Panouri radiante

Panourile radiante sunt sisteme de încălzire care utilizează căldura de la conductele plasate în spatele suprafețelor camerei de încălzit.

În general, acestea sunt împărțite în trei categorii:

• Panouri radiante de pardoseală
• Panouri radiante montate pe perete (sau cu bandă radiantă pentru plinte )
• Panouri radiante de tavan

Panouri radiante de pardoseală

Incalzire in pardoseala

Principiul se bazează pe circulația apei calde la o temperatură scăzută (în general între 30 și 35 ° C) într-un circuit închis, care se dezvoltă prin acoperirea unei suprafețe radiante foarte ridicate. Căldura apei care trece prin bobină sub podea este transmisă treptat în sus, până când camera este încălzită în mod constant și uniform.

În prezent există sisteme care utilizează energie electrică, sisteme compuse din cabluri de încălzire sau benzi de diferite tipuri, chiar dacă principiul este cel tehnic / științific al efectului joule (pe scurt: un conductor traversat de un curent electric disipă energia sub formă de căldură).

Există două aranjamente posibile de conducte:

• spirală (sau melc ), unde conductele de livrare se deplasează paralel cu cele de retur,
• serpentină , unde țevile sunt așezate în zig-zag

Tehnici de bază de realizare

Există diferite tipuri de structuri de pardoseală radiante: standardul UNI EN 1264 (părțile 1 și 4) distinge trei dintre ele:

• Tipul A : Sisteme cu țevi încorporate în stratul suport
• Tipul B : Sisteme cu țevi sub stratul suport
• Tipul C : sisteme încorporate într-un strat de nivelare, în care stratul aderă la un strat de separare dublu.

În cea mai simplă versiune (tip A), sistemul este creat prin introducerea unui izolator peste placa de rulment a podelei; cel mai frecvent material este polistirenul expandat în foi, netede sau cu forme particulare, dar fibra de lemn, plută, poliuretan și altele sunt prezente și pe piață. Conductele sau conductoarele de încălzire sunt așezate deasupra izolației și sunt complet încorporate în stratul de susținere („șapă”), în general din beton. În cele din urmă, șapa este acoperită cu învelișul final : de obicei gresie, dar și parchet, linoleum, covor etc.

Conductele impuse de standard pentru sistemele de apă sunt realizate din polietilenă reticulată (PE-X), polibutilenă (PB), polipropilenă (PP), cupru ; utilizarea oțelului a fost abandonată, deși primele instalații au fost realizate cu acest material. Pasul de instalare este variabil, chiar și în aceeași cameră: proiectantul poate alege să îngroașe treptele în care este necesară o emisie termică mai mare, adică lângă pereții exteriori. Pentru sistemele realizate cu conductori electrici specifici, sistemul de instalare nu variază, dar, deoarece acestea sunt mai ușor de lucrat, construcția unui sistem este mai simplă și mai rapidă.

Pentru sistemele de apă, conductele din plastic, în special cele din PE-X, sunt cele mai frecvente: fiind flexibile și ușoare, sunt mai ușor de așezat ; trebuie să fie echipate cu un strat de barieră împotriva oxigenului pentru a proteja sistemul de coroziune. Deși mai puțin frecvente pe piață, sunt instalate și țevi de cupru. Avantajul acestora constă în conductivitatea termică foarte ridicată (390 W / (m * K)), care permite o eficiență de altfel inaccesibilă; cuprul are pasuri mai mari (în general 20-25 cm), este impermeabil la oxigen și are o expansiune termică mai apropiată de cea a șapei în care este scufundat.

Din punct de vedere istoric, prima clădire italiană de orice importanță încălzită cu panouri radiante a fost Catedrala din Lodi , pentru care a fost ales un sistem de cupru la începutul anilor șaizeci, care funcționează și astăzi.

Această intrare sau secțiune privind construcția nu citează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . Puteți îmbunătăți această intrare adăugând citate din surse de încredere în conformitate cu liniile directoare privind utilizarea surselor .

Cu șapă sau fără șapă?

Una dintre principalele întrebări legate de instalarea panourilor de pardoseală radiante se referă la alegerea introducerii sau a nu inserării unui strat de șapă între sistem și pardoseală.

