Sistemi di condizionamento radiante a travi fredde

L’evoluzione tecnologica
Il valore dei carichi termici prodotti all’interno di un ambiente, compreso l’effetto della radiazione solare che penetra dalle finestre , ha raggiunto un picco negli anni ’90 -91 di circa 100 watt al mq.
Da allora l’introduzione di nuovi componenti a consumo ridotto nell’illuminazione e nelle attrezzature climatiche ed informatiche e l’adozione di finestrature più efficienti per il controllo della radiazione solare ha portato ad una continua ruduzione dei carichi massimi.
Oggi viene considerato come valore normale un carico da 50 a 70 w/mq nella maggior parte dei casi.
Gli studi hanno dimostrato che il valore medio della corrente d’aria non è il solo fattore associato al comfort, variazioni di velocità nel flusso (grado di turbolenza) hanno un effetto negativo.
Queste conoscenze relative alle ragioni di dis-comfort causato dai tradizionali sistemi di condizionamento hanno portato gli ingegneri a riconsiderare i sistemi di raffreddamento e ventilazione.
Anche se i modi di trasmissione del calore (conduzione, convenzione, irraggiamento) sono universalmente noti , fino a poco tempo fa l’unico metodo utilizzato per diminuire la temperatura di un locale è stato quello di immettere aria più fredda per tutta la quantità occorrente; perciò, dato il basso valore del calore specifico dell’aria, era necessario far circolare un elevato volume di aria per ottenere l’effetto desiderato.
L’evoluzione, da questo sistema di raffreddamento basato sul movimento dell’aria con ventilazione meccanica, a un sistema combinato di irraggiamento e di convenzione naturale permette il necessario effetto raffreddante mantenendo la velocità dell’aria molto bassa.
Questo processo garantisce un basso valore di turbolenza ed evita ogni sensazione di discomfort legato alle correnti d’aria.
Quanto detto sopra ha portato allo sviluppo di sistemi di condizionamento, detti soft cooling, che fanno uso combinato del principio di assorbimento per irraggiamento termico e per convenzione.
Questi generano un flusso naturale di aria senza ventilazione meccanica mediante elementi posizionati al livello del soffitto.
Quando l’acqua del raffreddamento passa attraverso gli elementi attivi, detti comunemente “travi”, l’aria più calda viene raffreddata dalla superficie più fredda.

Igiene e comfort ambientale
L’aria raffreddata, più densa, fluisce attraverso la trave e verso il basso nell’ambiente.
Questo crea una circolazione d’aria nel locale dove l’aria più calda è continuamente rimpiazzata da aria più fredda.
Inoltre gli elementi radianti-convettivi presentano anche il vantaggio dello scambio diretto di calore tra la superficie fredda della trave stessa e superfici calde del locale per l’effetto radiante sopra ricordato.
Questo effetto può raggiungere il 30 / 35 % della totale capacità raffreddante della trave.
Si riduce così di altrettanto il flusso convettivo globale dell’aria sotto la trave.
La minor velocità dell’aria e della sua turbolenza permettono di ottenere oltre alla assenza di discomfort, legato alle correnti d’aria, una forte riduzione delle polveri sospese, principale causa delle numerose allergie che si presentano.
L’insieme di queste proprietà rendono la trave fredda un utile espediente tecnico capace di dare una risposta coerente alle direttive della legge 626/94.
L’assenza della ventilazione meccanica e del relativo movimento forzato dell’aria attraverso bocchette o ventilconvettori annulla la rumorosità del sistema di condizionamento.
I sistemi soft cooling presentano, inoltre, un’ottima caratteristica di efficienza di sostituzione.
Questo parametro può essere visto come un coefficiente che indica quanto rapidamente l’aria di un locale è sostituita rispetto al minimo tempo teorico.
L’assenza di filtri e di punti di possibile condensazione evitano l’accumulo e la moltiplicazione di batteri come può avvenire soprattutto con i sistemi fan-coil.
Infatti è purtroppo noto che i filtri dei tradizionali sistemi di condizionamento rappresentano un vero e proprio terreno di cultura per i batteri che può provocare anche danni molto gravi; si ricordino per esempio i casi di malessere dovuti al “morbo del legionario”.
Infine, caratteristica dei sistemi soft-cooling, è la sensazione di benessere riscontrata dagli occupanti a pari temperatura dell’aria.
Questa sensazione è legata al fatto che il corpo umano cede direttamente per via radiante una quota della propria energia di metabolismo e di conseguenza ne cede per via convettiva all’aria una quota inferiore.
E’ proprio l’effetto del trasporto convettivo con l’aria a contatto del corpo che determina la sensazione di caldo e di freddo.
L’impressione immediata in un ambiente condizionato con un sistema soft-cooling è di maggiore fresco in estate e di maggiore tepore in inverno.

Risparmio economico nei consumi e nella gestione
Ai plus in termini di benessere fisico, le travi fredde raggiungono anche vantaggi di carattere economico e gestionale.
Il movimento dell’aria attraverso la ventilazione meccanica nelle quantità occorrenti per raffreddare un ambiente produce un consumo elettrico pari circa al 25% del consumo elettrico necessario per produrre le frigorie equivalenti ai carichi da asportare.
Nei sistemi soft-cooling questo consumo si riduce ad 1/10.
I consumi relativi sono di conseguenza ridotti di circa 1/4 rispetto ai sistemi tradizionali.
Altro punto di forza è la manutenzione che si riduce davvero al minimo.
Praticamente lo stesso livello di manutenzione di un impianto a termosifone; nessun filtro da sostituire e una semplice pulizia ogni 2/3 anni con l’aspirapolvere, perché nelle travi Tekno Term anche all’interno le superfici sono completamente lisce.

Conclusione
Oggi il soft-cooling rappresenta nella maggior parte dei Paesi Europei il sistema più diffuso negli ambienti pubblici con punte del 60 / 70% di diffusione ed è unanimemente consigliati dai maggiori studi di progettazione inglesi, tedeschi e paesi nordici.
Non esistono inoltre condizioni di normativa vigente o inadattabilità alle condizioni climatiche che lo rendono meno adatto al nostro paese.
Solo una carenza di conoscenza diffusa limita attualmente da noi l’utilizzo di un sistema che in Europa è considerato la “best practice” per i sistemi di condizionamento.

dr arch. Vittorio Pedrotti e dr ing. Federico Bergamo