Lunedì, 09 Maggio 2011 14:40

I radiatori in casa

Tutti ci sentiamo più a nostro agio quando abbiamo i piedi più caldi della testa. Di conseguenza è opportuno isolare il pavimentò e installare sistemi che lo riscaldino. Il calore può essere prodotto da convettori o radiatori. Nelle regioni dal clima mite è possibile combinare i due sistemi utilizzando appositi termosifoni o un impianto di riscaldamento per pavimenti e soffitti; nei paesi più freddi invece è preferibile installare una stufa radiante (elettrica, a gas, a olio o a carbone).

La superficie dei termosifoni deve essere proporzionata al volume della stanza. Gli elementi dei vari radiatori possono essere diversi per forma e dimensione, ma è bene non dimenticare che, con la stessa quantità di energia, un unico grande calorifero produce meno calore di elementi più piccoli distribuiti lungo il bordo della stanza. Tutte le aree della stanza dovrebbero essere confortevole pur senza sottovalutare l'importanza di una buona aerazione, cercate quindi di ridurre gli spifferi e di isolare il più possibile le finestre.

Se optate per un riscaldamento ad aria dovrete installare anche un umidificatore, poiché l'aria secca irrita la pelle e gli occhi, provoca la contrazione dei rivestimenti in legno e può danneggiare arredi e oggetti. Le fonti dì calore a bassa temperatura causano danni minori di quelle ad alta temperatura - un motivo in più per diffóndere il calore.

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Lunedì, 09 Maggio 2011 14:38

Il "fuoco" per riscaldare la casa

Secondo la mitologia greca, fu Prometeo a portare il fuoco sulla Terra dopo aver acceso una torcia avvicinandola al carro del Sole. Nelle ìsole Cook si dice che i Maori abbiano scoperto il fuoco visitando l'inferno, dove avrebbero imparato a strofinare due pezzetti di legno uno contro l'altro. In molte culture, il portatore del fuoco è considerato un eroe: la perdita periodica del fuocor da sempre considerata come una tragedia, fa parte della cerimonia delle chiese cattolica e greca ortodossa.

"Non si ha notizia di tribù di uomini che non conoscessero il fuoco. L'uomo è difficilmente uomo finché non lo possiede" scrivevano W.G. Sumner e A.G. Keller in uri articolo del 1928 intitolato "La scienza della società". Ma che significa possedere il fuoco? Quando l'uomo non aveva ancora imparato a produrlo, lo alimentava dopo averlo ottenuto grazie alle fiamme generate da meteoriti, lampi, eruzioni vulcaniche o valanghe. E ben presto cominciò a servirsene per tènere lontani gli animali, cuocere cibi e produrre calore.

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Lunedì, 09 Maggio 2011 14:34

Il riscaldamento in casa

La straordinaria utilità del fuoco e gli altrettanto straordinari pericoli ad esso legati sono noti a ogni essere umano fin dall'infanzia. Il fuoco è una combinazione chimica di ossigeno, carbonio e altre sostanze che sprigiona calore, fiamme e luce. In altri termini il fuoco è il "processo" per mezzo del quale la combinazione di due elementi chimici, ridotti a una massa gassosa, produce calore e fiamme. Tale processo è all'origine di gran parte delle odierne attività industriali e di trasporto (e non solo di quelle odierne - basti pensare agli uomini che alimentavano ingenti fuochi sul litanie) e ha contribuito a determinare la diffusione e l'attuale distribuzione dell'umanità.

Esistono ancora tribù per le quali l'estinzione del fuoco costituisce una perdita gravissima: alcuni popoli della Papua Nuova Guinea, che non hanno strumenti per accendere il fuoco, conservano nelle capanne carboni ardenti che bruciano lentamente. Quando si spengono, i cavernicoli delle coste devono recarsi sulle montagne a cercare persone che sappiano accendere il fuoco per poi tornare al villaggio con nuovi carboni ardenti. Gli aborigeni australiani preferiscono compiere lunghi viaggi e procurarsi il fuoco con l'aiuto di un'altra tribù piuttosto che assumersi l'ingrato compito di accenderlo da soli.

