Confronto Dell'Efficienza Energetica: Riscaldamento Radiante Vs Sistemi HVAC Tradizionali

I sistemi ad aria forzata perdono energia nello spazio tra la generazione del calore e la sua distribuzione. Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, nella guida Energy Saver, osserva che il riscaldamento radiante e di solito piu efficiente del riscaldamento ad aria forzata proprio perche elimina le perdite nei condotti. Il calore fuoriesce dai condotti verso sottotetti non climatizzati e intercapedini. L'aria calda sale e si accumula al soffitto, dove nessuno e seduto, mentre il pavimento resta freddo: un problema di stratificazione che spinge il termostato a richiedere ancora piu calore. E ogni volta che il volume d'aria si raffredda tra un ciclo e l'altro, il sistema deve riscaldarlo di nuovo da zero.

Il riscaldamento radiante aggira l'intera catena perche non c'e aria da muovere, nessun condotto da cui possa disperdersi calore e pochissimo da riscaldare di nuovo. In tutta la gamma Heatscope, gli elementi in carbonio trasformano tra il 90% e il 94% dell'energia assorbita direttamente in calore ambientale, con la conversione che avviene sul riscaldatore anziche in una caldaia distante metri o piani. Per confronto, una caldaia a gas all'80% AFUE manda un dollaro su cinque su per la canna fumaria prima che il calore raggiunga la stanza, mentre l'elemento radiante converte nel punto di erogazione, senza una tratta di distribuzione in cui perdere energia. Il calore che si paga e il calore che raggiunge la zona: e il nucleo dell'argomento di efficienza dei riscaldatori radianti a infrarossi negli spazi a cui sono adatti.

Scaldare l'aria e scaldare le persone sono due obiettivi diversi, e confonderli rende cosi fuorviante il confronto basato su un solo numero. Per sentirsi a proprio agio, una persona ha bisogno di una combinazione di temperatura dell'aria e calore radiante, cio che i fisici dell'edilizia chiamano temperatura media radiante. Le indicazioni CIBSE sui pannelli radianti, riassunte da Tim Dwyer, esprimono il punto in modo chiaro: poiche un sistema radiante scalda direttamente superfici e occupanti, l'aria stessa non deve essere riscaldata alla stessa temperatura per ottenere lo stesso comfort percepito, e questo si riflette in un minore uso di energia. L'aria forzata deve aumentare la temperatura dell'intero volume d'aria per far sembrare calda la stanza. Il riscaldamento radiante permette di sentirsi caldi a una temperatura ambiente piu bassa, quindi l'obiettivo energetico e piu piccolo fin dall'inizio.

Puntare su persone e superfici invece che sul volume d'aria e cio che rende fisicamente possibile la zonizzazione per il riscaldamento radiante. Non e facile zonizzare una massa d'aria: si mescola, si sposta e si stratifica. Si puo invece zonizzare un fascio infrarosso, perche viaggia in una direzione e scalda cio che raggiunge. Ecco perche un singolo riscaldatore radiante puo rendere confortevole una zona di seduta definita senza climatizzare i metri cubi d'aria sopra e intorno ad essa.

Gli spazi a occupazione intermittente sono quelli in cui il vantaggio della zonizzazione si amplifica. Una stanza degli ospiti usata due volte al mese, una grande area open space in cui le persone si concentrano in un angolo, uno spazio commerciale affollato a pranzo e vuoto a meta pomeriggio: in ogni caso, un sistema per l'intero edificio consuma energia su un volume che per la maggior parte del tempo nessuno occupa. Il riscaldamento radiante scalda la zona in pochi secondi quando serve e si ferma quando non serve. La direttiva UE ecodesign per il riscaldamento elettrico interno riconosce esattamente questa logica, imponendo controlli consapevoli dell'occupazione, rilevamento dell'ambiente, programmazione e rilevamento finestra aperta, cosi che le installazioni radianti interne forniscano calore su richiesta invece che in modo continuo.

Il riscaldamento convettivo funziona riscaldando una massa d’aria e confidando che l’involucro la trattenga. Su un patio aperto, una terrazza coperta con lati aperti o una pergola, l’involucro non esiste. L’aria calda sale e si disperde nel volume aperto quasi con la stessa rapidità con cui viene prodotta, portando con sé l’energia. È l’unico scenario in cui un approccio ad aria forzata non può essere reso efficiente a nessun costo, perché la fisica su cui si basa è semplicemente assente.

