• Riscaldamento idronico
  • Ristrutturazioni

In questo caso di ristrutturazione efficiente dal punto di vista energetico, l'isolamento termico e la tenuta all'aria dell'involucro dell'edificio, comprese le finestre e le porte esterne, vengono migliorate per soddisfare quasi tutte le esigenze della nuova costruzione.

Ridimensionamento radiatori

Anche i sistemi dei servizi per gli edifici, come i sistemi di riscaldamento, acqua e ventilazione, nonché i sistemi elettrici e di telecomunicazione, verranno modernizzati per essere più efficienti dal punto di vista funzionale ed efficiente dal punto di vista energetico. È stato dimostrato che, anche con vecchi edifici, il consumo energetico annuo può essere ridotto a meno di 75 kWh / (m2a).

Quando i vecchi edifici vengono ristrutturati, il fabbisogno di calore delle stanze si riduce notevolmente. È tipico che il rapporto del fabbisogno termico tra stanze diverse cambi, ad esempio, quando non è sempre possibile applicare un isolamento termico aggiuntivo a tutti i locali. Una ventilazione migliorata cambia spesso anche il rapporto di richiesta di calore tra le stanze. Per questi motivi è necessario effettuare un corretto calcolo della nuova richiesta di calore per l'edificio da ristrutturare.

A titolo di esempio, esaminiamo la situazione in un tipico edificio degli anni '50 e '60, dove il consumo energetico è tipicamente superiore a 250 kWh / (m2a).

Il confronto è costituito da stanze di dimensioni simili sui tre piani dell'edificio.

Figure 1. Similar rooms on three overlapping floors.
Immagine 1. Locali simili su tre piani sovrapposti.

Il calcolo della richiesta di calore si basa sulle istruzioni date nella sezione “Efficienza energetica 2018 del Codice Edile Finlandese”. I valori di base per il vecchio edificio sono tratti dall'allegato della “Guida al Certificato Energetico 2018 del Ministero dell'Ambiente” - valori tipici di progettazione originale per vecchi edifici esistenti in Finlandia.

Nota! Nell'esempio di calcolo, come nuovo sistema di ventilazione, è stato selezionato un sistema di ventilazione bidirezionale. In alternativa, la ventilazione può essere ottenuta con un sistema di ventilazione unidirezionale nel quale il calore dell'aria di espulsione viene ceduto ad una pompa di calore per il riscaldamento e produzione di acqua calda sanitaria. In questo caso, i vecchi radiatori vengono sostituiti con radiatori con ventilazione ad aria.Note! In the calculation example, a bidirectional ventilation system has been selected as the new ventilation system. Alternatively, the ventilation can be achieved with a unidirectional ventilation system, in which the heat of the exhaust air is transferred to the heating and domestic hot water by means of an exhaust air heat pump. In this case, the old radiators are replaced with supply air radiators.

 

Valori di calcolo (m2) 

Condizioni precedenti la ristrutturazione 

Condizioni dopo la ristrutturazione

Pavimento 20 20
Muri esterni 7 7
Finestre 2.0x1.5 3 3
Solaio superiore, intermedio e inferiore 20 20
Altezza stanza (m) 2.5 2.5

 

 

Valori di trasmissione W/(m2K)         

  

 
Muri esterni
0.8 0.17 (+15 cm isolamento addizionale) 
Finestre e porte esterne 3.0 1.0
Solaio superiore
0.5 0.1 (+25 cm isolamento addizionale)
Solaio base (su terreno) 0.5 0.5 (nessun isolamento aggiuntivo, terreno)
Ventilazione (l/h)
0.5 0.5 (efficienza recupero calore η = 80%)

 

Altri dati di input

  • Ponti termici freddi e infiltrazioni d'aria secondo i dati di calcolo.
  • Temperature di progetto: interna 21 °C ed esterna -26 °C

Richiesta di calore, W  

Condizioni precedenti la ristrutturazione 

Condizioni dopo la ristrutturazione

Comparazione prima/dopo la ristrutturazione

1° piano 1304 429 33%
2° piano 1119 244 22%
3° piano 1604 353 22%


Conclusioni

Se si fossero mantenuti i vecchi termosifoni, la stanza al 1 ° piano (piano terra) richiederebbe una resa relativa superiore del 50% (33% / 22% = 1,50) rispetto alle stanze degli altri piani. Il controllo della temperatura di mandata, la curva di riscaldamento, è impostata in base alla massima richiesta di temperatura, cioè in base alle esigenze della stanza al 1 ° piano. In questo caso, le altre stanze ricevono acqua a temperatura superiore al reale fabbisogno, che porterebbe ad un continuo funzionamento aperto-chiuso dei termostati, alla fluttuazione della temperatura ambiente e allo sbilanciamento di tutta la rete di riscaldamento.

