in modo uniforme attraverso tutto il corpo. L'attenzione allo scambio termico per irraggiamento sta rivoluzionando il modo di pensare alla climatizzazione, facendo superare i tradizionali sistemi ad aria. La climatizzazione radiante assicura un benessere diffuso: una sensazione avvolgente che abbraccia tutti i sensi dell'uomo favorendone le attività intellettuali.

PECULIARITA' DEI SISTEMI RADIANTI

(Tratto dai manuali tecnici della RDZ- Radiant Design Zone)

Il principio fondamentale della climatizzazione radiante è "influenzare" lo scambio per irraggiamento, modificando la "temperatura operante".

Il corpo scaldante radiante utilizza grandi superfici e piccole differenze di temperatura.

Questi sistemi offrono poi un altro importante vantaggio: l'utilizzo di liquido a bassa temperatura che favorisce enormemente l'utilizzo di energie rinnovabili quali le pompe di calore per lo scambio termico (geotermiche, ad aria) e l'energia solare fotovoltaica.

Con questi sistemi la temperatura dell'aria ambiente viene mantenuta meno calda in inverno e meno fredda in estate, con vantaggi indotti di fondamentale importanza:

- migliore comfort;

- minore consumo di energia.