Riscaldamento a pavimento elettrico

Riscaldamento a pavimento elettrico fa parte dei sistemi di riscaldamento locali. La conversione dell'energia elettrica in calore e il trasferimento e la cessione di calore avvengono in una singola unità compatta direttamente nella stanza riscaldata. L'efficienza della conversione è quasi del 100%, senza perdite inutili durante il trasporto dell'energia al punto di consumo. Il riscaldamento è ecologico, non si verifica alcun inquinamento ambientale sul posto. Non è necessario un camino, un deposito di combustibile né spazio per una caldaia o una stanza caldaia. Il cablaggio dell'energia elettrica rispetto ad altre sostanze termovettoriali è notevolmente più semplice ed economico, con interventi minori sulle strutture edilizie o con minori esigenze di spazio. Dal punto di vista della distribuzione del flusso termico dal pavimento riscaldato all'interno valgono le stesse regole del tipo idronico. Un'enorme vantaggio del riscaldamento elettrico è la possibilità di misurazione precisa dell'energia elettrica per ogni singolo utente, che lo induce a cercare di ridurre, nell'ambito delle possibilità, il consumo.

I modi di utilizzo dei sistemi di riscaldamento a pavimento elettrico sono molto ampi. Il sistema può garantire il comfort termico come fonte principale di calore oppure può servire come riscaldamento complementare per riscaldare il pavimento a una temperatura gradevole. Visto che il riscaldamento può essere operato con diversi regimi di riscaldamento, da cui dipende la costruzione del pavimento e la potenza della fonte di calore, il sistema è adatto non solo agli edifici nuovi, ma si applica anche come una delle possibilità durante la ristrutturazione. Può essere installato sull'intera superficie del pavimento oppure possono essere riscaldate solo alcune parti. Dal momento che non c'è il rischio di congelamento del sistema, è adatto anche per stanze o edifici riscaldati solo occasionalmente. Lo spettro di applicazioni dei sistemi di elementi elettrici del sistema di riscaldamento può essere riassunto in queste aree:

• riscaldamento esteso e temperamento,

• sistemi di protezione,

• applicazioni speciali.

Lo sviluppo storico del riscaldamento elettrico

Il riscaldamento elettrico non ha una lunga tradizione in Slovacchia. I suoi inizi risalgono agli anni '30 del XX secolo, quando solo una dozzina di case familiari veniva riscaldata elettricamente. Dopo la seconda guerra mondiale, a causa della mancanza urgente di energia elettrica e di reti di distribuzione, questo tipo di riscaldamento fu praticamente vietato. L'elettricità veniva utilizzata principalmente per soddisfare le esigenze di quelle aree dove era irrimpiazzabile (illuminazione, motori), nonché per cucinare, stirare e preparare l'acqua calda.

L'inizio dello sviluppo del riscaldamento elettrico risale agli anni '60 del secolo scorso, quando l'energia elettrica iniziò a promuovere soprattutto i consumi di accumulo, che dovevano servire a livellare il carico della rete elettrica. Per questo tipo di consumo fu introdotta una tariffa vantaggiosa. Fu anche creato il primo regolamento per l'autorizzazione del riscaldamento elettrico negli edifici, che imponeva severe richieste sulle proprietà termo-tecniche del guscio esterno. Lo sviluppo del riscaldamento elettrico procedette lentamente, poiché mancava l'assortimento degli apparecchi elettrici per il riscaldamento, della tecnica di regolazione e dell'esperienza nel campo progettuale. Inoltre, il prezzo dell'elettricità era notevolmente più alto rispetto ad altri tipi di combustibile.

Dopo l'anno 1969, l'energia elettrica divenne uno dei mezzi con cui era possibile risolvere la pulizia dell'aria. Fu autorizzata soprattutto per le nuove costruzioni e come sostituzione dei combustibili solidi nella sfera non produttiva. Iniziarono a crearsi le condizioni appropriate per lo sviluppo del riscaldamento di accumulo ristrutturando le reti secondarie, stabilendo una tariffa appropriata per le famiglie con consumo di accumulo, nonché attività promozionali e di consulenza. In questo periodo in Slovacchia circa 10 000 famiglie erano riscaldate elettricamente, incluso riscaldamento complementare o riscaldamento in un periodo transitorio.

