Spaziatura dei tubi per riscaldamento a pavimento in PE-Xa: calcoli di layout per installatori di riscaldamento a pavimento residenziale in Europa

Cosa tratta questo articolo

• Perché i tubi in PE-Xa sono diventati lo standard europeo per il riscaldamento a pavimento
• Spaziature standard dei tubi e quando utilizzare ciascuna
• Calcolo della resa termica per metro quadrato
• Selezione del diametro del tubo: 16 mm o 20 mm
• Considerazioni sulla lunghezza massima del circuito e sulla caduta di pressione
• Dimensionamento del collettore e bilanciamento del flusso
• Conformità alla norma EN 1264 per gli impianti europei
• Modelli di layout: a chiocciola, bifilare e zona per zona
• Domande frequenti

Riepilogo rapido: La spaziatura dei tubi in PE-Xa per il riscaldamento a pavimento residenziale in Europa è tipicamente di 150, 200 o 300 mm, a seconda del carico termico e della posizione sul pavimento. La spaziatura di 200 mm è la più comune per le zone giorno e fornisce circa 80-100 W per metro quadrato a temperature dell'acqua standard. Il diametro del tubo è in genere di 16 mm per le installazioni residenziali, con una lunghezza massima del circuito di 100-120 m per garantire una distribuzione uniforme del calore. La norma EN 1264 è lo standard europeo che specifica le regole di progettazione e installazione per i sistemi di riscaldamento a pavimento a base d'acqua.

Perché i tubi in PE-Xa sono diventati lo standard europeo per il riscaldamento a pavimento

I tubi in PE-Xa (polietilene reticolato con perossido) sono diventati lo standard europeo per il riscaldamento a pavimento grazie alla loro combinazione di flessibilità, resistenza alle alte temperature e lunga durata. I tubi in PE-Xa possono sopportare temperature di esercizio continue fino a 95 gradi Celsius, che coprono la tipica temperatura dell'acqua di alimentazione del riscaldamento a pavimento, compresa tra 35 e 50 gradi Celsius, con un ampio margine di sicurezza. Il processo di reticolazione con perossido crea una rete molecolare tridimensionale che conferisce al PE-Xa un'eccellente resistenza allo scorrimento viscoso e memoria termica: se piegato o deformato, il tubo ritorna alla sua forma originale quando riscaldato.

Il tubo in PE-Xa è inoltre estremamente flessibile, il che ne facilita l'installazione nelle strette curve richieste per i circuiti di riscaldamento a pavimento. Il raggio di curvatura minimo per un tubo in PE-Xa da 16 mm è in genere pari a 5 volte il diametro esterno (80 mm), consentendo l'installazione del tubo nello spessore standard del massetto di 50 mm senza che si pieghi. Rispetto al tubo in PE-Xb (reticolato con silano), il PE-Xa presenta una distribuzione più uniforme della densità di reticolazione lungo lo spessore della parete, con conseguente migliore resistenza idrostatica a lungo termine alle alte temperature. Questo rende il PE-Xa la scelta ideale per le applicazioni di riscaldamento a pavimento, dove il tubo può essere soggetto a cicli di pressione e temperatura prolungati per decenni.

Il tubo in PE-Xa include anche uno strato barriera all'ossigeno (tipicamente EVOH o uno strato barriera coestruso) che impedisce la diffusione dell'ossigeno nell'acqua dell'impianto di riscaldamento. La barriera all'ossigeno è importante perché l'ossigeno presente nell'acqua di riscaldamento provoca la corrosione dei componenti ferrosi come gli scambiatori di calore in ghisa, i radiatori in acciaio e le sezioni di caldaia in ghisa. La norma DIN 4726 specifica i requisiti relativi al tasso di diffusione dell'ossigeno per i tubi in plastica utilizzati negli impianti di riscaldamento a pavimento. La specifica equivalente ISO è la norma ISO 15875 per i sistemi di tubazioni in polietilene reticolato (PE-X), che Minde Tubi in PE-Xa con barriera EVOH attenersi a.

