PEX rispetto al tubo multistrato - differenze e utilizzo
PEX vs tubo multistrato - perché questa scelta è uno dei decisioni più importanti per il riscaldamento e l'acqua
Quando qualcuno si chiede che tipo di tubo utilizzare per il riscaldamento a pavimento, impianti radiatori o distribuzione dell'acqua, si imbatte rapidamente in due tecnologie concorrenti - tubo PEX puro (polietilene reticolato) e tubo multistrato con inserto in alluminio (spesso indicato come PEX-AL-PEX o PERT-AL-PEX). Entrambi rientrano nei sistemi tubolari in plastica, entrambi si possono acquistare in rotoli e in barre, entrambi si collegano con raccordi a pressare o a vite - e proprio per questo motivo vengono spesso confusi o scelti "a occhio", senza che progettista o installatore si renda conto delle differenze che si manifesteranno dopo alcuni anni sotto forma di perdite, crepe nel intonaco sopra la distribuzione o problemi con l'espansione termica.
In questo articolo analizzeremo da cosa sono fatti entrambi i tipi di tubo, quali sono le loro proprietà fisiche, come si differenzia il loro comportamento in caso di variazioni di temperatura, dove si può utilizzare il PEX puro e dove invece il tubo multistrato è chiaramente la scelta migliore, e infine anche su cosa prestare attenzione durante l'installazione e lo stoccaggio. Se state affrontando anche la scelta del diametro del tubo, vi consigliamo di completare le vostre conoscenze anche con l'articolo Quale diametro di tubo serve in base al tipo di distribuzione e Quale pressione e temperatura resiste il tubo PEX (PN6, PN10).
Che cos'è il tubo PEX - materiale, produzione e tipi di reticolazione
PEX è l'abbreviazione di "cross-linked polyethylene", cioè polietilene reticolato. Il polietilene normale (ad esempio, quello da cui sono fatti i sacchetti di plastica) ha una struttura molecolare lineare - le catene del polimero sono disposte una accanto all'altra, ma non sono saldamente collegate tra loro. Riscaldato, questo materiale si ammorbidisce e perde resistenza. Il processo di reticolazione (crosslinking) crea legami chimici trasversali tra le singole catene, formando una rete tridimensionale. Il risultato è un materiale che, anche a temperature elevate (60-95 °C), mantiene la sua resistenza meccanica, la resistenza alla flessione sotto pressione (cosiddetta creep) e una durata lunga anni, dell'ordine di 50 anni o più.
In base al tipo di reticolazione, si distinguono tre tipi fondamentali di tubo PEX:
- PEX-a - la reticolazione avviene con il metodo a perossido (Engel process) già nello stato fuso del materiale prima dell'estrusione. Si raggiunge il grado di reticolazione più alto (oltre l'85 %), il tubo ha la migliore elasticità, la maggiore resistenza alla rottura sotto tensione e la cosiddetta "memoria di forma" - dopo un leggero riscaldamento può tornare parzialmente alla forma originale, vantaggio ad esempio in caso di riparazione di una fessura.
- PEX-b - la reticolazione avviene con il metodo a silano dopo l'estrusione, agendo con l'umidità e un catalizzatore. È più economico da produrre, il tubo è un po' più rigido e meno elastico, il grado di reticolazione è in genere 65-70 %.
- PEX-c - la reticolazione avviene con irraggiamento a elettroni dopo l'estrusione. La qualità risultante è tra PEX-a e PEX-b, il tubo è un po' più fragile a basse temperature.
Nel catalogo su atria.sk troverete ad esempio Tubo PEX - 20x2; PN6-T=+90° C, PN10-T=+60° C - 200m oppure una dimensione minore Tubo PEX - 17x2; PN6-T=+90° C, PN10-T=+60° C - 120m, entrambi prodotti con la tecnologia PEX-a, che oggi nella pratica professionale è considerata lo standard di qualità per il riscaldamento a pavimento e la distribuzione dell'acqua.