La pressione per lo sviluppo del riscaldamento elettrico emerse dopo la crisi del petrolio nel 1973, che causò un aumento dei prezzi dei combustibili liquidi. Aumentò la quota di produzione di energia elettrica nelle centrali nucleari e, inoltre, si svilupparono progressivamente mezzi tecnici per il controllo del consumo di elettricità da parte dell'energia. Sui mercati iniziarono ad apparire un'ampia varietà di apparecchi elettrici per il riscaldamento, mezzi moderni di automazione e tecnica di regolazione. Negli anni '80 in Slovacchia circa 25 000 famiglie erano riscaldate con stufe di accumulo e l'assortimento si ampliò anche con stufe ibride elettriche.

Lo sviluppo rapido del riscaldamento elettrico iniziò negli anni '90. L'assortimento degli impianti di riscaldamento da produttori slovacchi e stranieri fu arricchito con nuovi tipi. La crisi del petrolio nel 1991 causò un aumento dei prezzi dei combustibili gassosi, che portò a un'imprevista e favorevole variazione del prezzo dell'energia elettrica. Fu creata una nuova tariffa per il riscaldamento elettrico diretto. In questo periodo circa 40 000 appartamenti erano riscaldati solo con elettricità, di cui circa il 90% era costituito da stufe di accumulo. I cambiamenti nel consumo dell'energia elettrica riguardarono non solo la quantità, ma anche la struttura. Aumentò la quota di consumo nelle famiglie e nella sfera terziaria.

Dal 1993 iniziò uno sviluppo rapido e quasi incontrollato del riscaldamento elettrico diretto. Questa situazione emerse a causa di una tariffa molto vantaggiosa per i consumi diretti, bassi costi di investimento per il sistema di riscaldamento e un'ampia varietà di impianti di riscaldamento diretto. Questa esplosione portò con sé una serie di problemi. La capacità delle reti elettriche, soprattutto a livello di bassa e alta tensione, era insufficiente. Si approfondirono le differenze nel diagramma giornaliero del carico; per la sua stabilizzazione doveva servire il riscaldamento di accumulo. Le richieste dei regolamenti validi, che stabilivano le condizioni di installazione del riscaldamento elettrico negli edifici, non venivano rispettate. Il riscaldamento veniva realizzato in edifici con grandi perdite termiche, il che portò a un aumento dei costi operativi del 100 al 250 %.

Dalla fine degli anni '90 si può osservare un leggero calo dell'interesse per il riscaldamento elettrico, causato dall'aumento costante del prezzo dell'energia elettrica. Oggi in Slovacchia il riscaldamento elettrico rappresenta circa il 4% rispetto ad altri tipi di riscaldamento. A titolo di confronto in Repubblica Ceca è circa l'8%, in Austria il 10%, in Germania il 10%.

Calcolo riscaldamento a pavimento elettrico

Il calcolo termo-tecnico del riscaldamento a pavimento elettrico include:

• progettazione della composizione della struttura del pavimento e dei materiali delle singole strati;

• determinazione delle condizioni di temperatura nel pavimento durante il funzionamento del sistema;

• determinazione della potenza della fonte di calore.

I tipi di base del riscaldamento a pavimento elettrico

La costruzione della superficie del pavimento riscaldante dipende dal regime di lavoro del sistema di riscaldamento scelto, che può essere di accumulo, semi-accumulo o diretto. Il regime di lavoro determina le richieste per lo spessore dello strato di accumulo, la profondità dell'installazione degli elementi riscaldanti, la qualità dell'isolamento termico e il tipo di finitura del pavimento, eventualmente il tipo dell'elemento riscaldante utilizzato. La costruzione del pavimento e la profondità dell'installazione del piano dei cavi riscaldanti decidono anche la grandezza e la proporzione dei flussi termici dal piano dell'asse del cavo riscaldante in entrambe le direzioni verticali.

Modalità di riscaldamento ad accumulo

Il sistema di riscaldamento, a causa del tempo limitato di carica e della richiesta di accumulo termico a lungo termine, è caratterizzato dalla struttura del pavimento più massiccia. La lastra di accumulo è costituita da uno strato di cemento, il cui spessore varia da 90 a 150 mm in base alla necessità di accumulo. Gli elementi di riscaldamento vengono posizionati approssimativamente nella sua terza inferiore, quindi il getto del cemento avviene in due fasi. Per minimizzare la dispersione termica verso il basso, è necessaria un'ottima isolazione termica disposta sotto la superficie riscaldata (50-60 mm). La potenza installata della sorgente di calore varia da 160 a 200 W/m2 in base all'uso della stanza riscaldata.

