Riscaldamento Degli Edifici Di Culto

Riscaldamento degli edifici di culto:

tecnologie a confronto Ing. Nicola Galli

Ing. Nicola Galli

2 Indice

1. Problematiche Specifiche

2. Tipologie impiantistiche disponibili

3. Impianti tradizionali

4. Impianti convettivi

5. Impianti radianti

6. Conclusioni

Ing. Nicola Galli

Problematiche specifiche

Relative al contesto architettonico:

Grandi dimensioni

Altezze elevatate

Difficile inserimento dellimpiantistica per motivi estetici, conservativi ed economici

Ambienti spesso freddi e umidi realizzati in mattoni pieni o in pietra

Relative alla destinazione duso:

Occupazione variabile, discontinua e spesso di breve durata

Occupazione limitata ad alcune aree principali, in condizioni di quiete o scarso movimento (temperatura di comfort 14/15C)

Presenza di persone anziane pi sensibili al freddo

Fruizione invernale in condizioni da esterno (soprabito)

Presenza di opere darte con delicati equilibri ambientali da conservare (dipinti, affreschi, stucchi, crocifissi, arazzi, mosaici,

pavimenti, strumenti musicali, arredi, ecc.)

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4 Tipologie impiantistiche disponibili

Impianti radianti

Generatori di acqua calda

abbinati a radiatori, aerotermi

o ventilconvettori tramite

tubazioni di distribuzione

Impianti tradizionali

di tipo residenziale

Impianti specifici per le

problematiche caratteristiche

dei luoghi di culto

Impianti convettivi

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Ing. Nicola Galli

5 Impiantistica tradizionale

Per impiantistica tradizionale di derivazione residenziale si intendono quegli impianti

analoghi a quelli utilizzati per il riscaldamento domestico e che sono spesso presenti

nelle chiese oggetto di intervento negli anni 60 e 70 del secolo scorso, quando si diffuso linserimento degli impianti di riscaldamento nei luoghi di culto: il riscaldamento era ritenuto una priorit mentre non avevano ancora raggiunto il livello odierno i criteri di

risparmio energetico e di tutela dei beni artistici.

La diffusione di tali impianti dimostra come si tenesse poco conto delle esigenze

specifiche dovute sia alle peculiarit storico-architettoniche, sia alla particolare

destinazione duso degli ambienti.

Si tratta prevalentemente di impianti a distribuzione dacqua calda, riscaldata da un generatore interno o esterno alledificio, collegato a terminali di emissione quali radiatori, ventilconvettori o aerotermi.

Tali impianti sono generalmente contraddistinti da inerzie termiche elevate che implicano

laccensione del generatore con diverse ore di anticipo rispetto al reale utilizzo, spesso limitato a sua volta allordine delle poche ore, a discapito dei consumi e della spesa energetica ed economica. Inoltre linvasivit di questi impianti da un punto di vista dellinserimento architettonico ed estetico generalmente molto elevata, sia da un punto di vista della conservazione del patrimonio artistico, sia da un punto di vista economico,

tanto da rendere spesso irrealizzabili interventi di nuova installazione. Al contrario, la

presenza di impianti esistenti di questo tipo, gi inseriti nelle strutture, pu agevolare la

riqualificazione impiantistica, semplificando linstallazione di nuovi impianti specifici per la destinazione duso e in grado di ridurre contemporaneamente i consumi, gli sprechi e limpatto estetico.

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Ing. Nicola Galli

6 Impianti convettivi

Impianti ad aria calda (1)

Possono presentarsi in varie forme: veri e propri generatori di aria calda, con scambio di

calore tra fumi di combustione ed aria dellambiente da trattare (ed eventuale portata daria di ricambio esterna) oppure generatori di acqua calda collegati a termoventilanti o unit di

trattamento aria. Sono impianti adatti al funzionamento discontinuo per edifici di culto con

frequenza medio/bassa.

Pregi:

Impianti dinamici adatti ad un funzionamento intermittente o fortemente attenuato, efficaci nei transitori di messa a regime.

Comfort termico diffuso su tutto lambiente.

Possibile abbinamento con generatori a condensazione per economia di gestione.