Sbarra all'ossigeno - perché è necessaria per il tubo PEX
Il polietilene puro è parzialmente permeabile all'ossigeno - le molecole di O2 riescono a diffondere attraverso la parete del tubo nell'acqua di riscaldamento. In un circuito chiuso di riscaldamento con componenti metallici (circolatori, radiatori in acciaio, scambiatori) ciò provoca corrosione e formazione di depositi. Per questo motivo, sui tubi PEX destinati al riscaldamento si applica una barriera esterna in EVOH (etilene-vinilalcol), che riduce la diffusione dell'ossigeno al di sotto del valore stabilito dalla norma DIN 4726 (massimo 0,32 mg/l al giorno a 40 °C). Questo strato è estremamente sottile sui tubi PEX (dell'ordine di frazioni di millimetro) e deve far parte della composizione della parete - senza di esso si tratta di un tubo adatto solo alla distribuzione dell'acqua potabile, non al circuito chiuso di riscaldamento.
Che cos'è il tubo multistrato - costruzione con inserto in alluminio saldato
Il tubo multistrato (nella pratica è chiamato anche "stratificato", "composito" o per abbreviazione PEX-AL-PEX o PERT-AL-PEX) risolve il problema della diffusione dell'ossigeno e dell'espansione termica in modo completamente diverso - con una barriera fisica in alluminio incastonata direttamente nella parete del tubo. La composizione della parete ha tipicamente cinque strati:
- strato interno - polietilene reticolato (PEX) o PE-RT termicamente resistente (polietilene con maggiore resistenza termica),
- strato adesivo (adesivo),
- strato centrale - foglio in alluminio saldato longitudinalmente (tipicamente 0,2-0,4 mm),
- secondo strato adesivo,
- strato esterno protettivo - di nuovo PEX o PE-RT.
L'inserto in alluminio svolge tre funzioni contemporaneamente: è una barriera all'ossigeno al 100 % (non è necessaria alcuna diffusione aggiuntiva attraverso l'EVOH), riduce in modo significativo l'espansione termica lineare del tubo e dà al tubo la capacità di "mantenere la forma" dopo la flessione - come quando si piega una tubazione in rame o in alluminio a mano, il tubo multistrato rimarrà nella forma in cui lo si plasmi, senza bisogno di fissarlo.
Confronto grafico della composizione della parete dei due tipi di tubo
Su atria.sk in questa categoria si incontrano soprattutto tubi PEX-a di alta qualità, che grazie alla barriera e all'elevata elasticità vengono ampiamente utilizzati soprattutto per il riscaldamento a pavimento - ad esempio Tubo PEX - 17x2; PN6-T=+90° C, PN10-T=+60° C - 240m oppure un rotolo più grande Tubo PEX - 17x2; PN6-T=+90° C, PN10-T=+60° C - 600m per aree più grandi, dove conviene acquistare meno rotoli grandi invece di molti piccoli.
Proprietà fisiche - dove si trovano le vere differenze
Estensibilità termica lineare
Questo è probabilmente la differenza pratica più importante tra i due materiali. Il PEX puro ha un coefficiente di estensibilità lineare di circa 0,15-0,20 mm per metro di lunghezza per ogni variazione di temperatura di 1 °C. Nel tubo multistrato con inserto in alluminio, grazie al metallo all'interno della parete, questo valore è dell'ordine di grandezza inferiore - tipicamente 0,025-0,03 mm/m·K, cioè circa 5-7 volte meno.
Nella pratica ciò significa: un tratto di tubo PEX puro lungo 10 metri si allungherà di circa 75-100 mm quando riscaldato da 20 °C a 70 °C (cioè di 50 °C). Un tratto di tubo multistrato della stessa lunghezza si allungherà solo di 12-15 mm. Nei circuiti passanti in scanalature nel muro, dove il tubo è rigidamente ricoperto da malta, o nei tratti verticali fissati in diversi punti, questa differenza è cruciale - l'elevata estensibilità del PEX richiede una compensazione più accurata (arcate di dilatazione, compensatori, posizionamento libero in guaina) e, in caso di trascuratezza di questo dettaglio, si manifesta con crepe nel intonaco, spostamento del tubo fuori dalla scanalatura o sollecitazione dei raccordi.