Nel mondo moderno, ci preoccupiamo costantemente della temperatura e ci sentiamo a disagio se fa troppo caldo o troppo freddo. Per ovviare a questo problema possiamo sfruttare diversi tipi di superfici isolanti, nonché fare affidamento su una vasta gamma di sofisticati impianti di riscaldamento che accrescono oltre misura il potere e il fascino del fuoco.

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Martedì, 08 Marzo 2011 10:40

Stufe in pietra oliare

La pietra oliare, dal tenue colore grigio-verde, è la cosiddetta "pietra di fuoco" usata tradizionalmente dai popoli nordici, composta da magnesite e in grado di accumulare grandi quantità di calore. Le stufe realizzate con questo particolare tipo di pietra sono in grado di accumulare calore in quantità pari a circa due volte c mezzo quello delle tradizionali stufe, con una condultibilità otto-dieci volte maggiore. I sistemi di funzionamento possono essere analoghi a quelli già descritti ma in genere sono a doppia combustione e hanno una conduzione dei fumi in controcorrente, con lo scopo di sfruttare al massimo l'energia termica contenuta nella legna e di ridurre le emissioni.

Il calore viene immagazzinato in modo uniforme per essere ceduto all'ambiente con un'autonomia di 12/24 ore a seconda delle dimensioni della stufa. I gas nocivi sono ridotti al minimo poiché vengono bruciali nella seconda camera di combustione dove la temperatura sale fin quasi a 900 °C, mentre quando il fumo raggiunge l'esterno la sua temperatura non supera i 130 ° C.

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Martedì, 08 Marzo 2011 10:39

La stufa di maiolica ad aria calda

In questo caso "l'aria calda" a cui ci si riferisce non è quella circolante nelle pareti per dare effetto radiante, ma è l'aria stessa dei locali che, risucchiata all'interno dei muri per convezione, viene riscaldata e infine restituita all'ambiente. Il suo funzionamente abbina dunque in modo più determinante il principio convettivo a quello radiante ceduto dalle mattonelle, che si riscaldano da 65° fino a 80°, in misura maggiore rispetto ad altri sistemi di riscaldamento.

Anche qui il nucleo della stufa è costituito da un corpo riscaldante in ghisa che, unito alla superficie riscaldata dai "giri di fumo" in ceramica, riscalda l'aria fredda che affluisce dall'ambiente e che poi si riversa tiepida attraverso le griglie di ventilazione nelle diverse stanze. La stufa ad aria calda ha un'alta potenzialità di riscaldamento ma deve essere alimentata due o tre volte al giorno. Esaminate anche le possibilità che una stufa ha di irradiare calore in maniera ottimale in tutti i locali si deve concludere che la sua collocazione più adatta sia al centro della casa e magari posta a cavallo tra più locali, dove assume una posizione strategica rispetto alla possibilità di irradiare calore "dal centro alla periferia".

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Martedì, 08 Marzo 2011 10:38

La stufa di maiolica a radiazione

Nella stufa di maiolica a radiazione il principio dell"'ipo-causto" si realizza in forma leggermente modificata: la fornace (per combustibili solidi o gasolio) con corpo in ghisa riscalda l'aria racchiusa dalle pareti in ceramica o muratura, la quale trasmette il suo calore a queste ultime, esse si riscaldano e trasmettono a loro volta il calore ai muri adiacenti per radiazione. In questo modo si possono riscaldare più vani da un unico punto; la capacità di riscaldamento per ogni singolo vano è data dalla superficie di ceramica muratura raggiunta internamente dall'aria calda. Questa stufa trova impiego specialmente in casi dove si ha bisogno di una resa molto alta.

