Un utile approfondimento per aiutare gli operatori ad effettuare, tra le altre cose, il calcolo della resa di un sistema e la valutazione dei limiti di temperatura.
Il termine “temperatura” si può applicare a molteplici ambiti in edilizia. Ad esempio, si può parlare di temperatura dell’aria, temperature dei sistemi impiantistici, temperatura dell’acqua, temperatura dei materiali e molte altre ancora.
Il focus del presente articolo sono le temperature nei sistemi radianti abbinati a pavimentazioni in legno.
Di seguito sono definite le temperature che si possono trovare in una sezione di un impianto radiante a pavimento annegato in un massetto con rivestimento superficiale in legno.
Temperatura di mandata del circuito radiante
È la temperatura dell’acqua che proviene dal generatore. Viene calcolata in fase di progettazione a partire dall’ambiente più sfavorito (ovvero con maggiori perdite di calore). Un esempio di temperatura di mandata dell’acqua è 39 °C.
Temperatura di ritorno del circuito radiante
È la temperatura dell’acqua all’uscita dell’ambiente riscaldato. Viene imposta in fase di progettazione nell’ambiente più sfavorito come 5 gradi in meno della temperatura di mandata. Per gli altri ambienti viene calcolata in fase di progettazione. Un esempio di temperatura di ritorno dell’acqua è 30 °C ovvero 39 °C – 5 °C = 34 °C.
Temperatura media dell’acqua
La temperatura media dell’acqua non è data dalla media algebrica della temperatura di mandata e quella di ritorno, ma tiene conto anche della temperatura dell’aria ambiente. Viene infatti definita come somma di due componenti: la temperatura dell’aria e il salto termico medio definito ΔJH.
Attraverso l’esempio riportato di seguito viene calcolata la temperatura media dell’acqua.
Per temperatura di mandata pari a 39 °C, temperatura di ritorno paria 34°C e temperatura dell’aria paria 20 °C il salto termico medio (ΔJH) è paria a 16.4 °C.
La temperatura media dell’acqua è 20 + 16,4 = 36,4 °C.
Tale temperatura viene utilizzata per determinare la temperatura superficiale e la resa dei sistemi radianti come descritto nel disegno 2.
Temperatura della superficie del pavimento
La temperatura superficiale è una grandezza che si misura con il termometro a contatto o con la termocamera agli infrarossi. La temperatura superficiale può essere mediata su tutta l’area di interesse (temperatura media superficiale) oppure misurata in un solo punto (temperatura superficiale puntuale).
A partire dalla temperatura superficiale e dalla temperatura dell’aria è possibile calcolare la resa di un sistema radiante (espressa a W/m2).
Per determinare la temperatura superficiale si possono utilizzare software agli elementi finiti (FEM).
Temperatura della pavimentazione in legno
La temperatura può variare dal punto inferiore al punto superiore anche di alcuni gradi: tale differenza dipende dalle caratteristiche del materiale (conducibilità termica del legno) e dal suo spessore.
Per determinare l’andamento delle temperature all’interno dei diversi strati si possono utilizzare software agli elementi finiti (FEM).
Temperatura dell’aria, temperatura media radiante e temperatura operante
Il termine “temperatura” può essere riferito a diverse condizioni: ad esempio per la temperatura interna, esterna, dei sistemi di ventilazione, all’uscita delle bocchette… La temperatura dell’aria è una proprietà fisica che indica lo stato termico di un sistema.
Per il comfort termico, però, il parametro più rappresentativo è la temperatura operante (o temperatura operativa) che, per ambienti moderati in condizioni di bassa velocità dell’aria e differenza tra temperatura dell’aria e media radiante, è data dalla media di queste ultime. Nella tabella a lato sono descritte la temperatura dell’aria, media radiante e operate.
Temperatura superficiale e resa dei sistemi radianti
Il calcolo della resa di un sistema radiante è molto semplice. I dati necessari sono: temperatura superficiale (che è funzione della temperatura media dell’acqua e non della temperatura di mandata), temperatura dell’aria (20 °C in riscaldamento, 26 °C in raffrescamento) e il coefficiente di scambio termico superficiale.
L’equazione generale per la resa di sistemi radianti è la seguente:
resa sistema radiante = α_t ∙ (T superficiale media – T aria ambiente)
Ovvero:
resa sistema radiante = 10.8 ∙ (28 -20) = 86.4 W/m^2
I limiti delle temperature
La valutazione dei limiti di temperatura può risultare complessa quando normative diverse riportano dati discordanti.
La principale normative sul comfort è la UNI EN ISO 7730:2006. Ambienti termici moderati. Determinazione degli indici PMV e PPD e specifica delle condizioni di benessere termico.
Per quanto riguarda la temperatura superficiale il valore massimo riportato nello standard è 29 °C. Tale valore corrisponde ad una resa massima in riscaldamento di 100 W/m2. Nelle normative per i sistemi radianti e per le pavimentazioni in legno tale valore viene a volte aumentato, a volte ridotto: a livello normativo si sta già lavorando per uniformare i valori limite.
Parametro | Descrizione | Esempi di valori tipici riscontrabili in ambiente |
Temperatura dell’aria | Proprietà fisica che indica lo stato termico di un sistema (aria) | Interno: 20 ÷ 32°C
Esterno: -5 ÷ 35°C |
Temperatura media radiante | Media delle temperature superficiali di un ambiente | 19°C stanza in riscaldamento,
28°C raffrescamento |
Temperatura operante | Media tra la temperatura dell’aria e la temperatura media radiante | (20 + 19):2 = 19.5°C |
di Clara Peretti