Confronto grafico dell'estensibilità termica
Flessibilità, memoria di forma e praticità di installazione
Il tubo PEX puro è più flessibile e, dopo essere stato piegato, cerca parzialmente di tornare alla forma dritta originale - per questo motivo, durante la posa delle maglie a pavimento, deve essere fissato con ganci, guide di sistema o fermi nella lastra di sistema, altrimenti si "sfilerebbe" dalla forma desiderata. Questa proprietà è però anche un vantaggio quando si devono superare raccordi stretti e in spazi più ampi, dove il tubo viene srotolato direttamente dal rotolo e disposto a serpentina o a spirale.
Il tubo multistrato, invece, si comporta come un metallo morbido - lo si piega a mano (per i diametri più piccoli) o con un attrezzo piegatore, e rimane esattamente nella forma desiderata senza la necessità di ulteriore fissaggio. Questo è un grande vantaggio quando si devono condurre le tubazioni in un appartamento sotto intonaco, intorno agli angoli, attraverso le tramezze - l'idraulico forma la tratta esattamente come necessario e non deve preoccuparsi del "ritorno elastico" del materiale. Lo svantaggio è che, in caso di piegatura ripetuta nello stesso punto (ad esempio in caso di correzione di un errore nella forma), si corre il rischio di rottura della strato di alluminio, che si manifesta con una fessura biancastra nella parete e richiede che tale tratto venga tagliato via - con il PEX puro questo rischio praticamente non esiste.
Tabella - confronto delle proprietà
| Proprietà | Tubo PEX puro | Tubo multistrato (PEX-AL-PEX) |
|---|---|---|
| Barriera all'ossigeno | strato sottile di EVOH | lamina di alluminio continua |
| Dilatazione termica | alta (0,15-0,2 mm/m·K) | bassa (0,025-0,03 mm/m·K) |
| Memoria di forma | sì, cerca di dirizzarsi | mantiene la forma dopo la piegatura |
| Rischio di rottura | praticamente nullo | reale in caso di piegatura ripetuta |
| Confezione | rotoli e barre | rotoli e barre |
| Pressione/temperatura tipica | PN6/90°C, PN10/60°C | PN10/95°C comunemente |
| Prezzo al metro | di norma inferiore | di norma superiore |
| Resistenza UV/gelo durante lo stoccaggio | buona, ma limitata | leggermente peggiore in caso di gelo ripetuto |
Per un elenco dettagliato delle pressioni e temperature massime in diverse combinazioni, si rimanda all'articolo dedicato "Quali pressione e temperatura resiste il tubo PEX (PN6, PN10)" - i valori PN6/T90°C e PN10/T60°C indicati direttamente nei nomi dei prodotti, ad esempio nel Tubo PEX - 25x2,3; PN6-T=+90° C, PN10-T=+60° C - 200m, significano che a pressione inferiore di 6 bar il tubo resiste a una temperatura fino a 90 °C, mentre a pressione superiore di 10 bar la temperatura massima sostenibile è 60 °C - è il modo comune con cui i produttori del PEX comunicano la resistenza combinata alla pressione e alla temperatura del materiale.