La capacità di riscaldamento è determinata dalla grande/za del corpo in ghisa. Per poter scaldare vani più lontani mediante un radiatore vengono prodotti anche corpi in ghisa per combustibili solidi e per gasolio combinati per aria calda e acqua calda. Anche in questo caso si può mantenere la temperatura dell'aria interna ai locali più bassa di quella che normalmente viene considerata adeguata, con gli stessi vantaggi descritti a proposito della parete riscaldante. Un tale impianto può essere utilizzato a un piano oppure svilupparsi dalla cantina fino a due o tre piani.

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La stufa tradizionale piena è realizzata essenzialmente in due modalità: in muratura (con pietre, mattoni o refrattario) e intonacata a calce, oppure, ancora più efficiente, rivestita in piastrelle di maiolica o in pietra oliare. Dal punto di vista architettonico, sia per forma che per colore, essa è adattabile allo stile di qualunque ambiente interno e costituisce una scelta fisiologicamente sana, energeticamente ed ecologicamente consigliata, che risponde a tutti i requisiti di un buon impianto di riscaldamento (compreso un impiego semplice ed economico).
Il calore prodotto da una stufa di questo tipo addossata alla parete viene trasmesso soprattutto per convezione, ma quando essa abbia tutti i lati liberi e la possibilità di irradiare il calore liberamente, esegue il compito di un'irradiazione ottimale che procura benessere e riduce al minimo i movimenti d'aria e la circolazione della polvere. Per questa ragione, posto al centro dello spazio comune, questo focolare diviene il "cuore sociale" dell'abitazione. Poiché la fiamma brucia direttamente nella camera di combustione sprovvista di grata, a contatto diretto con la base della camera di fuoco, si produce calore anche sulla superficie di base: dunque la stufa non dovrebbe essere montata direttamente sul pavimento, bensì staccata da terra (su un basamento in muratura o su "piedini"), con aperture per la circolazione dell'aria, in modo da irradiare liberamente anche verso il basso.
Si distinguono tre tipi di costruzioni: leggera, media e pesante. Quasi sempre viene utilizzato il tipo di costruzione medio, che risulta sufficiente anche come fonte di calore primaria. Il peso di una stufa (è importante tenerne sempre conto per la portata dei pavimenti) è di circa 150 kg/m2 di superficie radiante.
Le misure della stufa variano in base ai calcoli del fabbisogno di calore.
Essa può essere utilizzata per riscaldare un solo vano oppure, costruita a cavallo di una parete divisoria (addossata ad essa dalle due parli, mentre all'interno costituisce una struttura unica) anche per due o più vani, con il vantaggio aggiuntivo di isolare acusticamente le due stanze.
La struttura interna è costituita da un corpo di mattonelle e da una camera di combustione per l'inserimento del combustibile (di forma diversa in base al combustibile usato), alla quale si accede tramite un portello in ghisa ben isolata.

