I Pannelli radianti sono sistemi di riscaldamento che utilizzano il calore proveniente da tubazioni collocate dietro le superfici dell'ambiente da riscaldare.

Il calore viene principalmente fornito attraverso l'irraggiamento (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. Nell'irraggiamento la trasmissione di energia avviene attraverso l'emissione e l'assorbimento di radiazione elettromagnetica. Secondo questo processo il trasferimento di calore avviene sotto forma di onde elettromagnetiche, perciò il calore può propagarsi anche nel vuoto, non solo attraverso la materia. Avviene dal corpo a temperatura maggiore a quello a temperatura minore, in realtà, l’energia si propaga in entrambe le direzioni ma con minore intensità da quello freddo a quello caldo. Infatti, se un corpo emanasse soltanto e non assorbisse mai energia elettromagnetica la sua temperatura raggiungerebbe lo zero assoluto. L’emissione e l’assorbimento dipendono dalla frequenza della radiazione, dalla natura del corpo e da alcune caratteristiche della sua superficie: un corpo avente una superficie scura è un buon assorbitore ed emettitore.

Un esempio di notevole importanza in cui si esplica questo fenomeno è il trasferimento di energia tra il Sole e la Terra)e non attraverso la convezione, come invece avviene con i termosifoni usati nel riscaldamento residenziale.

Si suddividono generalmente in tre categorie:

• Pannelli radianti a pavimento
• Pannelli radianti a parete
• Pannelli radianti a soffitto

Pannelli radianti a pavimento

Il principio si basa sulla circolazione di acqua calda a bassa temperatura (in genere tra i 30°e i 40°C) in un circuito che si sviluppa coprendo una superficie radiante molto elevata. Le disposizioni possibili delle tubazioni sono tre:

1. a chiocciola, dove i tubi di mandata viaggiano paralleli a quelli di ritorno,
2. a serpentina, dove i tubi vengono posati a zig-zag
3. a griglia, con tubi paralleli compresi tra due grossi collettori

Nel settore residenziale sono usati solo i primi due sistemi; mentre il terzo, ormai in disuso, è applicabile per riscaldare grosse aree (es. capannoni).

Tecniche base di realizzazione

Il sistema viene realizzato inserendo un isolante nel sottofondo del pavimento, stendendo poi sopra una serie di tubazioni che costituiscono una serpentina di tubo flessibile (negli impianti moderni generalmente in polietilene reticolato), realizzando un sistema a chiocciola per ogni stanza. Successivamente si annega l'opera costruita nel massetto di posa del rivestimento (solitamente piastrelle).

I sistemi moderni di pannelli radianti a pavimento utilizzano posa a chiocciola su una lastra liscia di isolante da 3 cm in Polistirene Estruso/espanso/poliuretano e sono da preferire perché utilizzano acqua a 35 - max 38°C, con interasse tra i tubi radianti variabile e personalizzato in base alle reali caratteristiche termiche dello stabile con interassi fissi da 5-10-15 o 20 cm , per ottenere il massimo benessere fisiologico e risparmio energetico. Anche l'esatta quantità di tubazione radiante sottopavimento è un parametro importante da considerare visto che, se tale valore è insufficiente, si rende necessario innalzare la temperatura dell'acqua oltre i 38-40°C, con svantaggi nel comfort e innesco della convezione.

I vantaggi

 

Moto convettivo

1. È un sistema estremamente vantaggioso in termini di uniformità di irraggiamento con un miglioramento del benessere abitativo. Il comfort è elevato poiché il riscaldamento a pavimento trasferisce calore all'ambiente soprattutto per irraggiamento dal basso verso l'alto e meno per convezione (come nei sistemi tradizionali a radiatori ad alta temperatura). Questo fa si che la temperatura sia uniforme in tutti i punti dell'ambiente scaldato, con bassissimi moti convettivi dell'aria, che smuovono e sospingono la polvere.
2. È un sistema che riduce i costi d'esercizio. Risulta una riduzione di consumi di gas nell'ordine del 30/40% (ovviamente a seconda delle peculiarità di installazione e tipologia di ambienti)^{[citazione necessaria]}. I costi ed i consumi si riducono ulteriormente accoppiando il sistema ad una moderna caldaia a condensazione.
3. Con delle opportune modifiche, l'impianto a pannelli radianti a pavimento o a parete può anche fungere da impianto per la refrigerazione estiva degli ambienti. In questo caso nelle tubazioni viene fatta circolare dell'acqua fredda a circa 10°C che garantisce un ottimo refrigerio dei locali, senza dover installare condizionatori d'aria o ventilatori a soffitto, risparmiando in termini di volume e di rumore. Per evitare la formazione di condensa e di eccessiva umidità negli ambienti è necessario però installare un sistema integrato di deumidificazione.
4. I pannelli radianti sono anche adatti all'uso con sistemi a pannello solare vista la bassa temperatura richiesta per l'esercizio.