Modalità di riscaldamento semi-accumulativa

La distribuzione del tempo di carica con la possibilità di ricarica in caso di bisogno permette uno spessore minore dello strato di accumulo. Per l'accumulo necessario è sufficiente uno spessore di 60-90 mm e la posizione dei cavi di riscaldamento viene disposta approssimativamente a metà dello strato. Lo strato isolante termico ha una struttura e qualità simili a quelle della modalità ad accumulo. La potenza installata della sorgente di calore varia da 120 a 160 W/m2.

Modalità di riscaldamento diretto

Data l'assunzione di energia elettrica dalla rete durante l'intero ciclo di lavoro, non è necessario accumulare calore in una riserva. Lo strato di cemento serve solo per alloggiare gli elementi di riscaldamento e il suo spessore è massimo 50 mm, oppure si possono disporre gli elementi di riscaldamento direttamente sotto lo strato di finitura, ottenendo così una maggiore dinamicità del sistema. La posizione dei cavi di riscaldamento viene disposta il più vicino possibile alla superficie del pavimento. La potenza installata della sorgente di calore è inferiore di un terzo fino a metà rispetto alla modalità ad accumulo, varia da 80 a 140 W/m2. L'isolamento termico inferiore può essere più sottile.

Calcolo termotecnico del riscaldamento a pavimento elettrico

Nel progetto è necessario rispettare queste condizioni al contorno:

• perdite termiche totali della stanza;

• caratteristiche della stanza riscaldata (soggiorno, cucina, corridoio, ecc.);

• regime operativo della stanza (presa costante, irregolare, ecc.);

• regime operativo del sistema di riscaldamento (ad accumulo, semi-accumulativo, diretto);

• dimensione della superficie del pavimento disponibile per disporre i cavi di riscaldamento;

• requisiti per il rivestimento del pavimento.

Progettazione della composizione della struttura del pavimento

Per il corretto funzionamento del sistema di riscaldamento a pavimento elettrico è importante progettare correttamente la composizione degli strati sopra e sotto il piano di posa dei cavi di riscaldamento, il loro spessore e la conducibilità termica. Le resistenze termiche di questi strati influenzano la temperatura superficiale degli elementi del sistema di riscaldamento, quindi è necessario assicurarsi che non si superi il valore massimo stabilito dal produttore. Altrimenti si verifica il surriscaldamento degli involucri isolanti e la loro successiva degradazione, riducendo così la durata dell'intero elemento. Per questo motivo è necessario garantire un'efficace dissipazione del calore dal piano di posa dei cavi di riscaldamento, assicurata da un materiale circostante l'elemento riscaldante con una conducibilità termica superiore a 0,1 W/m. K.

Nucleo resistivo

Qui avviene la conversione diretta dell'energia elettrica in energia termica. Scegliendo opportunamente il materiale del conduttore e le sue dimensioni geometriche si può influenzare in modo significativo la potenza termica finale del cavo, così come il carico termico dei materiali del cavo. In base alla costruzione si possono suddividere in tre gruppi:

• fili resistenti,

• cavi resistenti,

• miscele di polimeri semiconduttori tra due conduttori in rame.

I nuclei resistenti possono avere una sezione circolare o essere realizzati in forma di nastro piatto. Vengono prodotti da leghe metalliche di rame con aggiunta di nichel, manganese o cromo. La loro caratteristica distintiva è un basso coefficiente di dilatazione termica e un basso coefficiente termico della resistenza. Vengono prodotti con diametri da 0,1 a 4 mm, con una potenza termica da 5 a 70 W/m, che dipende in modo sostanziale dalla sezione del cavo e dal numero di nuclei. Un gruppo speciale di cavi riscaldanti sono i conduttori autoregolanti. Sono costituiti da due conduttori paralleli in rame, tra i quali è creato un ponte da un elemento resistivo dipendente dalla temperatura. La potenza del cavo diminuisce con l'aumento della temperatura lungo tutta la sua lunghezza (e viceversa), quindi in nessun caso può verificarsi un surriscaldamento termico, nemmeno in caso di incrocio di diversi elementi.