Connessi alla camera di combustione il costruttore della stufa crea sapienti percorsi obbligati, attraverso i quali il fumo viene costretto a circolare in volute che attraversano la stufa e la riempiono del tutto; un tubo di collegamento (tubo fumo) infine collega la stufa alla canna fumaria. Sia le mattonelle esterne che le tavelle in argilla refrattaria, usate per l'intera costruzione interna, accumulano calore per poi emanarlo lentamente e trasmetterlo all'ambiente: alle pareti, agli arredi e all'uomo. Il tubo di fumo, invece, è in materiale ceramico. La costruzione interna dipende dal tiraggio della canna fumaria a disposizione. Se il consumo di forza della stufa è eccessivo rispetto al tiraggio della canna fumaria la combustione è incompleta, con particelle non combuste nei gas di scarico e intasamento dei giri di fumo e della canna fumaria. Se invece il consumo di forza della stufa è insufficiente rispetto al tiraggio della canna fumaria, i gas di scarico fuoriescono a temperature troppo alte determinando uno spreco nella perdita di calore. In rapporto alle dimensioni e posizione della canna fumaria, e alla dimensione della stufa, ogni installazione richiede dunque i relativi calcoli; la stufa di maiolica che se ne otterrà sarà difficilmente utilizzabile per un'altra canna fumaria.
Un giusto dimensionamento darà luogo a buona combustione, efficiente sfruttamento del calore nei giri di fumo, distribuzione uniforme del riscaldamento attraverso il materiale refrattario e le mattonelle. Un'alta capacità di accumulazione e inerzia termica garantisce il mantenimento del calore anche dopo lo spegnimento del fuoco. La struttura ad accumulazione termica di questa stufa è tale per cui la quantità di legna necessaria a coprire il fabbisogno termico deve essere bruciata nel più breve tempo possibile e a pieno fuoco.
La stufa tradizionale piena viene costruita in versioni specificamente ideate per funzionare a legna o pellets, capaci di bruciare in modo completo ed ecologico il combustibile, (che proviene da una fonte energetica rinnovabile, igienica, priva di zolfo, con produzione di CO2 bilanciala). Ma oltre alla legna anche tutti gli altri combustibili solidi possono essere utilizzati per scaldare in maniera economica, compresi i rifiuti secchi (eccetto quelli di plastica) e materiali cartacei di imballaggio o di scarto. In alternativa alla legna, la scelta del combustibile è determinata dal fabbisogno di calore. I combustibili a fiamma corta (carbone a fiamma corta, uova di antracite, carbone kok etc) però sono adatti solo per stufe di piccole dimensioni (fino al massimo di 3,5 m2, di superficie) capaci di poter funzionare a fuoco continuo. Combustibili a fiamma lunga diversi dal legno (carbone a fiamma lunga, mattonelle di lignite) sono adatti anche per stufe più grandi che però non superino una superficie radiante di circa 8 m2. La quantità di combustibile è calcolata per circa dodici ore, ritenute sufficienti per ottenere la massima potenza calorica per una stufa di maiolica, tenendo anche conto della perdita del calore del fumo ceduto alla canna fumaria. Il caricamento avviene usando principalmente legna secca, con un consumo medio tra gli 8 e i 12 kg per ogni carica. Nei periodi più freddi la carica avviene mediamente due volte nell'arco di 24 ore. Con temperature medie e con uso continuo della stufa la quantità di legna necessaria si riduce ulteriormente.

Il processo di combustione richiede un certo tempo che, a seconda della quantità di legna, può andare da mezz'ora a un'ora o più, ma che produrrà molte altre ore di tepore successive. Una volta avvenuta la combustione, il portello, che deve essere perfettamente isolato, va chiuso ermeticamente in modo che non insorgano perdite di calore dall'interno della stufa; inoltre le braci si mantengono fino al successivo caricamento.
Il fondo della camera di combustione garantisce una sede capiente per la cenere, che avendo spazio per accumularsi abbondantemente garantisce il mantenimento della brace e minore necessità di rimuoverla. Essa non va mai tolta completamente dalla camera di combustione, nemmeno durante l'estate, perché quando si riprende l'uso della stufa è la sua presenza che consente alla brace di mantenersi accesa. Come abbiamo già visto, la canna fumaria rappresenta il "motore" della futura stufa di maiolica, della quale determina in molti casi forma e struttura interna. Data la necessità di queste stufe di bruciare velocemente il combustibile si forma in breve tempo una grande quantità di fumo che la canna fumaria deve poter assorbire. Se quindi essa ha un'altezza che non supera dal pavimento i 3,5-4 metri (come nel caso di edifici ad un piano) bisogna prestare la massima attenzione perché la forza prodotta nella stufa non superi il suo tiraggio.
Per ovviare alle canne fumarie corte bisogna ricorrere a stufe alte (magari fino al soffitto), a colonna e con superficie di base ridotta, nella cui parte inferiore è sita solo la camera di combustione che passa subito a giri di fumo orizzontali o circolari. Una stufa calcolata e costruita coscienziosamente è un prodotto di lunghissima durata che mantiene il suo valore nel tempo. Usata correttamente può funzionare senza problemi per 25-30 anni e dopo tale periodo richiede solo ricambi delle parti interne.

