Il comfort negli ambienti di lavoro e di vita diventa un’esigenza prioritaria negli edifici contemporanei. I locali dotati di un grado di tecnologia molto avanzata sono soggetti, infatti, ad un carico termico molto elevato: carico esogeno (dovuto a raggi solari, trasmissione di calore) e carico endogeno (dovuto alle persone, agli apparecchi tecnici e all’illuminazione). Questo carico conduce ad un aumento della temperatura ambiente fino a valori che eccedono i valori normali, influenzando quindi, la nostra percezione di benessere. MWH Barcol-Air provvede a risolvere questo problema impiegando i soffitti radianti per uno smaltimento mirato del calore e, conseguentemente, per la creazione di un clima interno confortevole.
Climatizzazione radiante a soffitto: perché sceglierla?
L’Ing. Lullo, progettista di MWH Barcol-Air e relatore della giornata, ha motivato la scelta dell’installazione di soffitti radianti adducendo tre ordini di vantaggi: vantaggi energetici, vantaggi architettonici e vantaggi di benessere ambientale.
I vantaggi energetici sono strettamente legati al fatto che i soffitti radianti sono sistemi che utilizzano come fluido termovettore l’acqua, che, a parità di portata volumetrica, è quattro volte più efficiente rispetto all’aria nel trasporto dell’energia termica. Si tratta poi di sistemi a bassa temperatura, il che comporta un minore dispendio energetico, migliori indici di rendimento (sia dei generatori di calore che dei gruppi frigoriferi) oltre che una minore dispersione termica nelle reti distributive. Il fatto che le temperature di alimentazione dei soffitti radianti siano delle temperature medie permette, inoltre, che tali sistemi possano essere alimentati con fluidi derivanti da fonti alternative e sostenibili, quali scambiatori di calore con acqua di falda, pompe di calore con sonde geotermiche (Tmax ca. 45 °C), collettori solari, gruppi frigoriferi con raffrescamento evaporativo, free cooling, ecc.
Non si deve dimenticare che con l’impiego dei soffitti radianti si ottiene una temperatura media operativa più elevata rispetto a quella ottenuta con l’impiego di sistemi convettivi. La temperatura media operativa influenza il benessere termico e può essere vista come la media aritmetica delle temperature medie superficiali e di quella dell’aria. Questo comporta che, a parità di benessere termico, il soffitto radiante, attivando ampie porzioni di superficie, permetta di mantenere la temperatura dell’aria a livelli più bassi, fino a 2 – 3 °C. Per ambienti alle nostre latitudini, la temperatura dell’aria inferiore di 1 °C nella fase di riscaldamento, comporta un risparmio energetico di circa il 6 % del fabbisogno annuo.
Per quanto attiene i vantaggi architettonici, la differenza sostanziale tra un impianto tradizionale con corpi scaldanti/refrigeranti e un impianto a pannelli radianti è che quest’ultimo risulta completamente invisibile e offre una soluzione che consente di sfruttare, in termini di arredabilità funzionale, la superficie del pavimento al 100 %.
Altra caratteristica vantaggiosa è l’estrema flessibilità di forme, finiture e colori dei pannelli che compongono il controsoffitto. C’è infatti la possibilità di avere un controsoffitto ad isole (con una resa dell’impianto superiore) e di avere altre forme oltre a quelle rettangolari classiche. Anche le modalità di posa possono essere molteplici. Soprattutto, risulta interessante la flessibilità nella gestione degli ambienti, per cui, con una corretta progettazione, è possibile predisporre ambienti grandi (open space, sale riunioni etc.) ripartibili, a seconda delle necessità, in spazi di dimensioni più contenute (durante la progettazione dei circuiti si deve tener conto della frazionabilità degli spazi).
Ulteriore ambito in cui si riscontrano aspetti favorevoli con l’applicazione di questi sistemi è il benessere ambientale. Il soffitto radiante è un sistema in cui lo scambio termico avviene per oltre il 50 % tramite irraggiamento e solo per una parte minore per convezione. Questo tipo di scambio è molto più congeniale alla fisiologia umana, per la quale lo scambio termico dovrebbe essere suddiviso in queste percentuali: 45 – 50 % per irraggiamento, 25 – 30 % per convenzione, 3 – 5 % per conduzione, 27 – 15 % per evaporazione. Grazie allo scambio termico radiante viene meno la necessità di circolazione di grossi volumi d’aria. Questa infatti viene utilizzata solamente per contrastare il carico latente e per il ricambio minimo richiesto a seconda della destinazione d’uso.
Inoltre, il controsoffitto radiante può essere determinante, oltre che per il controllo termico degli ambienti, anche per il benessere acustico. Questo offre infatti una superficie importante per il controllo dei tempi di riverbero degli ambienti. Altro beneficio da considerare è l’assenza assoluta di formazione di condensa, con eliminazione di vaschette di raccolta che possono creare seri problemi di salubrità in assenza di adeguata manutenzione.
A dimostrazione e sostegno dei benefici elencati sono stati riportati eccellenti valori di PPD (percentuale di persone insoddisfatte) e PMV (voto medio attribuito alla sensazione termica), secondo ISO 7730.