Majoritatea sistemelor de pardoseală sunt așezate cu un strat de șapă deasupra pentru a crea o suprafață plană și uniformă pe care să se așeze podeaua. Adăugarea acestui element de construcție durează, de asemenea, până la o lună: este important ca betonul să se usuce în mod corespunzător înainte de a pune acoperirea dorită.

În plus, șapa poate cântări structura, un factor important dacă panourile sunt instalate la etajele superioare. O șapă de ciment crește, de asemenea, inerția termică a sistemului, colectând căldura și eliberând-o în aer mai lent, aspect care nu trebuie subestimat dacă aveți nevoie de un sistem de încălzire reactiv timp de câteva ore pe zi. În cele din urmă, grosimea finală a pardoselii crește, aspect care nu trebuie subestimat în timpul fazei de renovare. Partea pozitivă este costul mai mic al materialului de construcție.

În sistemele cu panouri de pardoseală radiante fără șapă, bobina de țevi este de obicei acoperită cu o foaie specială de aluminiu, care ajută căldura să se răspândească mai uniform pe întreaga suprafață a pardoselii.

Podeaua radială fără șapă (numită și uscată pentru a o deosebi de sistemul cu șapă) este de preferat datorită greutății mai mici pe care o aduce pe suprafața plană a clădirii. Mai mult decât atât, este nevoie de mai puțin timp pentru a se usca decât betonul înainte de a putea fi călcat pe el. Absența elementului cimentar îmbunătățește timpul de răspuns al sistemului de încălzire și scade inerția sa termică. Cu toate acestea, instalarea este mult mai scumpă datorită materialelor tehnice utilizate.

Beneficii

Mișcare convectivă

În comparație cu corpurile de încălzire tradiționale, adică radiatoarele, podeaua radiantă are următoarele avantaje:

• Costuri de exploatare mai mici la funcționarea 24/7, în comparație cu elementele de încălzire tradiționale. Acest lucru se datorează faptului că este un sistem cu temperatură scăzută, cu țevi sau conductoare electrice care funcționează la aproximativ 30-40 ° C (în încălzitoarele obișnuite: 60-75 ° C). S-a calculat că încălzirea prin pardoseală permite o reducere a costurilor cu energia de 30% ^{[ fără sursă ] în} comparație cu o încălzire normală și tradițională.
• Absența costurilor de întreținere deoarece conductele sunt îngropate în podea și nu necesită nicio întreținere periodică (din același motiv, materialele utilizate trebuie să fie de cea mai înaltă calitate și să fie instalate numai de personal specializat, deoarece orice scurgeri în podea ar duce la costuri foarte mari de reparații care ar anula toate avantajele inițiale).
• Distribuție mai uniformă a căldurii decât alte sisteme de distribuție care asigură surse de căldură localizate.
• În general, gradienți termici verticali mai mici datorită temperaturilor scăzute de funcționare.
• Lipsa elementelor care ocupă spațiu pe pereți precum radiatoarele și, în plus, fiind ascunse sub podea, nu prezintă niciun impact vizual.
• Fără mișcare convectivă a aerului. Praful și bacteriile conținute în cameră nu sunt mișcate de mișcările de aer cald și rece (ca în cazul radiatoarelor), cu un beneficiu asupra sănătății persoanei, în special pentru persoanele alergice.

O notă cu privire la avantajele sistemelor electrice de încălzire este că, pe lângă exploatarea conceptului obișnuit de sisteme de apă, acestea nu necesită un cazan, conducte de fum sau conducte de distribuție și nu au nevoie de niciun tip de întreținere. Din punct de vedere economic, încălzirea electrică are costuri ridicate, prin urmare este interesantă doar acolo unde electricitatea este abundentă și ieftină. În Franța, de exemplu, acest sistem este convenabil prin utilizarea masivă a energiei nucleare și necesitatea eliminării excesului de energie produsă noaptea. Vorbirea diferită necesită pompa de căldură, deoarece, deși alimentată de curent, rămâne cel mai eficient sistem în prezent (ianuarie 2017) de pe piață. Un astfel de sistem poate aduce o economie suplimentară de 40%. ^{[ fără sursă ]}