In termini di efficienza energetica e soprattutto quando si utilizza una pompa di calore per la produzione di calore, si consiglia di sostituire i radiatori del primo piano, sottodimensionati, con altri più grandi del 50%  e quindi più efficienti, in modo che la temperatura di mandata possa essere controllata ad un livello inferiore della curva di riscaldamento e quindi sia uniforme per tutti i radiatori.

Raccomandazioni

Con l'obiettivo di ottenere un edificio a livello di dispersione di energia quasi a zero, la rete di riscaldamento dovrebbe essere ridimensionata e le valvole dell'impianto sostituite con quelle a nuove tecnologie. Diversi sono i fattori che sono cambiati: richiesta di calore, distribuzione del calore, livelli di temperatura e flussi d'acqua e probabilmente anche un nuovo modo di produrre calore. Tipicamente vengono mantenute le colonne montanti e le tubazioni di distribuzione, mentre le valvole di regolazione della linea statica vengono sostituite con regolatori automatici di pressione differenziale secondo il nuovo dimensionamento, e i radiatori vengono dotati di nuove valvole termostatiche preimpostate.

Figure 2. A properly dimensioned radiator has a large heat radiating surface. Radiator replacement is simplified when the connection pipes from the risers to the radiator valves are renewed.

Immagine 2. Un radiatore adeguatamente dimensionato ha una grande superficie di irradiazione del calore. La sostituzione del radiatore è semplificata quando si rinnovano anche le tubazioni di collegamento dai montanti alle valvole del radiatore.

In molti casi, i vecchi radiatori vengono sostituiti completamente con quelli nuovi. In questo modo, le temperature di progetto possono essere selezionate in modo ottimale sia per l'impianto di riscaldamento che per la produzione di calore. Quando tutti i corpi scaldanti dell'edificio vengono sostituiti contemporaneamente, le future esigenze di sostituzione dei singoli radiatori saranno ridotte. Questa è una soluzione macroeconomica. I nuovi radiatori migliorano anche l'aspetto estetico degli ambienti.

Temperature di progetto consigliate per la rete di riscaldamento a radiatori

  • Pompe di calore 45/35/21°C
  • Caldaie 55/45/21°C
  • Teleriscaldamento 60/30/21°C

Alcuni dati tabellari relativi al confronto della potenza del radiatore.

Figure 3. Dependence of radiator output ratio k on excess temperature ΔT.
Immagine 3. Dipendenza del rapporto di potenza del radiatore, “k”, dalla sovratemperatura ΔT. Ad esempio, la potenza termica di un radiatore in un vecchio edificio è 1304 W a temperature Tmand. / Trit. / Tamb. = 80/60 / 21°C dove ΔT = 48,3K. Dopo la ristrutturazione, la richiesta di calore alla condizione di riferimento è di 429 W, pari al 33% di quella vecchia. Secondo l'esempio in figura, punti da 1 a 4, la nuova sovratemperatura è ΔT20,5K, con la quale si realizzano i 429 W richiesti. Le temperature adatte sono, ad esempio, 50/35 / 21°C (ΔT20.6K) e 45/39 / 21°C (ΔT20.9K). Il valore di riferimento k = 1,0 per ΔT50K nel diagramma si riferisce alla potenza termica del radiatore riportata secondo la norma EN 442.

Tipo 10 11 20  21 22  30  33 
Resa 1.00 1.59 1.75 2.12 2.64 2.40 3.63

Figure 4. Output ratios of panel radiators according to radiator type.
Immagine 4. Rapporti di resa dei radiatori a pannello in base al tipo di radiatore.
La designazione del tipo descrive il numero di pannelli e piastre di convezione. Ad esempio, il tipo 21 significa che il radiatore ha due pannelli di circolazione dell'acqua e in aggiunta una piastra di convezione. Ad esempio, la resa del tipo 22 è 2,64 / 1,59 = 1,67 volte superiore alla resa del tipo 11 con le stesse dimensioni di larghezza / altezza.

Altezza 300 400 450  500 600  900
Resa 1.00 1.25 1.37 1.45 1.70 2.31


Immagine 5. Rapporti di resa dei radiatori a pannello in base all'altezza.
Ad esempio, un radiatore di 600 mm di altezza dello stesso tipo e larghezza è 1,70 / 1,25 = 1,36 volte più alto di uno di 400 mm di altezza. La resa dei radiatori a pannello è lineare in proporzione alla loro larghezza.

I valori riportati nelle immagini 3, 4 e 5 possono essere utilizzati per stime preliminari. Tuttavia, si consiglia di utilizzare programmi di calcolo della potenza più precisi pubblicati, ad esempio, dai produttori di radiatori.