Distanze standard dei tubi e quando utilizzare ciascuna

La distanza standard tra i tubi per il riscaldamento a pavimento in PE-Xa negli impianti residenziali europei dipende dal fabbisogno termico e dalla tipologia di pavimento. Le distanze più comuni sono 150 mm, 200 mm e 300 mm, con 200 mm la più frequente per le zone giorno, 150 mm per le aree con elevata dispersione termica come verande o in prossimità di grandi finestre, e 300 mm per le aree con bassa dispersione termica o camere da letto con temperature di riferimento più basse.

Per una tipica zona giorno residenziale con un carico termico da 60 a 80 W per metro quadrato e una temperatura standard dell'acqua di 40 gradi Celsius, la spaziatura di 200 mm fornisce da 75 a 90 W per metro quadrato, sufficiente per il carico termico di progetto. Per le zone con elevata dispersione termica vicino a grandi finestre o in edifici scarsamente isolati, la spaziatura di 150 mm fornisce dal 20 al 30 percento in più di potenza termica, che può compensare la maggiore dispersione termica.

Per le camere da letto con temperature impostate più basse (in genere da 18 a 20 gradi Celsius), la spaziatura di 300 mm riduce la potenza termica a 50-60 W per metro quadrato, sufficiente per il minore carico termico. La spaziatura di 300 mm riduce anche il costo del materiale delle tubazioni, che può essere significativo negli impianti di grandi dimensioni.

Calcolo della resa termica per metro quadrato

La potenza termica erogata da un tubo di riscaldamento a pavimento si calcola con la formula: q = k × ΔT, dove q è la potenza termica per metro quadrato, k è il coefficiente di scambio termico e ΔT è la differenza di temperatura tra l'acqua nel tubo e la superficie del pavimento. Il fattore k dipende dalla struttura del pavimento (spessore del massetto, tipo di massetto, rivestimento del pavimento) e dalla distanza tra i tubi.

La norma europea EN 1264 per il riscaldamento a pavimento ad acqua specifica il metodo di prova e la procedura di calcolo della potenza termica. La norma definisce le tipologie costruttive del pavimento (Tipo A, Tipo B, Tipo C) e le corrispondenti tabelle di potenza termica per diverse distanze tra i tubi, temperature dell'acqua e rivestimenti del pavimento.

Come regola generale per una costruzione standard di pavimento residenziale con massetto cementizio di 50 mm e rivestimento in piastrelle, la potenza termica per metro quadrato è approssimativamente di 75 W con spaziatura di 200 mm, 95 W con spaziatura di 150 mm e 55 W con spaziatura di 300 mm, ipotizzando una temperatura dell'acqua di 40 gradi Celsius e una temperatura ambiente di 20 gradi Celsius. Questi valori devono essere verificati rispetto ai dati di potenza certificati dal produttore per la specifica costruzione del pavimento. La procedura di calcolo dettagliata è documentata in Norma EN 1264 Parte 2 sulla determinazione della potenza termicae il metodo di progettazione per gli impianti residenziali europei è documentato nella norma EN 1264 Parte 3 sul dimensionamento. La revisione del 2021 della norma EN 1264 ha introdotto tabelle di potenza termica aggiornate che riflettono i moderni requisiti prestazionali dell'involucro edilizio nelle zone climatiche europee, come riassunto nella Panoramica tecnica della norma EN 1264 pubblicata da fonti del settore..

Selezione del diametro del tubo: 16 mm o 20 mm

Il diametro più comune dei tubi in PE-Xa per il riscaldamento a pavimento negli impianti residenziali europei è di 16 mm o 20 mm di diametro esterno. Il tubo da 16 mm è il più diffuso negli impianti residenziali perché è sufficientemente flessibile da poter essere curvato attorno a curve strette senza piegarsi e perché può essere installato nello spessore standard del massetto di 50 mm. Il tubo da 20 mm viene utilizzato per impianti commerciali o per impianti residenziali con circuiti molto lunghi, dove il tubo da 16 mm causerebbe un'eccessiva caduta di pressione.