Dezavantaje

În mod similar, sistemul de panouri radiante are dezavantaje de reținut:

• Costuri de producție mai mari: sunt mai mari, deoarece există mai mult material, iar forța de muncă relativă care trebuie neapărat specializată este mai mare.
• Costuri ridicate de proiectare: necesitatea unui design precis și personalizat: temperaturile suprafeței podelei care se abat de la optim chiar și cu doar câteva grade pot fi neplăcute pentru ocupanții camerei.
• Sistem de reglare rigidă: reglarea este în general încredințată unor unități de control programabile complexe care iau în considerare multe variabile atât interne, cât și externe sistemului de construcție-mediu. Mai mult, inerția sa termică ridicată nu permite o scădere bruscă sau o creștere a temperaturii.
• Inerție termică ridicată: sistemul de panouri radiante are o inerție termică ridicată: aceasta înseamnă că trebuie să lucreze 24 de ore pe zi pentru a atinge eficiența dorită. Rezultă că economiile de energie se obțin numai și numai dacă casa este ocupată pe tot parcursul zilei (case de bătrâni, spitale etc.). Acest factor important nu se discută niciodată în implementarea acestor sisteme, rezultând, odată instalate, numeroase surprize în factură pentru cei care au ocupat casa doar seara și dimineața (muncitori, familii moderne etc.).
• Grosimi de pardoseală: panourile radiante necesită o grosime suplimentară de 7-10 cm pe podea, chiar dacă în prezent există pe piață sisteme care necesită înălțimi mai mici și, prin urmare, au o inerție mai mică, care, în general, nu este niciodată mai mică de 4 ore. Acest sistem ar trebui implementat în același timp cu faza de construcție a casei.

Luarea unei decizii corecte în ceea ce privește încălzirea locuinței dvs. este fundamentală: este bine să ne amintim că avantajele economice mult lăudate ale sistemului de panouri radiante se obțin numai dacă spațiul de locuit este ocupat pe tot parcursul zilei. Dacă nu ar fi cazul, posibilitatea de a opri și reporni încălzirea într-un mod brusc și rapid (adevărat și numai economie de energie) rămâne singura soluție plauzibilă până în prezent.

Panouri radiante montate pe perete

Aceste panouri radiante sunt instalate în pereții camerei orientate spre exterior: cu acest lucru, pierderile de căldură sunt limitate , deoarece izolatorii sunt introduși sub conducte, iar diferențele de temperatură dintre pereții calzi și reci sunt eliminați sau reduceți. Suprafața ocupată de partea radiantă a pereților depinde de temperatura de proiectare ( mai mare decât în ​​sistemele de pardoseală ), dar în general variază de la 1/3 la 1/2 din suprafața plimbabilă. Conductele nu depășesc 2 metri înălțime.

Un alt sistem de încălzire este cel de plinte . În interiorul unei plinte speciale circulă țevi mici (cupru cu aripioare din aluminiu sau, mai bine, alamă antistatică) în care curge apă fierbinte. Aerul care intră în contact cu tubul / aripioarele se încălzește, iese dintr-o fantă superioară a plintei și se ridică prin degajarea peretelui și, având în vedere temperatura scăzută și viteza mică de urcare, rămâne sprijinit de perete; acesta din urmă se încălzește la rândul său la suprafață (2/3 mm) și radiază căldură (la fel ca toate corpurile la temperaturi peste 19 ° C) către interiorul camerei. Mobilierul poate fi poziționat în fața plintei deoarece, fiind căldură radiantă (adică transmisă prin vibrația moleculelor care alcătuiesc aerul), acestea nu acționează ca un ecran, ci absorb parțial căldura și o reflectă.

Tehnici de bază de realizare

Instalarea panourilor radiante pe perete este mai simplă decât cele de pe podea, chiar dacă respectă principiile de bază. Deasupra peretelui, este așezată izolația pe care sunt fixate conductele; pe aceste straturi de tencuială de ciment sunt împrăștiate, care le acoperă complet. O plasă de suport pentru ipsos și realizarea finisajului de suprafață completează lucrarea. Instalarea plintei radiante este simplă și poate fi aplicată și în locuințele locuite, deoarece nu este nevoie de lucrări de zidărie invazivă.

