L'influenza dei pannelli isolanti sulle performance dell'impianto

Funzione meccanica

Una delle funzioni del pannello isolante, nei sistemi di riscaldamento a pavimento, è quella di supporto per la posa dei circuiti. I pannelli possono essere sagomati e quindi dotati di sedi che accolgono il tubo oppure in forma di lastre piane dove il tubo viene fissato attraverso delle apposite clips di fissaggio. Quindi, per come è concepito il riscaldamento a pavimento, i pannelli isolanti sono parte del sistema stesso e questa parte, sebbene spesso per questioni economiche venga trascurata, ha un effetto importante sulle performance dell'impianto.

In effetti è possibile realizzare pannelli radianti privi dell'isolamento, è sufficiente utilizzare delle reti metalliche d'armatura sulle quali posare il tubo fissandolo con apposite clips; in questo caso non si avrebbe alcun impedimento alle dispersioni termiche rivolte verso il basso e quindi la riduzione delle performance dell'impianto diventerebbe importante.

Riduzione della massa termica

Con il termine massa termica facciamo riferimento alla capacità dei materiali di trattenere l'energia termica (calore). Una roccia ha una massa termica maggiore di un blocco di legno, infatti rimane calda più a lungo rispetto al blocco di legno. Questo è dovuto al fatto che la roccia è più densa e quindi contiene più massa a parità di volume. Quando una massa termica riscaldata è soggetta, ad esempio, ad un flusso di aria fredda, inizia a dissipare energia termica (calore) con una velocità proporzionale alla differenza di temperatura tra l'aria e la massa termica. Il principio del riscaldamento a pavimento è quello di mantenere la temperatura della massa termica uniforme e costante in modo tale da dissipare l'energia termica necessaria al riscaldamento del locale.

La presenza dei pannelli isolanti all'interno della struttura del pavimento riduce la massa termica. I pannelli isolanti, separando lo strato di calcestruzzo nel quale sono annegati i tubi riscaldanti dalla soletta portante, riducono la massa termica da riscaldare e quindi consentono di avere impianti che rispondono meglio e più rapidamente alle variazioni di temperatura ambiente o di temperatura esterna. Consideriamo un impianto di riscaldamento a pavimento per un edificio residenziale di circa 100 mq, la struttura del pavimento completa di pannello isolante sia quella indicata in figura H.1.

In questo caso il volume del calcestruzzo a contatto diretto con il tubo e che quindi influenza l'effetto massa termica è di circa 0.061 mc/mq (quantità di calcestruzzo per metro quadrato di superficie). Nel caso in cui lo stesso impianto fosse realizzato senza i pannelli isolanti (vedi figura H.2), si avrebbe un volume di calcestruzzo a contatto diretto con il tubo di 0.213 mc/mq (dato dal volume di massetto sopra il tubo e dal volume della cartella di calcestruzzo). E' facile verificare che il rapporto fra i volumi di calcestruzzo è di 1 a 3.5 e quindi si ha un notevole incremento di massa termica nel caso in cui si scelga una posa senza panello isolante. Da quanto esposto nell'introduzione ne consegue che tanto maggiore è la massa termica tanto più in ritardo l'impianto risponderà alle variazioni di temperatura.

Isolamento termico

L'energia prodotta dalle serpentine è diretta sia verso l'alto, apportando il necessario contributo per il riscaldamento del locale, sia verso il basso, generando una perdita di energia verso il terreno sottostante.

Il flusso di energia diretto verso il basso dipende dalla temperatura del terreno o da quella del locale sottostante e dalla resistenza termica totale degli strati di materiale sotto i tubi. Ovviamente migliore è l'isolamento minore sarà l'energia termica diretta verso il basso. Per ridurre le perdite energetiche, la normativa UNI EN 1264, che stabilisce le regole per il buon dimensionamento degli impianti di riscaldamento a pavimento, impone dei valori minimi di resistenza termica sullo strato di materiale isolante in funzione delle condizioni climatiche. Il valore minimo richiesto è di 0,75 mqK/W nel caso di stanze che giacciono al di sopra di locali costantemente riscaldati. Un pannello in polistirolo espanso che assicuri tale valore di resistenza termica deve avere uno spessore minimo di almeno 22-25 mm.

Conclusione

Dai risultati ottenuti si evince che la mancanza dei pannelli isolanti ha un effetto negativo importante sulla resa energetica dell'impianto di riscaldamento che può comportare una perdita energetica anche del 40%. L'impiego dei pannelli isolanti è quindi sempre fortemente consigliato; consente infatti di avere una riduzione nei consumi annui non indifferente, nell'esempio preso in considerazione si calcola un risparmio nel consumo di metano di circa il 20%. Le considerazioni che sono state fatte relativamente ad un impianto di riscaldamento a pavimento di tipo residenziale possono essere trasferite ad un impianto di riscaldamento a pavimento di tipo industriale ottenendo i medesimi risultati.

L'impiego dei pannelli isolanti non influisce solamente sul consumo ma anche sulle performance dell'impianto, si è visto come la presenza del pannello riduca la massa termica e quindi consenta di avere un miglioramento nei tempi di risposta dell'impianto alle variazioni di temperatura.

[Estratto dal manuale tecnico per sistemi di riscaldamento a pavimento Valsir - www.valsir.it]