Guaina isolante

Può essere semplice o doppia, in base all'uso del cavo, realizzata di norma da materiali a base di polimeri. La funzione principale è l'isolamento del conduttore e contemporaneamente la dissipazione del calore generato. Per questo motivo dovrebbe distinguersi per ottime proprietà elettriche, alta resistenza termica a lungo termine, alta conducibilità termica, buone proprietà meccaniche e buona lavorabilità. Il materiale delle guaine isolanti e, eventualmente, l'isolamento esterno dei cavi riscaldanti può variare, e in tal caso può verificarsi un reciproco influenzamento, che può essere abbastanza evidente soprattutto a temperature elevate. Per questo motivo si consigliano combinazioni reciproche di materiali polimerici.

Elementi di protezione

Sono costituiti da un intreccio metallico, un rivestimento o una loro combinazione reciproca. Servono per aumentare la resistenza meccanica del conduttore riscaldante o come ulteriore protezione elettrica in condizioni in cui è necessario (ad esempio, ambienti con rischio di esplosione).

I cavi riscaldanti hanno ampie possibilità di applicazione in questi settori:

• riscaldamento e temperaggio su grandi superfici,

• protezione contro il congelamento e il ghiaccio,

• applicazioni tecnologiche nell'industria,

• applicazioni nell'agricoltura,

• casi particolari di utilizzo.

Cavi per riscaldamento e temperaggio su grandi superfici

Vengono utilizzati più frequentemente i conduttori con uno o due nuclei e con un doppio involucro isolante, eventualmente con un intreccio protettivo. Servono per il riscaldamento e il temperaggio su grandi superfici degli ambienti interni o esterni come protezione contro il ghiaccio di marciapiedi esterni, rampe di accesso, ponti, strade, ecc. Vengono disposti in strati di cemento o bitume sotto i pavimenti o sotto le piastrelle, sono adatti anche a stanze con umidità elevata. Per l'applicazione al riscaldamento degli ambienti interni vengono utilizzati cavi con una potenza da 10 a 20 W/m, per il riscaldamento degli ambienti esterni sono consentiti carichi termici più elevati, che tuttavia dipendono dalle condizioni specifiche di raffreddamento. I cavi formano circuiti di riscaldamento che hanno ai capi conduttori freddi; questi permettono la connessione a una tensione di 230 V, raramente 400 V. Si riscaldano fino a una temperatura massima del nucleo di 80 °C. Lo spessore complessivo dei cavi utilizzati negli ambienti interni varia da 4,5 a 8,5 mm in base al tipo specifico utilizzato.

Stuoia elettrica di riscaldamento

È costituita da un tessuto portante, al quale è fissato in modo a serpentina un cavo di riscaldamento con un diametro massimo di 3 mm, che ha ai due estremi conduttori freddi in rame. Lo spessore complessivo della stuoia è circa 2,5-3,5 mm. Le stuoie vengono prodotte in larghezza standard 0,5 m e in lunghezze da 1 a 20 m, con una potenza specifica da 100 a 160 W/m2 (in base al produttore). La potenza complessiva richiesta del riscaldamento si ottiene combinando opportunamente i singoli pezzi.

Le stuoie sono destinate principalmente al riscaldamento degli ambienti interni come riscaldamento principale o supplementare, ma possono essere utilizzate anche per altre applicazioni. Per lo spessore ridotto sono adatte durante la ristrutturazione dei pavimenti. Il loro vantaggio è un notevole abbreviamento del tempo di installazione, una riduzione delle possibilità di errori durante l'installazione e danni al cavo di riscaldamento. L'idoneità dell'utilizzo delle stuoie per scopi specifici dipende dal tipo di cavo utilizzato.

Foglio riscaldante elettrico

L'elemento riscaldante è costituito da due pellicole di poliestere laminato, tra le quali è presente uno strato di grafite omogeneizzato. Ai lati della pellicola sono disposti i cavi di alimentazione. La larghezza attiva della pellicola è 0,5 m, su entrambi i lati sono presenti fasce passive larghe 0,05 m, destinate a fissare la pellicola alla struttura del pavimento. La larghezza complessiva della pellicola è 0,6 m. Viene prodotta con potenze superficiali 150 e 200 W/m2 per riscaldamento a pavimento elettrico per installazione in calcestruzzo, 60 W/m2 per pavimenti in legno e 80 W/m2 per pavimenti in laminato. Lo spessore complessivo della pellicola è circa 0,4 mm. Viene utilizzata per riscaldamento a pavimento elettrico e per il riscaldamento degli ambienti in nuove costruzioni, ma grazie al suo ridotto spessore è particolarmente adatta all'utilizzo in ristrutturazioni, in quanto può essere posata direttamente sul vecchio pavimento, sotto il nuovo strato di finitura.