Il riscaldamento radiante offre calore percepito indipendentemente dal movimento dell’aria, ed è per questo che domina il caso degli spazi esterni e indoor-outdoor. L’infrarosso non deve riscaldare l’aria per riscaldare le persone; attraversa la distanza e raggiunge direttamente persone e superfici, quindi una brezza che porterebbe via una colonna d’aria calda lascia in gran parte intatta la sensazione di calore. La gamma è progettata proprio per questo, dagli ambienti alfresco riparati fino a rooftop e aree piscina completamente esposti, con modelli resistenti alle intemperie classificati come riscaldatori per patio aperti dove la climatizzazione canalizzata non potrebbe mai funzionare. Il paesaggista Edmund Hollander di Hollander Design ha espresso la versione pratica di questo concetto su Architectural Digest, osservando che i riscaldatori a infrarossi sono adatti alle pergole e possono essere integrati nella struttura.

Una terrazza coperta di un ristorante è l’esempio più chiaro. Lo spazio deve risultare caldo per un ospite seduto per tutta la durata del pasto, in un volume parzialmente aperto all’aria notturna. Riscaldare quel volume d’aria con un sistema convettivo significherebbe pagare continuamente per un calore che sfugge dai bordi. Una fila di riscaldatori a infrarossi a soffitto riscalda invece i tavoli e le persone sedute, cioè l’unica parte della scena che deve essere calda, e il bordo aperto smette di essere un problema di efficienza.

Se la domanda riguarda il comfort e i costi di esercizio in una stanza o in un'area esterna, il riscaldamento radiante di solito prevale nettamente. Offre calore percepito in pochi secondi, riscalda solo la zona occupata ed evita di climatizzare il resto della casa per rendere confortevole un unico spazio. Un sistema per l'intero edificio resta sensato quando l'esigenza reale e un calore uniforme in tutta una casa occupata per una lunga stagione fredda, con il raffrescamento estivo affidato alla stessa infrastruttura.

Per chi specifica un edificio, il tema dell'efficienza si intreccia con design e credenziali. Un riscaldamento mirato, capace di mantenere confortevoli gli occupanti a una temperatura dell'aria piu bassa, contribuisce alla riduzione dei consumi premiata dai protocolli di edilizia sostenibile; l'American Institute of Architects ha documentato progetti in cui sistemi avanzati, compreso il riscaldamento radiante, hanno aiutato a ridurre in modo sostanziale il consumo energetico degli edifici. Le unita radianti a parete e a soffitto scompaiono inoltre nel progetto in un modo che canalizzazioni e bocchette non possono replicare. Per progetti basati su un calore discreto e a basso profilo, i riscaldatori radianti orientati al design offrono questa integrazione senza l'impronta visiva di un sistema canalizzato.

In cantiere, il fattore decisivo e spesso cio che l'edificio consente fisicamente. Integrare un sistema HVAC canalizzato in una struttura esistente significa aprire pareti e soffitti per realizzare la distribuzione, un intervento importante. Installare un riscaldatore radiante richiede una superficie adeguata e un'alimentazione elettrica, risultando molto piu praticabile in ristrutturazioni, edifici storici e strutture esterne dove le canalizzazioni sono impraticabili o impossibili. Per un'installazione elettrica interna nell'UE, il punto rilevante e la conformita ai requisiti di controllo della direttiva ecodesign, soddisfatta da un termostato compatibile.

Un modo rapido per decidere:

• Scegliete il radiante quando dovete riscaldare una zona definita, uno spazio usato a intermittenza o un luogo aperto o semiaperto verso l'esterno, e quando l'obiettivo e un calore rapido, controllabile, diretto a superfici e persone.

• L'aria forzata resta sensata quando serve un condizionamento uniforme di un edificio chiuso e pienamente occupato durante le stagioni di riscaldamento e raffrescamento, e l'infrastruttura di distribuzione esiste gia o viene prevista nel progetto.

Per questi spazi, la gamma Heatscope e progettata proprio per la fisica del riscaldamento che rende il radiante la scelta corretta.