Pannelli radianti a parete

I pannelli radianti a parete sono principalmente utilizzati come integrazione ad altri sistemi di riscaldamento come ad esempio quelli a pavimento. Questo perché, soprattutto in fase di ristrutturazione, le case hanno elevate dispersioni termiche quindi necessitano di una elevata potenza dell'impianto; si deduce quindi che sarà necessario impiegare la maggior parte delle pareti come riscaldamento andando però a penalizzare la disposizione interna della mobilia.

Viene usato lo stesso sistema dei pannelli radianti, cioè con tubazione a chiocciola, questa volta posata in verticale, anziché in orizzontale. Tale sistema è utilizzato particolarmente nei bagni per ovvie ragioni di maggior comfort.

I vantaggi

I vantaggi generali di questa soluzione sono molto simili ai vantaggi dei pannelli radianti a pavimento sopra descritti, inoltre:

1. Presentano indubbiamente un'installazione più semplice e meno radicale di quella a pavimento.
2. I costi di realizzazione sono inferiori rispetto a quella a pavimento.
3. Il calore in ascesa sviluppato dal perimetro dell'ambiente provvede ad asciugare le pareti interne e parzialmente anche quelle esterne della costruzione, provocando la quasi totale eliminazione dell'umidità.

Gli svantaggi

1. Minor rendimento termico della soluzione a pavimento.
2. Moti convettivi superiori e quindi minor uniformità del calore in ascesa rispetto alla soluzione a pavimento.
3. Moti convettivi superiori e quindi maggior dispersione di polveri nell'ambiente.

  La norma UNI EN 1264

La norma relativa ai pannelli radianti è la UNI EN 1264 (Riscaldamento a pavimento - Impianti e componenti) che si divide in quattro parti:

• UNI EN 1264-1: Definizioni e simboli
• UNI EN 1264-2: Determinazione della potenza termica
• UNI EN 1264-3: Dimensionamento
• UNI EN 1264-4: Installazione

Essa si applica solo agli impianti a pavimento per gli edifici residenziali, uffici o altri edifici ad uso corrispondente o simile. Secondo questa norma, la potenza termica di un impianto viene calcolata secondo una equazione che tiene conto di vari parametri: q= B* a_b* a_t* a_u* a_d* ΔΘ_H, dove:

• Q è la potenza termica (in W/m²)
• B è un parametro che vale 6,7 W/m² per un tubo con conduttività λ= 0,35 W/(m*K) e spessore s=2mm
• a_b è il parametro relativo al tipo di pavimento (in funzione della resistenza termica del rivestimento del pavimento e della conduttività termica dello strato di supporto)
• a_t è il parametro relativo al passo tra i tubi (in funzione della resistenza termica del rivestimento del pavimento)
• a_u è il parametro relativo al ricoprimento (in funzione del passo dei tubi e della resistenza termica del rivestimento del pavimento)
• a_d è il parametro relativo al diametro esterno del tubo (in funzione del passo e della resistenza termica del rivestimento del pavimento)
• ΔΘ_H è il salto termico medio tra le temperature dell’acqua e dell’aria.

Come appare negli esempi che seguono, la norma, oltre alle tabelle con i valori da inserire nei calcoli, riporta anche i limiti di temperatura superficiale del pavimento da non superare.

UNI EN 1264-2 Prospetto A.14: Potenza termica limite

UNI EN 1264-2 Prospetto A.15: Conduttività termica dei materiali