Installazione del riscaldamento a pavimento

L'installazione del riscaldamento a pavimento elettrico avviene in queste fasi:

• creazione della superficie riscaldante del pavimento,

• lavori di montaggio,

• prove del pavimento riscaldante.

Creazione della superficie riscaldante per riscaldamento a pavimento elettrico

La composizione complessiva della struttura del pavimento, rispetto al sistema di riscaldamento a circolazione d'acqua, può essere diversa, in base a certe caratteristiche specifiche del tipo elettrico, come ad esempio il diverso regime di riscaldamento o l'elemento riscaldante utilizzato.

Metodi di realizzazione della superficie riscaldante del pavimento

Rispetto alla tecnologia di realizzazione, possiamo realizzare la superficie riscaldante del pavimento in tre modi fondamentali:

• installazione in calcestruzzo,

• installazione direttamente sotto lo strato di finitura del pavimento,

• installazione in pavimenti in legno a travi.

Installazione in calcestruzzo

Gli elementi riscaldanti vengono gettati in uno strato di calcestruzzo, che è composto da due parti:

• una parte livellante, su cui è disposta la superficie riscaldante e che costituisce 1/3 a 1/2 dello spessore complessivo della lastra di calcestruzzo, in base al regime;

• una parte di copertura, con cui vengono gettati gli elementi riscaldanti.

Nel caso del sistema diretto, gli elementi riscaldanti possono essere disposti direttamente sull'isolamento termico e successivamente gettati con un fondo di calcestruzzo o con un massetto di cemento. Nel caso di cavi termici, tra questi e l'isolamento viene disposta una rete metallica; la stuoia o la pellicola riscaldante vengono fissate direttamente sull'isolamento. Deve essere garantito un corretto smaltimento del calore dalla superficie degli elementi riscaldanti, altrimenti si verifica il loro surriscaldamento e di conseguenza una riduzione della durata. Per questo motivo non devono essere compressi nel materiale isolante né circondati da esso.

Installazione sotto lo strato di finitura del pavimento

Questo metodo si utilizza nel regime diretto per ottenere la massima dinamica del sistema di riscaldamento e in ristrutturazione di vecchi pavimenti, oppure dove non è disponibile una sufficiente altezza strutturale della stanza. Gli elementi riscaldanti vengono disposti direttamente sull'isolamento termico della struttura del pavimento nuova o esistente, seguendo le norme indicate. La superficie riscaldante viene ricoperta con uno strato di finitura di massa livellante o di colla e successivamente si applica lo strato di finitura, di norma piastrelle o pavimento in laminato.

Installazione in pavimenti in legno a travi

Nell'installazione del sistema di riscaldamento in pavimenti in legno, gli elementi riscaldanti vengono disposti sull'isolamento termico, seguendo la stessa norma del metodo umido. Tra la superficie riscaldante e la parte inferiore del pavimento in legno deve essere creata una zona d'aria di almeno 25 mm.

Metodi di posa degli elementi riscaldanti per riscaldamento a pavimento elettrico

Gli elementi riscaldanti per riscaldamento a pavimento elettrico sono cavi riscaldanti, stuoie riscaldanti e pellicole riscaldanti.

Cavi riscaldanti

Gli elementi riscaldanti durante il funzionamento del sistema si riscaldano uniformemente su tutta la loro lunghezza, rispettivamente superficie, il che permette di ottenere anche una temperatura superficiale uniforme della superficie riscaldante del pavimento. Dal punto di vista del gradiente termico orizzontale si può osservare una diminuzione della temperatura che va dalla parete esterna a quella interna, simile a quanto avviene nel tipo a circolazione d'acqua. Questo fenomeno può essere parzialmente eliminato creando delle zone perimetrali con una potenza superficiale maggiore. Il circuito riscaldante si crea posando i cavi riscaldanti in forma di meandro, dove la distanza reciproca tra i singoli cavi dipende dal carico di potenza del cavo e dalla potenza superficiale richiesta del sistema.