La portata d'acqua in un tubo in PE-Xa da 16 mm, alla tipica velocità di flusso residenziale di 0,5-0,8 m/s, è di circa 0,06-0,10 L/s. Con una differenza di temperatura dell'acqua di 10 gradi Celsius (un valore di progetto tipico per il riscaldamento a pavimento), la potenza termica erogata è di 2500-4200 W per circuito. Questo è sufficiente per un'area di 25-50 metri quadrati con una distanza tra i tubi di 200 mm.

Per aree più ampie con circuiti più lunghi, la caduta di pressione nel tubo da 16 mm diventa eccessiva e si specifica un tubo da 20 mm. Il tubo da 20 mm ha una caduta di pressione inferiore di circa il 50% alla stessa portata, il che consente circuiti più lunghi alla stessa capacità della pompa. Il compromesso è un costo maggiore del materiale del tubo e una minore flessibilità di installazione. Minde's Pipeline PE-Xb EVOH Supporta inoltre la stessa gamma di diametri per progetti in cui è preferibile la reticolazione con silano.

Considerazioni sulla lunghezza massima del circuito e sulla caduta di pressione

La lunghezza massima del circuito per un impianto di riscaldamento a pavimento in PE-Xa dipende dal diametro del tubo e dalla caduta di pressione accettabile. Per un tubo da 16 mm con una lunghezza del circuito di 100 m, la caduta di pressione è tipicamente compresa tra 0,2 e 0,3 bar alla portata di progetto, valore che rientra ampiamente nella capacità della maggior parte delle pompe di circolazione residenziali. Per circuiti più lunghi, di 150 m o più, la caduta di pressione aumenta significativamente e potrebbe essere necessario un tubo da 20 mm per mantenerla entro la capacità della pompa. La norma EN 1264 raccomanda una lunghezza massima del circuito compresa tra 100 e 120 m per gli impianti residenziali, indipendentemente dal diametro del tubo, al fine di garantire una distribuzione uniforme del calore.

Il calcolo della caduta di pressione tiene conto delle perdite per attrito nel tratto rettilineo della tubazione e delle perdite dovute ai raccordi. Per un tipico impianto residenziale con tubi in PE-Xa da 16 mm, la perdita per attrito nel tratto rettilineo è di circa 100-200 Pa per metro alla portata di progetto, e le perdite dovute ai raccordi aggiungono circa il 20-30% al totale. La caduta di pressione totale per un circuito di 100 m è quindi di circa 15-25 kPa (0,15-0,25 bar).

Per gli impianti con più circuiti serviti da un unico collettore, la caduta di pressione del circuito più lungo determina il dimensionamento della pompa. La pompa deve essere dimensionata per erogare la portata di progetto alla caduta di pressione del collettore, più la caduta di pressione del circuito più lungo. Questa è la base per il calcolo di selezione della pompa. Il consumo energetico del pompaggio negli impianti di riscaldamento a pavimento residenziali può rappresentare dall'1 al 2% del consumo di energia elettrica dell'abitazione.

Dimensionamento del collettore e bilanciamento del flusso

Il collettore che distribuisce l'acqua riscaldata ai singoli circuiti deve essere dimensionato in modo da fornire la portata di progetto a ciascun circuito con una caduta di pressione accettabile. Il collettore residenziale standard è disponibile in configurazioni da 2 a 12 circuiti, con ogni connessione di circuito dotata di un flussometro per il bilanciamento e di una valvola termostatica per il controllo individuale del circuito.

Il bilanciamento del flusso è il processo di regolazione della portata in ciascun circuito per garantire una distribuzione uniforme del calore in tutti i circuiti dell'impianto. I circuiti con tubazioni più corte presentano naturalmente una minore caduta di pressione e riceveranno una portata maggiore rispetto ai circuiti più lunghi, a parità di apertura della valvola. Ciò può causare una distribuzione non uniforme del calore se le valvole non sono bilanciate.

