Le temperature dei sistemi radianti abbinati ai pavimenti in legno

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.

Le temperatura di mandata e di ritorno dell’acqua.

Le temperature di mandata e di ritorno dell’acqua.

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.

Le temperature nella sezione dei sistemi radianti: un esempio.

Le temperature nella sezione dei sistemi radianti: un esempio.

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).

Un esempio di sistema radiante abbinato a pavimentazione in legno con posa flottante.

Un esempio di sistema radiante abbinato a pavimentazione in legno con posa flottante.

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

Parametri di input per il calcolo della resa di un sistema radiante.

Parametri di input per il calcolo della resa di un sistema radiante.

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