Tecnologia e installazione riscaldamento a pavimento elettrico

In questo capitolo descriviamo il metodo di produzione della superficie riscaldante del pavimento con elementi riscaldanti elettrici gettati in calcestruzzo, oppure disposti direttamente sotto lo strato di finitura del pavimento, dove la sequenza dei passaggi è la stessa del tipo a circolazione d'acqua realizzato con il metodo umido. Ci concentreremo sulle differenze che risiedono in alcuni aspetti della tecnologia e dell'installazione stessa.

Preparazione dell'edificio

La superficie riscaldante del pavimento si posa solo dopo il completamento di tutti i lavori di intonacatura e l'applicazione dell'isolamento. Prima dell'intonacatura interna è necessario installare i cavi elettrici e le connessioni del sistema di riscaldamento, dove i cavi di alimentazione vengono dimensionati in base alla potenza progettata dei singoli circuiti riscaldanti e devono soddisfare questi parametri:

• alimentazione per il riscaldamento di ambienti < 1 O m2, cavo in rame 3 x1,5 mm2;

• alimentazione per il riscaldamento di ambienti > 1 O m2, cavo in rame 3 x 2,5 mm2;

• alimentazione per il riscaldamento delle zone perimetrali e per altre fonti di calore aggiuntive < 2 kW, cavo in rame 3 x 1,5 mm2;

• nel caso dell'utilizzo di orologi centrali di accensione, è necessario installare per ogni termostato un cavo di controllo in rame 1 x 1,5 mm2

Nelle aree dove saranno installati i regolatori, si installano le scatole di derivazione. L'ubicazione dei regolatori dipende dalla funzione della stanza e dalle richieste dell'investitore. I termostati con sensori di temperatura ambientale dovrebbero essere disposti in modo che il loro funzionamento non venga influenzato da fattori indesiderati (illuminazione diretta, riscaldamento da corpi riscaldanti, correnti d'aria, ecc.). I termostati vengono collegati all'alimentazione elettrica. Gli elementi riscaldanti devono essere fissati in modo stabile tramite il regolatore, un collegamento mobile non è consentito. L'ubicazione dei punti di alimentazione si realizza in base alla documentazione tecnica. Dal termostato verso il pavimento devono essere disposte due tubazioni flessibili per l'installazione della parte fredda del cavo riscaldante e per il sensore di temperatura del pavimento. L'intera installazione elettrica deve essere realizzata in conformità con le normative vigenti.

I criteri per la preparazione del pavimento, la posa dei nastri isolanti perimetrali, l'isolamento termoacustico, la pellicola di isolamento idrorepellente, la creazione di giunti di dilatazione, la posa del fondo in calcestruzzo e dello strato di finitura sono gli stessi del tipo a circolazione d'acqua.

Posizionamento degli elementi riscaldanti elettrici

Gli elementi riscaldanti elettrici vengono posizionati in base a piani predisposti per ogni stanza, dove si disegna il posizionamento dei meandri riscaldanti, eventualmente nastri di tappeti o pellicole riscaldanti e i punti di uscita dei cavi freddi verso le scatole di derivazione. Bisogna sempre ricordare che gli elementi riscaldanti vengono posizionati solo su aree libere, non occupate, quindi è necessario conoscere almeno in modo approssimativo il posizionamento degli arredi nella stanza. Qualora sopra il piano dove sono disposti i cavi riscaldanti venga collocato del mobilio, è necessario garantire un libero passaggio dell'aria.

Montaggio in calcestruzzo

Con questo tipo di installazione si utilizzano principalmente cavi e tappeti riscaldanti. Nel caso di sistema accumulativo o semiaccumulativo, si applica prima una strato di livellamento in calcestruzzo sull'isolamento antiumidità (1/3 a 1/2 dello spessore della lastra di calcestruzzo finale, che il progettista determina con il calcolo). L'impasto di calcestruzzo deve essere perfettamente compattato, senza frammenti taglienti, la superficie deve essere liscia, senza sporgenze e irregolarità, e deve essere spazzolata. Prima di posare gli elementi riscaldanti, si applica un primer penetrante.