La procedura di bilanciamento consiste nell'aprire completamente tutte le valvole, quindi regolare ciascuna valvola fino a quando il flussometro su ogni circuito non indica la portata di progetto per quel circuito. La portata di progetto viene calcolata in base al carico termico del circuito e alla differenza di temperatura dell'acqua ed è registrata nel rapporto di collaudo. Per gli installatori europei, Euroheat & Power (EHP), associazione di settore pubblica linee guida tecniche sulla progettazione del riscaldamento a pavimento e sulle procedure di bilanciamento del collettore.

Conformità alla norma EN 1264 per gli impianti europei

La norma EN 1264 è lo standard europeo che disciplina i sistemi di riscaldamento e raffreddamento a pavimento a base d'acqua. La norma è suddivisa in diverse parti: la Parte 1 riguarda le definizioni e i simboli, la Parte 2 la determinazione della potenza termica per il riscaldamento a pavimento, la Parte 3 il dimensionamento e la Parte 4 l'installazione. La norma è obbligatoria per gli impianti di riscaldamento a pavimento residenziali nella maggior parte dei paesi europei e costituisce la base per le norme di progettazione e installazione utilizzate in tutta Europa.

La documentazione di conformità per un'installazione EN 1264 comprende: il calcolo del carico termico per l'edificio, il calcolo di progetto del riscaldamento a pavimento (spaziatura dei tubi, lunghezza del circuito, portata dell'acqua), le specifiche dei tubi e dei collettori, il rapporto di prova di pressione (tipicamente 6 bar per 30 minuti), il rapporto di collaudo (portate per ogni circuito) e il manuale d'uso per il funzionamento del sistema. La norma europea ISO 15875-2 specifica il metodo di prova e i requisiti prestazionali per i sistemi di tubazioni in PE-X utilizzati in applicazioni di acqua calda e fredda, e Minde Tubi PE-Xa sono certificati secondo questo standard.

Per i progettisti e gli installatori che necessitano di supporto per la conformità alla norma EN 1264, Minde offre layout di tubazioni preconfigurati per dimensioni e carichi termici tipici degli ambienti, oltre alla documentazione tecnica per tubi e raccordi. I layout preconfigurati riducono i tempi di progettazione per gli impianti residenziali e garantiscono la conformità dell'installazione alla norma europea. Il comitato tecnico ISO/TC 138 sui tubi in plastica mantiene gli standard internazionali per i sistemi di tubazioni in plastica utilizzati negli impianti di riscaldamento.

Modelli di layout: a chiocciola, bifilare e zona per zona

I tre schemi di installazione più comuni per il riscaldamento a pavimento sono quello a spirale (detto anche "chiocciola"), quello bifilare (detto anche "parallelo") e quello a zone (detto anche "meandro"). Lo schema a spirale parte dal centro della stanza e si sviluppa verso l'esterno, garantendo una distribuzione del calore più uniforme grazie all'alternanza dei tubi di mandata e di ritorno lungo tutta la superficie del pavimento.

Lo schema bifilare prevede che i tubi siano disposti in linee parallele, avanti e indietro, attraverso la stanza. Questo schema è più facile da installare, ma garantisce una distribuzione del calore meno uniforme perché il tubo di mandata, all'inizio del percorso, è più caldo del tubo di ritorno, alla fine. Con lo schema bifilare, la differenza di temperatura sul pavimento può variare da 2 a 4 gradi Celsius, risultando percepibile come una zona calda vicino al tubo di mandata e una zona fredda vicino al tubo di ritorno.

La configurazione zona per zona combina le configurazioni a chiocciola e bifilare per ciascuna zona. Viene utilizzata per ambienti con forme complesse o con zone a diverso carico termico. La configurazione zona per zona richiede un maggiore impegno progettuale, ma garantisce la migliore distribuzione del calore per installazioni complesse.

Risorse correlate

Per i lettori che desiderano approfondire l'argomento, le seguenti risorse del produttore forniscono ulteriori specifiche, note applicative e dati di catalogo prodotto:

• Sito ufficiale di Minde: mindepp.com
• Catalogo completo dei prodotti
• Categoria di tubi per riscaldamento a pavimento
• Sistemi di tubazioni in PPR

Domande frequenti