Beneficii

Încălzirea pe perete are unele avantaje față de încălzirea prin pardoseală:

• Instalare mai ușoară: module pre-asamblate sau pliate sunt chiar disponibile pe piață.
• Inerție termică mai mică: odată puse în funcțiune, pereții radianți încep să se încălzească mai devreme, existând mai puțin spațiu între țeavă și perete și apa circulantă la o temperatură mai ridicată.
• Bunăstare superioară: corpul uman se dezvoltă vertical și primește căldură mai bună dintr-un perete.
• Posibilitatea de răcire: panourile de perete, cu modificările corespunzătoare, pot fi pregătite pentru răcirea de vară, făcând să curgă apă rece în interiorul conductelor. Pentru a evita condensul, este necesar să păstrați umiditatea din cameră sub control.

Avantajele plintei radiante sunt:

• inerție termică inexistentă, prin urmare încălzire rapidă
• Bunăstare și confort ridicat, deoarece încălzirea este învăluitoare, așa cum necesită corpul uman.
• uscarea pereților și, prin urmare, eliminarea matrițelor
• eliminarea prafului în mișcare, favorabil persoanelor alergice, astmatice

Dezavantaje

Există, de asemenea, unele dezavantaje de luat în considerare:

• Limite în mobilier: evident, nu puteți pune mobilier voluminos pe pereții radianți.
• Este necesar să cunoașteți traseul conductelor atunci când efectuați intervenții pe pereți (de exemplu, fixarea unui cui pentru picturi), dar există benzi detectoare sensibile la căldură care identifică trecerea conductelor atunci când sistemul este în stare perfectă de funcționare.
• Insuficiență în spații mari: dacă camera este relativ mare, căldura percepută poate fi insuficientă departe de pereții radianți.

Panouri radiante de tavan

Trebuie să facem distincția între două tipuri: panouri radiante „clasice” și panouri radiante.

Panourile radiante de tavan sunt în general formate din module din metal sau gips-carton de diferite forme agățate de tavan: acestea sunt panouri expuse deasupra (sau interiorul) cărora este instalată conducta. Mult mai rar este cazul țevilor încorporate direct în structura podelei. Acestea sunt utilizate în cea mai mare parte pentru răcire (în acest caz vorbim de tavanele reci ): de fapt, condițiile de bunăstare optimă necesită ca temperatura la nivelul picioarelor să fie ușor mai mare decât în ​​cap . Din acest motiv, în cazul încălzirii, temperaturile maxime admise depind puternic de înălțimea instalării.

Celălalt tip de încălzire în tavan este cel al panourilor radiante , aplicate în medii foarte mari și cu înălțimi semnificative, precum depozite, depozite, hale industriale etc. Ele diferă de panourile radiante „clasice” văzute mai sus pentru suprafața lor limitată și temperaturile ridicate de funcționare (chiar și câteva sute de grade).

Tehnici de bază de realizare

Cele mai comune panouri radiante de tavan sunt compuse din module în interiorul cărora sunt atașate conductele. Țevile sunt conectate între ele sau la colectoare și sunt separate de tavan printr-un strat izolator; modulele sunt echipate cu cleme de fixare și pot avea o suprafață netedă sau ondulată.

În panourile radiante, sistemul constă dintr-un arzător extern conectat la o conductă (în formă de tub sau panglică), prin care trec gazele arse și care se înfășoară în interiorul clădirii.

Beneficii

• Transport de căldură mai puțin împiedicat: panoul de tavan nu este împiedicat de mobilier și nu trebuie să intervină pe podeaua / baza clădirii (ceea ce nu este nesemnificativ dacă luăm în considerare natura construcției și domeniul de utilizare al depozitelor industriale, unde există de multe ori utilaje în număr mare, greutate și dimensiuni)
• Configurare rapidă: datorită inerției termice scăzute a sistemului, acesta poate fi acționat cu tehnici de pornire / oprire, cum ar fi un radiator, menținând în același timp o temperatură moderată
• La răcire, sistemul este cel care garantează cel mai bun confort de locuit

Dezavantaje

• Efectul capului fierbinte : anumite temperaturi la nivelul capului nu pot fi depășite, ceea ce ar crea situații incomode; referindu-se la benzile utilizate în depozitele industriale.