Per evitare danni agli elementi e per rispettare la distanza prescritta tra i cavi o per evitare sovrapposizioni dei tappeti riscaldanti, i cavi devono essere fissati in modo stabile al supporto durante l'installazione. Per fissare in modo stabile i cavi riscaldanti si utilizzano in genere nastri di fissaggio, che si fissano al piano in calcestruzzo perpendicolarmente alla direzione prevista per il posizionamento dei cavi termici. La distanza reciproca tra i nastri non deve superare 1 m, in caso di distanze maggiori potrebbero verificarsi irregolarità nella distanza dei cavi durante l'installazione. I nastri hanno ganci per i cavi a distanze standardizzate, ad esempio 25 mm.

Un'altra possibilità è fissare i cavi alla rete in acciaio. Questo tipo di fissaggio si sceglie nel caso di uno spessore ridotto della lastra in calcestruzzo in regime diretto, oppure quando l'armatura per il piano in questione è già prevista per motivi statici. Lo svantaggio è un maggiore lavoro d'installazione degli elementi e un rischio maggiore di danni meccanici durante il posizionamento. Su superfici adatte, il meandro riscaldante, srotolato liberamente sul supporto, può essere fissato con nastro adesivo. I cavi vengono fissati a intervalli in base al calcolo, rispettando il minimo raggio di curvatura stabilito dal produttore. La distanza dei cavi dagli elementi verticali e dagli arredi deve essere di almeno 50 a 100 mm. Se l'elemento riscaldante è rigido, si srotola e per un breve periodo si collega alla tensione, finché non diventa abbastanza flessibile. Gli elementi riscaldanti vengono posati solo dopo che la lastra in calcestruzzo si è sufficientemente indurita (2 a 4 giorni), di norma partendo dagli infissi verso le porte. Durante il posizionamento dei cavi elettrici, è necessario rispettare queste norme:

• È necessario fare attenzione a non danneggiare i cavi, ad esempio con strumenti di lavoro e simili. Se un cavo viene danneggiato, non deve essere riparato in modo provvisorio, ma il tratto danneggiato deve essere sostituito.

• Le parti attive dei cavi non devono incrociarsi, toccarsi né passare liberamente nell'aria, non devono essere a contatto con tubazioni idrauliche, vasche da bagno e simili.

• I cavi non devono essere tagliati. Possono essere tagliati solo i loro cavi freddi.

• La giunzione tra il cavo freddo e il cavo riscaldante non deve essere installata in una curva.

• I cavi non devono mai passare attraverso giunzioni di dilatazione.

• Qualora i cavi freddi passino attraverso giunzioni di dilatazione, devono essere disposti liberamente in due tubazioni concentriche protettive.

Contemporaneamente agli elementi riscaldanti, si colloca nel piano dove sono disposti i cavi riscaldanti il sensore del termostato per il pavimento, seguendo queste norme:

• Il sensore insieme al cavo viene disposto in una tubazione protettiva elettrica installativa, al centro di due cavi adiacenti.

• L'estremità della tubazione viene sigillata per evitare l'ingresso dell'impasto di getto.

• La tubazione protettiva viene installata prima del posizionamento dei cavi.

Gli elementi riscaldanti vengono installati a temperature superiori a 5 °C. Dopo il fissaggio degli elementi, si misura la resistenza del cavo e del suo involucro isolante. Se tutto è in ordine, si applica uno strato di finitura in calcestruzzo. L'impasto deve avvolgere perfettamente l'elemento riscaldante per evitare bolle d'aria che ridurrebbero l'efficacia del trasferimento del calore dalla superficie dei cavi. Durante la distribuzione dell'impasto, è necessario fare attenzione a non danneggiare gli elementi. Alla fine si misura nuovamente la resistenza dei circuiti riscaldanti. Le parti attive degli elementi e i cavi freddi devono essere immersi nel calcestruzzo, in nessun punto devono entrare in contatto con l'aria. Lo strato di usura del pavimento viene posato solo dopo che l'impasto in calcestruzzo si è sufficientemente asciugato (28 a 30 giorni).

Dopo il completamento di tutti i lavori edili, si installano i termostati, i sensori di temperatura del pavimento e l'intero sistema viene messo in funzione.