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L'impianto a tubi radianti sottointonaco si realizza inserendo nelle pareti (lungo lo sviluppo dei muri esterni ed eventualmente di parte di quelli interni) alcune sottili tubazioni in rame circolanti acqua calda a circuito chiuso, destinate a scaldare le porzioni di parete che scambiano radiazione termica con le persone presenti negli ambienti. In corrispondenza di finestre, porte esterne, ponti termici fra muro e soletta particolari accorgimenti interrompono il flusso termico negativo. Nel caso siano presenti elementi leggeri (pareti a pannelli, vetrate, etc) per non interrompere il flusso termico è possibile applicare la tubazione di riscaldamento esternamente o integrata nel serramento stesso.

Le tubazioni, di diametro molto ridotto (max 18 mm) vengono incassate alla base dei muri (al livello del battiscopa) all'interno di piccole scanalature direttamente sotto l'intonaco, risultando anche in questo caso del tutto invisibili. Desiderando evitare di procedere a scanalature si può anche inserire le tabulazioni esternamente all'intonaco esistente, mascherandole con uno "zoccolino" in muratura. Oltre che al livello del battiscopa, a seconda delle esigenze dell'impianto, i tubi vengono spesso disposti anche ad altezza 1,50-2 m dal pavimento.
In ogni caso il loro percorso sarà sempre chiaramente identificabile, anche per evitare successivamente di danneggiarli con trapanature in caso di lavori domestici. A questo scopo si conserva sempre la "mappatura del percorso" e quando il sistema è funzionante, si verifica al tatto la loro presenza nel muro grazie al maggior calore che essi emanano rispetto al resto della parete. Il sistema centrale scalda la parete a temperatura gradevole (sino a circa 50 °C) e la capacità di accumulazione termica permette lunghe pause di riscaldamento senza riduzione del comfort termico.
Il riscaldamento dell'acqua può essere effettuato mediante normali caldaie oppure adattato ai sistemi di alimentazione già esistenti, inoltre può essere applicato anche in combinazione con l'eventuale contributo di collettori solari, pompe di calore o altri sistemi a bassa temperatura. Gli effetti del riscaldamento a pareti radianti e il termorisanamento delle pareti umide risultano dallo stesso principio: la messa in temperatura delle superfici. Pertanto la sua funzionalità è doppia e ne fa una valida alternativa ai tradizionali metodi sia di riscaldamento sia di protezione dall'umidità negli edifici.

In alcuni casi, infatti, questo sistema viene specificamente applicato con lo scopo di combattere anche l'umidità di risalita: l'installazione delle tubazioni nei muri lungo le fondamenta a ridosso del terreno introduce una barriera nel tratto ove l'umidità risale, favorendo l'asciugatura dell'umidità di risalita e di eventuali fenomeni di condensa. L'irraggiamento costante conduce alla diminuzione delle quantità d'acqua presenti nelle strutture murarie. Dalla letteratura tecnica disponibile e tabelle UNI che trattano le caratteristiche fisiche dei materiali da costruzione si ricava che all'I % di riduzione dell'umidità corrisponde un abbassamento del coefficiente di trasmissione pari al 10%. Considerato l'effetto di riduzione dell'umidità nelle murature si deve dedurre che questo riscaldamento causi anche una significativa riduzione del coefficiente di trasmissione, il che spiega come (dopo un opportuno periodo di avviamento) si consegua un'apprezzabile riduzione dei consumi di energia termica. L'efficienza dei tubi sottointonaco è migliorata in presenza di strutture dotate di forte inerzia termica, quali le murature spesse e compatte (mattoni pieni, materiali a base di calce), con le quali si crea un forte effetto di "collaborazione". Per questa ragione il suo funzionamento è ottimale in edifici storici.
Come già accennato in generale per i sistemi radianti, anche questo sistema è invece sconsigliato per il riscaldamento di ambienti che si utilizzano solo occasionalmente (e che pertanto vanno riscaldati velocemente e utilizzati poi per brevi periodi) quali ad esempio le case per i fine settimana.