Dove utilizzare il tubo PEX puro e dove il multistrato - consigli pratici
Riscaldamento a pavimento
Per il riscaldamento a pavimento, nella stragrande maggioranza dei casi la scelta univoca è il tubo PEX puro, più comunemente nella dimensione 16x2 o 17x2 mm. Il motivo è semplice - il tubo viene posato nella lastra di sistema con i rilievi o fissato con fermi direttamente alla rete di armatura, quindi la memoria di forma del materiale non è un problema, anzi la sua flessibilità permette una facile conduzione in meandri e spirali stretti senza rischio di rottura. Inoltre è incastonato nel massetto di cemento, quindi l'elevata dilatazione termica si manifesta praticamente in modo trascurabile - il tubo è "bloccato" nella massa del massetto e non ha dove dilatarsi, la sua espansione si riversa piuttosto in micro-tensioni nel cemento, che si considerano quando si progettano le giunzioni di dilatazione del pavimento. Per una casa familiare tipica, in un singolo circuito di riscaldamento a pavimento si consumano in media 80-120 m di tubo, quindi conviene acquistare rotoli di grandi dimensioni come 240 m o 600 m, dove il prezzo al metro è più vantaggioso e si riduce al minimo il numero di giunzioni nel pavimento (ideale è condurre un'unica maglia senza alcun giunto nel massetto).
Distribuzione dell'acqua e del riscaldamento nelle pareti, tubazioni verticali, collegamento ai radiatori
Qui, invece, nella maggior parte delle realizzazioni professionali si preferisce il tubo multistrato, soprattutto per la bassa dilatazione termica e la capacità di mantenere la forma. Quando si conduce una tubazione in una scanalatura in muratura o in una tramezza in cartongesso, l'idraulico piega il tubo esattamente lungo la tratta, lo fissa con ganci a distanze definite (di norma 50-80 cm per una posa orizzontale) e non deve preoccuparsi di grandi curve di dilatazione che altrimenti occuperebbero spazio. Per le lunghe tubazioni verticali in edifici multipiano la bassa dilatazione è addirittura fondamentale - un lungo tratto verticale di PEX puro si allungherebbe tanto in caso di aumento della temperatura del sistema di riscaldamento da richiedere compensatori su ogni piano, cosa che con il tubo multistrato non è necessaria o si riduce in modo significativo.
Collegamenti ai collettori e tratti brevi
Nel caso di tratti brevi e dritti (ad esempio il collegamento della caldaia al collettore del riscaldamento a distanza di 1-2 metri) si può utilizzare senza problemi anche il tubo PEX puro di diametro maggiore, ad esempio Tubo PEX - 20x2 - l'espansione su un tratto così breve è trascurabile e il vantaggio è il prezzo inferiore e la facilità di utilizzo direttamente dal rotolo senza la necessità di formatura.
Schema di un sistema tipico di riscaldamento a pavimento con collettore
Come differisce l'installazione e l'unione dei due tipi di tubo
Nella pratica, per entrambi i tipi di tubo si utilizzano famiglie simili di raccordi - a pressione (pressione di un anello o di un anello con pinza idraulica), a vite (fissaggio meccanico con guarnizione, vantaggioso in caso di riparazioni senza bisogno di attrezzi speciali) o sistema di espansione (espansione dell'estremità del tubo con espansore e ritorno al raccordo grazie alla memoria di forma del materiale, tipico soprattutto per il PEX-a). Il procedimento passo passo, incluso le raccomandazioni per le profondità di inserimento e i momenti di serraggio, si trova nell'articolo "Montaggio del PEX e del tubo multistrato passo passo", qui diremo solo le differenze principali.
Per il tubo multistrato è necessario, prima di montare il raccordo, rimuovere il bordo tagliente dopo l'utensile di taglio e in molti casi anche calibrare e leggermente espandere l'estremità con uno strumento calibratore, perché lo strato di alluminio modifica leggermente la geometria del taglio. Per il tubo PEX puro, invece, si utilizza spesso il metodo di espansione menzionato (ad esempio il sistema con raccordi PPSU), che è veloce, non richiede né anelli né guarnizioni e sfrutta appunto la memoria di forma del PEX - il materiale, dopo l'espansione, si stringe da solo sul raccordo e crea un'unione permanente e molto affidabile. Questo metodo non funziona con il tubo multistrato, perché lo strato di alluminio impedisce il richiesto ritorno elastico del materiale.