Standardul UNI EN 1264

Standardul referitor la panourile radiante este UNI EN 1264 ( „Încălzire prin pardoseală - Sisteme și componente” pentru părțile 1, 3 și 4; „Sisteme radiante alimentate cu apă pentru încălzire și răcire integrate în structuri” pentru părțile 2 și 5) care este împărțit în cinci părți:

• UNI EN 1264-1: Definiții și simboluri
• UNI EN 1264-2: Încălzire prin pardoseală: metode pentru determinarea puterii termice prin metode de calcul și încercări
• UNI EN 1264-3: Dimensionare
• UNI EN 1264-4: Instalare
• UNI EN 1264-5: Suprafețe pentru încălzire și răcire integrate în podele, tavane și pereți - Determinarea puterii termice .

Se aplică numai sistemelor de pardoseală pentru clădiri rezidențiale, birouri sau alte clădiri cu utilizare corespunzătoare sau similară. Conform acestui standard, puterea termică a unei centrale este calculată conform unei ecuații care ia în considerare diverși parametri: q = B * a _b * a _t * a _u * a _d * ΔΘ _H , unde:

• Q este puterea termică (în W / m²)
• B este un parametru care este 6,7 W / m² pentru o conductă cu conductivitate λ = 0,35 W / (m * K) și grosime s = 2 mm
• a _b este parametrul referitor la tipul de pardoseală (în funcție de rezistența termică a pardoselii și de conductivitatea termică a stratului suport)
• a _t este parametrul referitor la pasul dintre țevi (în funcție de rezistența termică a pardoselii)
• a _u este parametrul de acoperire (în funcție de pasul conductelor și de rezistența termică a pardoselii)
• a _d este parametrul referitor la diametrul exterior al conductei (în funcție de pas și rezistența termică a pardoselii)
• ΔΘ _H este diferența medie de temperatură între temperatura apei și a aerului.

Așa cum apare în exemplele următoare, standardul, pe lângă tabelele cu valorile care trebuie incluse în calcule, raportează, de asemenea, că limitele de temperatură a suprafeței podelei nu trebuie depășite.

UNI EN 1264-2 Tabelul A.12: Limita puterii termice

UNI EN 1264-2 Tabelul A.13: Conductivitatea termică a materialelor

Relația dintre alergii și sisteme cu panouri radiante

Sistemele cu panouri radiante îi ajută foarte mult pe cei care suferă de alergii din cauza prafului sau umidității. Îi oferă o îmbunătățire a condițiilor de viață.

Prin reducerea diferențelor de temperatură din interiorul camerelor, se împiedică formarea mucegaiului.

Pe de altă parte, cu sistemele tradiționale de încălzire, mucegaiul poate fi creat în colțurile reci sau în plafoanele ferestrelor.

Sistemele de aer condiționat cu panouri radiante mișcă mai puțin aer decât cele cu radiatoare; prin urmare circulă mai puțini alergeni.

Podelele uscate și calde constituie un habitat ostil acarienilor.

Acarienii proliferează atunci când avem un nivel destul de ridicat de umiditate în casă.

Clădirile cu sisteme de panouri radiante au un nivel de umiditate mai scăzut decât cele încălzite cu radiatoare tradiționale.

Elemente conexe

• Cazan în condensare
• Aer condiționat radiant
• Panouri de radiații

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe panouri radiante

linkuri externe

• Articol: sistemul radiant al Catedralei din Lodi ( PDF ), pe iir.it.
• Încălzirea prin pardoseală: ce este, cum funcționează, argumente pro și contra , pe eTerra.it.
• Sisteme de alergii și încălzire / pe quellidicasa.com
• Probleme cu sistemul de încălzire prin pardoseală: toate soluțiile de pe Heating-a-pavimento.org

Portal de ecologie și mediu

Portalul Energiei

Portal de inginerie