Pareti radianti a elementi speciali, ad aria o ad acqua
Alcuni sistemi radianti si basano su elementi costruttivi speciali che replicano il funzionamento dell'antico ipocausto facendo circolare aria calda oppure acqua. Ne è un esempio la parete a "laterizio termico" ideata da J. Steiner: i laterizi (di 50 x 25 x 12 cm), sono cavi come nel sistema antico) e lasciano circolare al loro interno aria calda che viene riscaldata tramite un elemento convettore contenente acqua calda circolante in circuiti chiusi, il quale è installato alla base del pavimento per tutta la lunghezza della parete e nascosto alla vista dallo zoccolino. Sotto il pavimento è sistemato un isolamento di circa 2 cm che impedisce la fuga di calore dal basso. Altri sistemi scaldano grazie al circolo di acqua calda. Le diverse tipologie hanno diverse applicazioni anche a seconda degli spessori.

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Una versione migliorata del classico impianto a pavimento è costituita dagli impianti che riscaldano le pareti dall'interno con un complesso sistema di tubicini che conducono acqua riscaldata a bassa temperatura.
Come già quelli per il pavimento, i pannelli a parete sostengono un reticolo di tubicini in plastica nei quali circola acqua calda ma consentono una diffusione del calore più confortevole e sana. L'installazione risulta del tutto invisibile, in quanto viene nascosta da pannellature in gesso o altri materiali. Esistono anche elementi a piastre radianti da installare esternamente alle pareti, utilizzabili indifferentemente sia a soffitto sia a parete.

Un inconveniente delle installazioni a parete è rappresentato dal fatto che (come è ovvio) i muri nei quali sono applicati i pannelli non sono "portanti" ai fini del fissaggio di mobili, né vi possono essere piantati chiodi. Diversi produttori propongono un doppio uso dei loro pannelli, cioè riscaldante in inverno e raffrescante in estate (con il passaggio di acqua fredda anziché calda): in questo caso è importante richiedere tutte le garanzie che il sistema non provochi effetti di condensa dovuti alla diversa temperatura delle pareti rispetto all'ambiente circostante. Fra gli impianti a pannelli da installare esternamente alle pareti esistono anche sistemi alimentati elettricamente, costituiti da elementi in pietra o in ceramica riscaldati da resistenze. Va ricordato, però, che dal punto di vista energetico l'utilizzo di elettricità per la produzione di calore non si può considerare ecologicamente efficiente perché comporta grande spreco nei passaggi necessari per la trasformazione dell'energia.

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Venerdì, 04 Marzo 2011 14:56

Sistemi a ipocausto "ad acqua"

II riscaldamento a pannelli radianti dal pavimento, diffusamente utilizzato soprattutto negli anni Sessanta-Settanta, ha giustamente la cattiva fama di causare inconvenienti per la salute determinati dal camminare su pavimenti troppo caldi, specie l'insorgenza di disturbi circolatori agli arti inferiori.
Va però fatta una distinzione fra il riscaldamento con pannelli ad alta oppure a bassa temperatura: quest'ultimo da risultati migliori e può essere accettabile, anche se non è ancora una soluzione ottimale.

Infatti l'aria si stratifica formando una zona calda per 70 cm circa sopra il pavimento, lasciando più fredda la zona di maggior interesse; inoltre lo scorrimento continuo dell'acqua nella fitta rete dei tubicini che è necessario predisporre sotto la superficie calpestabile determina un'influenza elettromagnetica su tutto l'ambiente. Date tali caratteristiche, questo tipo di riscaldamento può essere installato con maggior vantaggio negli ambienti dove il soggiorno è breve e la presenza di un suolo caldo può risultare particolarmente gradita (per esempio nei bagni), ma è meno consigliabile nel resto della casa. È anche un'ottima soluzione per grandi ambienti non destinati alla permanenza stabile di persone.

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