Montaggio direttamente sotto lo strato di usura del pavimento

Con questo tipo di installazione è auspicabile che lo spessore complessivo della struttura del pavimento sia minimo, quindi si utilizzano in genere tappeti e pellicole riscaldanti sottili. Il supporto su cui vengono posati deve essere perfettamente pulito, liscio, privo di polvere e di oggetti taglienti. Si tratta con un primer penetrante appropriato e si posano gli elementi riscaldanti solo dopo che si è asciugato. Nella ristrutturazione, è possibile disporre la superficie riscaldante anche sullo strato originale di usura. Se è composta da piastrelle, deve essere sufficientemente piana, eventualmente correggendo piccoli difetti. Nel caso in cui lo strato originale sia costituito da prodotti in legno (parquet, laminato), non deve essere compromessa la sua capacità portante. Il supporto deve essere trattato con un primer penetrante e coperto con uno strato di livellamento per separare gli elementi riscaldanti. Lo spessore di questo strato, per motivi di sicurezza antincendio, deve essere almeno 5 mm.

Nel pavimento si esegue una scanalatura per l'inserimento della tubazione protettiva con il sensore di temperatura del pavimento, che porterà alla scatola di derivazione. L'estremità della tubazione viene sigillata e la sua posizione viene fissata. Successivamente si creano delle cavità nel supporto per l'inserimento delle parti attive e dei cavi freddi.

Gli elementi riscaldanti vengono srotolati in base al piano di posa e preparati per il posizionamento. Per evitare che si spostino durante l'installazione, è necessario fissarli in modo stabile al supporto. Il fissaggio può essere effettuato in diversi modi. Gli elementi riscaldanti possono essere autoadesivi, con un collante speciale che permette di applicarli e rimuoverli ripetutamente. Possono essere fissati con nastro adesivo o premuti in uno strato di sigillante elastico.

Durante il posizionamento è necessario fare attenzione a non danneggiare l'elemento riscaldante e a misurare nuovamente i suoi valori di resistenza. Gli elementi riscaldanti vengono disposti singolarmente, senza sovrapposizioni. Qualora sia necessario modificare la direzione di posa, nel caso di tappeti riscaldanti si taglia il tessuto portante fino a pochi millimetri dal cavo riscaldante. Gli elementi possono essere deviati fino a un angolo di 180°, senza però lasciare il cavo teso. Le parti sovrapposte del tessuto devono essere rimosse. Nel caso di utilizzo di pellicole riscaldanti, dopo il fissaggio si applica una barriera antivapore protettiva, che deve essere sollevata sufficientemente in alto lungo la parete e fissata. I cavi freddi degli elementi devono essere condotti verso la scatola di derivazione, al di fuori degli elementi disposti.

Sull'intera superficie riscaldante si applica una malta di livellamento o un sigillante adesivo in modo che gli elementi riscaldanti siano uniformemente coperti e non si formino bolle d'aria. È necessario misurare nuovamente la potenza degli elementi riscaldanti. Se tutto è in ordine, si può applicare lo strato di usura.

Controlli del riscaldamento a pavimento elettrico

Il riscaldamento a pavimento entra in funzione solo dopo l'indurimento completo del calcestruzzo, dopo 4 a 6 settimane. La temperatura del pavimento deve essere aumentata gradualmente, poiché con l'attivazione completa della potenza potrebbe verificarsi un'evaporazione intensa dell'acqua dal calcestruzzo vicino agli elementi riscaldanti e la formazione di bolle d'aria. L'accensione iniziale avviene a una temperatura ridotta, massimo 20 °C. È necessario rispettare questa procedura:

• l'attivazione avviene con il consenso del fornitore del sistema di riscaldamento;

• il primo giorno la temperatura del pavimento è 5 °C superiore alla temperatura dell'ambiente riscaldato;

• il secondo giorno e i giorni successivi la temperatura aumenta ogni giorno di 5 °C, fino a quando la temperatura superficiale del pavimento raggiunge i 30 °C;

• la temperatura del pavimento deve essere mantenuta a 30 °C per almeno tre giorni;

• successivamente la temperatura superficiale diminuisce ogni giorno di 10 °C, fino a quando non raggiunge il valore iniziale;

• i dispositivi di controllo e regolazione devono essere impostati sui valori standard prima dell'accensione del sistema.

Viene redatto un verbale sull'effettuazione del test. Dopo il completamento di tutti i lavori, l'azienda esecutrice consegnerà al cliente la documentazione tecnica e grafica valida, il verbale del test e le istruzioni per l'uso per l'utente.

Literatura utilizzata:

Dušan Petráš, Miroslav Kotrbatý: Riscaldamento di grandi spazi e hangar