Difetti:

Difficile installazione dei sistemi di distribuzione dellaria (locali tecnici e canalizzazioni)

Rischio stratificazione: la temperatura pu aumentare con laltezza anche fino a 1C /m. Questo comporta: raggiungimento di temperature prossime ai 40C

alla volta delledificio, con criticit per affreschi e spreco energetico; correnti ascensionali fastidiose e movimentatrici di polvere; problemi conseguenti di

qualit dellaria, sporcamento e deterioramento degli elementi artistici e delle canne dorgano (dilatazione termica e condensa).

Costi di installazione elevati (quasi tripli rispetto alle lampade elettriche ad irraggiamento, in assenza di impianto preesistente)

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Ing. Nicola Galli

7 Impianti convettivi: difetti

FONTE: www.syrmariscaldamento.it

Ing. Nicola Galli

8 Impianti convettivi

Impianti ad aria calda (2)

Criteri di corretta progettazione:

Limitazione della temperatura di mandata a massimo 35C per limitare il fenomeno di stratificazione, ridurre gli sprechi energetici, le temperature al

di sotto della volta/cupola, i moti ascensionali e il trasporto di polveri.

Riscaldamento lento: a temperatura di mandate basse, per non dover incrementare troppo la portata daria, necessario prevedere accensioni dellimpianto adeguatamente anticipate rispetto agli impianti con temperatura di mandata di 50/60C.

Griglie di ripresa dellaria nella parte bassa: aspirando aria fredda dagli strati pi bassi si crea un movimento discendente ed un effetto

destratificante.

Ventilatori a velocit variabile, per garantire portate daria elevate nei transitori (riscaldamento pi rapido, ma rumoroso, aria veloce non

confortevole prima dellingresso del pubblico) e portate daria ridotte a regime (mantenimento temperatura, funzionamento silenzioso e moti

daria lenti e confortevoli durante le funzioni).

Efficace sistema di filtraggio delle polveri, indispensabile con griglie di ripresa a livello pavimento.

Utilizzo di generatori a condensazione (ad aria o ad acqua) per economia di gestione, soprattutto abbinati proprio a basse temperature di mandata.

Eventuali altri sistemi destratificanti (ventole e/o sistemi a controllo automatico della temperatura e dellumidit)

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Ing. Nicola Galli

9 Impianti convettivi: corretta progettazione

FONTE: www.robur.it

Ing. Nicola Galli

10 Impianti radianti

Lampade ad infrarossi o radiatori ceramici (1)

Sono lampade ad irraggiamento, che riscaldano gli oggetti e non laria in cui essi si trovano, con lo stesso principio con cui il sole scalda in montagna in una giornata fredda e limpida di pieno inverno.

Utilizzano energia elettrica con potenze tipiche da 0,5 a 6 kW per lampada. Sono impianti adatti al

funzionamento discontinuo e limitato a pochissime ore al giorno.

Pregi:

Impianti ad inerzia praticamente nulla: iniziano a scaldare subito dopo laccensione e vanno a regime in pochi minuti.

Impatto ridotto e installazione semplice: richiedono collegamento a cavi elettrici e non a tubi o canali; possono essere a scomparsa (automatizzati), portatili su piantana, a

lampadario. Costi di installazione contenuti.

E un impianto modulare: si accendono solo quelle che servono in funzione del numero e della disposizione dei presenti.

Efficienza nella misura in cui scaldano solo dove serve per periodi molto limitati.

Difetti:

Stress termico per le opere prossime alla sorgente irradiante (invecchiamento).

Utilizzo dellenergia elettrica nobile degradata a calore, giustificabile energeticamente ed economicamente solo per periodi di riscaldamento molto brevi o

nellimpossibilit di installare altri sistemi.

Comfort accettabile ma inferiore rispetto agli impianti convettivi: calore variabile in funzione della distanza dalla lampada e concentrato solo nei coni di emissione.

Contratto fornitura di energia elettrica oneroso con impegno di potenza e consumi elevati

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Ing. Nicola Galli

11 Lampade ad infrarossi: difetti


Ing. Nicola Galli


Lampade ad infrarossi o radiatori ceramici (2)


Potenze e temperature della sorgente radiante limitate al necessario.