Le tipologie di soffitto radiante
L’ing. Lullo ha proseguito la sua relazione con una carrellata di esempi tratti da cantieri e realizzazioni di MWH Barcol-Air, distinguendo tre macrocategorie di soffitti radianti: soffitti radianti ad acqua, soffitti radianti ad aria e soffitti radianti ibridi.
I sistemi di attivazione radiante ad acqua possono essere adattati a diverse tipologie di controsoffitto. In ogni caso è necessario che il materiale del pannello di controsoffitto permetta la conduzione del calore (acciaio, alluminio o altri metalli, oppure gesso, così come altri materiali compositi). Per quanto riguarda il funzionamento di tale sistema, bisogna considerare , come già accennato, che in un contesto naturale l’uomo cede la maggior parte del proprio calore attraverso l’irraggiamento. Se questo meccanismo viene modificato da condizioni ambientali differenti, si instaura una situazione di malessere (maggiore sensibilità, sudorazione, piedi freddi ecc.). Presupposto essenziale per una situazione di comfort ambientale è dunque che ci sia sufficiente scambio termico attraverso l’irraggiamento. I soffitti radianti ad acqua adempiono in modo efficiente a questa esigenza.
Invece, il soffitto raffreddante ad aria, ulteriormente evoluto e ottimizzato, garantisce un’immissione d’aria dolce e acritica, un’efficienza più elevata e un’esecuzione esteticamente piacevole. Esso presenta un’elevata efficienza di ventilazione e un raffreddamento silenzioso, che si possono realizzare in ambienti con diverse destinazioni d’uso.
Vantaggi di quest’ultimo tipo di impianto sono: immissione uniforme d’aria, elevata potenza al m2 (con conseguente minore superficie attiva), possibile combinazione con soffitti radianti ad acqua, funzione di raffrescamento e riscaldamento insieme, ottima efficienza energetica e rapporto prestazione/prezzo, regolazione della temperatura ambiente attraverso il volume d’aria immesso.
Il funzionamento dei pannelli radianti ad aria è garantito da un’immissione regolare di aria fredda di ventilazione dalle piastre del soffitto radiante, che provoca un raffreddamento della superficie del pannello intorno ai 17/18 °C. Questo genera un ottimo scambio termico per irraggiamento con l’ambiente sottostante. L’aria viene anche immessa in ambiente attraverso la microperforazione del pannello e si miscela con l’aria dell’ambiente grazie a un effetto di induzione molto elevato. L’ipotermia e l’impulso di emissione vengono completamente eliminati a una distanza di 50 mm dalla superficie del soffitto e in questo modo viene garantita un’immissione d’aria priva di correnti e ad elevata efficienza.
Da ultimo, il soffitto radiante ibrido associa innovazione ed esperienza basandosi su un nuovo standard, combinando cioè in modo unico la funzione del soffitto radiante classico con il principio del sistema costruttivo termoattivo. Questa innovazione di primaria importanza nel settore dei soffitti radianti è stata sviluppata nel laboratorio della MWH Barcol-Air. In pratica, questo sistema consiste nell’integrazione del soffitto in calcestruzzo, in base al principio dell’attivazione termica della massa, in aggiunta al funzionamento classico di raffreddamento e riscaldamento del soffitto radiante ad acqua. I vantaggi dei soffitti radianti ibridi sono pertanto l’utilizzo attivo della massa dell’edificio, che riduce il consumo di energia (e quindi l’emissione di CO2), e il massimo comfort termico e acustico in una soluzione completa di raffreddamento, riscaldamento e ventilazione racchiusi in un unico sistema.
IL MESE DELLA PRODUZIONE EDILIZIA – III EDIZIONE, marzo 2013 
Intervento di MWH Barcol-Air Italia srl
a cura di: Arch. Claudio Sangiorgi
(Docente a Contratto di Tecnologia del Politecnico di Milano e Membro del Royal Institution of Chartered Surveyors di Londra)
Politecnico di Milano, Scuola di Architettura Civile di Milano Bovisa
Proff. Davide Luraschi, Francesca Malaguzzi, Claudio Sangiorgi
Il ciclo di incontri, con realtà di punta nei singoli settori, è inteso quale occasione per tutti gli studenti della Scuola per venire a contatto con il mondo della produzione dell’industria per le costruzioni. La ricerca e l’innovazione tecnologica che tale ambito propone, infatti, è un’opportunità per lo sviluppo dell’architettura contemporanea, con cui è essenziale che i futuri progettisti imparino a dialogare.
Impianti di Climatizzazione
mercoledì 13 marzo 2013 – aula CT10
Relatore: Ing. Gianluca Lullo, MWH Barcol-Air Italia srl
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Arch. Claudio Sangiorgi
Progettazione, Direzione Lavori, Coordinamenti per la sicurezza, per committenze pubbliche, private e amministrazioni condominiali
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Via Monte Suello 9, 20133, Milano, tel/fax 02.712532
Soffitti radianti ad acqua – controsoffitti metallici: modulo base
Soffitti radianti ad acqua – controsoffitti metallici: esempio realizzato
Soffitti radianti ad aria: modulo base
Soffitti radianti ad aria: esempio realizzato
Soffitti radianti ibridi con attivazione termica della massa
Soffitti radianti ibridi con attivazione termica della massa