I tipi di giunzioni e raccordi raccomandati per i singoli diametri e materiali vengono trattati in dettaglio nell'articolo "Quali giunzioni e raccordi utilizzare per il tubo PEX" - la regola generale è di non mescolare raccordi di diversi sistemi produttivi e di utilizzare sempre il calibratore/strumento raccomandato direttamente dal produttore del tubo.
Procedura di installazione - schema semplificato
Archiviazione, manipolazione e errori comuni nella pratica
Entrambi i tubi vengono forniti in rotoli (per i diametri più piccoli, tipicamente fino a 25-32 mm) e in barre diritte (per i diametri più grandi o dove è richiesto un posizionamento perfettamente diritto, ad esempio per gli impianti visibili). Nell'archiviazione dei rotoli è importante non impilarli sul bordo, non piegarli e proteggerli da raggi solari diretti e dal gelo - il PEX e i tubi multistrato raffreddati si fanno più fragili e durante lo svolgimento del rotolo a basse temperature (sotto 0 °C) si può verificare la formazione di microfessure che si manifesteranno dopo anni di utilizzo come perdite nell'area del piegamento. Consigliamo quindi di lasciare il rotolo a climatizzarsi per almeno alcune ore in un ambiente temperato prima dell'installazione. Le norme dettagliate le troverete nell'articolo Archiviazione e manipolazione di tubi in barre e rotoli.
Da decine di realizzazioni con cui ci si scontra comunemente nella pratica, fanno parte tra gli errori più frequenti:
- l'uso di tubi PEX puro per lunghi tratti verticali senza compensazione della dilatazione lineare - il risultato è l'espulsione del tubo dagli appoggi e la crepa del intonaco nell'area del passaggio attraverso il pavimento,
- il ripiegamento ripetuto di tubi multistrato nello stesso punto durante il "ritocco" della tratta - lo strato di alluminio si rompe e in quel punto si crea un indebolimento permanente della parete,
- l'installazione di raccordi senza il calibrato della fine del tubo multistrato - il bordo dopo lo strato di alluminio danneggia l'O-ring di tenuta,
- l'inserimento del tubo PEX nella malta del pavimento con un giunto al centro del circuito invece che in un unico pezzo - in caso di perdita nascosta, il punto di guasto è poi difficile da individuare,
- l'archiviazione dei rotoli al sole diretto all'aperto durante l'estate, quando la temperatura superficiale del rotolo può superare i 50-60 °C e il materiale si deforma.
Qualora il problema si manifesti, quindi avvenga un'esplosione o una perdita, descriviamo il procedimento di diagnostica e riparazione nell'articolo Tubo rotto o perdente - cause e soluzioni, dove analizziamo anche come distinguere un guasto causato da fatica del materiale da un errore di installazione.
Confronto dei prezzi e economia complessiva della soluzione
Il tubo PEX puro è generalmente più economico al metro rispetto al tubo multistrato, la differenza si muove nell'ordine delle decine di percentuali a seconda del diametro e del produttore. Nei grandi progetti, come il riscaldamento a pavimento con un totale di 300-800 m di tubo per una casa familiare media, questa economia si fa sentire in modo sensibile sul bilancio complessivo - e visto che per il riscaldamento a pavimento è tecnicamente più adatto il PEX puro, la scelta è qui chiara da entrambi i punti di vista.
Nelle distribuzioni murarie, invece, bisogna considerare non solo il prezzo del tubo stesso, ma anche il prezzo del lavoro e il rischio di futuri interventi - il prezzo d'acquisto più elevato del tubo multistrato si ripaga nella maggior parte dei casi sotto forma di installazione più semplice e veloce (meno pezzi sagomati, meno raccordi grazie alla capacità del materiale di mantenere la forma) e di un rischio minore di problemi di dilatazione dopo anni di utilizzo. I montatori esperti combinano quindi spesso entrambi i materiali in un unico progetto - tubi multistrati per le distribuzioni murarie e le verticali, PEX puro per i circuiti del pavimento - e proprio questa combinazione si rivela nella pratica la più economica e affidabile.
Domande frequenti su PEX e tubi multistrato
Si può utilizzare il tubo PEX anche per l'acqua fredda e calda in appartamento?
Sì, il tubo PEX con certificazione appropriata per l'acqua potabile (attestato igienico) si utilizza comunemente anche per le distribuzioni idriche. Bisogna però fare attenzione a che il tubo destinato alla distribuzione idrica abbia l'attestato corretto, poiché non ogni tubo PEX con barriera all'ossigeno per il riscaldamento è automaticamente adatto anche all'acqua potabile, e viceversa.
È possibile combinare tubo PEX puro e tubo multistrato in un unico sistema?
Sì, in un unico impianto di riscaldamento è comune utilizzare tubo multistrato per le distribuzioni murarie e le verticali e tubo PEX puro per i circuiti del pavimento. L'unione si realizza attraverso un collettore di distribuzione o una giunzione di transizione - importante è utilizzare raccordi compatibili per il diametro e il materiale su entrambi i lati della giunzione.
Perché il tubo multistrato dopo essere stato piegato non "torna" indietro come il PEX?
Questo è dovuto allo strato di alluminio all'interno del muro, che si comporta come un sottile foglio metallico - dopo aver superato il limite di elasticità del materiale, rimane permanentemente deformato (come quando si piega un filo), mentre il PEX puro mantiene una certa elasticità anche dopo essere stato piegato e cerca di tornare più vicino alla forma originale diritta.
È necessario risolvere la compensazione della dilatazione termica con il tubo multistrato?
Nelle tratti brevi e medi generalmente no, proprio per questo motivo questo tubo si preferisce per le distribuzioni murarie. Nei tratti molto lunghi (decine di metri, ad esempio in capannoni industriali) è però opportuno anche in questo caso considerare elementi di dilatazione, anche se in misura decisamente minore rispetto al PEX puro.
Quale diametro di tubo PEX si utilizza più frequentemente per il riscaldamento a pavimento in una casa familiare?
I diametri più comuni sono 16x2 e 17x2 mm, in aree più grandi o con maggiore distanza tra i circuiti si utilizza occasionalmente anche 20x2 mm. La scelta precisa dipende dalla perdita termica della stanza, dalla lunghezza del circuito e dal flusso richiesto - il procedimento dettagliato lo troverete nell'articolo Quale diametro di tubo mi serve in base al tipo di distribuzione.
Resiste il tubo PEX alla pressione in un impianto di riscaldamento domestico?
Sì, un impianto di riscaldamento domestico funziona con una pressione operativa di 1,5-2,5 bar e una temperatura fino a 70-75 °C, che è molto al di sotto dei valori PN6/90°C o PN10/60°C, che il tubo PEX gestisce in modo sicuro nel lungo termine. Il tubo ha una riserva anche per le prove di pressione a breve termine durante l'installazione, che si effettuano comunemente a 1,3 volte la pressione operativa.
Riepilogo - come decidere
Se state risolvendo il riscaldamento a pavimento, circuiti estesi gettati in una lastra di cemento armato o avete bisogno di una soluzione più economica per tratti diretti e brevi, optate per il tubo PEX puro - la sua flessibilità, la compatibilità con i raccordi espandibili e il prezzo più basso sono qui un vantaggio evidente. Se invece state risolvendo le distribuzioni idriche o termiche in muratura, verticali in un edificio multipiano o qualsiasi tratta dove è importante un posizionamento preciso e permanente del tubo senza il rischio di problemi di dilatazione, il tubo multistrato con inserto di alluminio vi risparmierà preoccupazioni e future reclamazioni. La maggior parte delle realizzazioni professionali combina infine entrambi i sistemi là dove ha senso tecnico ed economico - e proprio questa combinazione di conoscenze è ciò che distingue un'installazione ben progettata da una che tra pochi anni inizierà a creare problemi. L'intera gamma di tubi PEX in diversi diametri e lunghezze la troverete nella categoria Tubi - riscaldamento, acqua, pavimento.
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