Corretta disposizione delle lampade per includere nei coni di riscaldamento solo le persone evitando di irradiare le opere darte.

Idoneo compromesso nella scelta del numero delle lampade: un numero maggiore pu impattare maggiormente sullestetica (e sui costi) ma permette di scaldare pi uniformemente dove necessario limitando invece le dispersioni

inutili e dannose.

Prevedere sistemi per lo spegnimento automatico programmato, onde evitare enormi sprechi dovuti a dimenticanza di lampade accese.

FONTE: www.starprogetti.com

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Ing. Nicola Galli

13 Radiatori ceramici: corretta progettazione

FONTE: www.termo-technika.eu

Ing. Nicola Galli


Lampade radianti alimentate a gas

Sono lampade ad irraggiamento, analoghe come effetto scaldante alle lampade alimentate

elettricamente. Sono alimentate da gas metano (o GPL), che deve alimentare ogni lampada, che ne

effettua la combustione come apparecchi di tipo A.

Pregi:

Impianti ad inerzia molto limitata: iniziano a scaldare subito dopo laccensione e vanno a regime in pochi minuti.

Impatto ridotto: possono essere a scomparsa automatica.

E un impianto modulare: si accendono solo quelle che servono in funzione del numero e della disposizione dei presenti.

Efficienza nella misura in cui scaldano solo dove serve per periodi molto limitati. Consumi inferiori alle lampade elettriche, costi di gestione ridotti al minimo.

Difetti:

Stress termico per le opere prossime alla sorgente irradiante (invecchiamento).

Costi di installazione maggiori rispetto alle lampade elettriche (circa del 50%), anche a causa della rete gas, CPI oltre 116 kW.

Comfort accettabile ma inferiore rispetto agli impianti convettivi: calore variabile in funzione della distanza dalla lampada e concentrato solo nei coni di emissione.

Rischio incendio e intossicazione da CO in caso di cattiva combustione. Necessario garantire aerazione e ventilazione (aperture verso lesterno).

Rischio annerimento pareti per gas combusti.

Rischio danneggiamento opere per umidit prodotta dalla combustione.

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Ing. Nicola Galli

15 Lampade alimentate a gas: difetti


Ing. Nicola Galli


Lampade alimentate a gas


Rispetto della lettera circolare del Ministero dellinterno del 9 Marzo 2011 e delle norme da essa richiamate per la corretta valutazione del rischio (relativa

agli impianti oltre i 116 kW ma consigliata anche per gli impianti di potenza

superiore ai 35 kW).

FONTE: www.spazioimpianti.it

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Ing. Nicola Galli


Pavimento radiante

E un impianto di riscaldamento che prevede la generazione del calore in centrale termica e la sua emissione attraverso serpentine di materiale plastico poste sotto la finitura del pavimento della

chiesa.

Pregi:

Non visibile dopo linstallazione.

Comfort termico molto buono.

Riscaldamento limitato ai primi due metri circa dal piano di calpestio, azione riscaldante uniforme, inerzia termica elevata che non protegge le opere darte dallo stress determinato da forti sbalzi di temperatura.

Impianto a bassa temperatura abbinabile in modo efficiente a generatori a condensazione (o anche a pompe di calore).

Difetti:

Impianti ad inerzia molto lunga adatti per fruizioni continuative delledificio: adatti a chiese aperte e visitate con afflussi significativi per gran parte della giornata, non

adatti ad utilizzo sporadico, brave o poco frequente.

Costi e tempi di installazione elevati.

Costi di esercizio elevati per uso saltuario.

Rischiosa, complessa e costosa rimozione della pavimentazione originaria per la posa dellimpianto radiante (di durata comunque limitata ad alcuni decenni). Necessaria chiusura delledificio per alcune settimane.

Necessari vani tecnici per la generazione e la distribuzione dellacqua calda.

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Ing. Nicola Galli

18 Pannello radiante a pavimento: difetti


Ing. Nicola Galli


Pannelli a pavimento


Temperature di esercizio dellimpianto basse per ottimizzare il rendimento del generatore a condensazione e limitare la formazione di moti convettivi.

Accensione continuativa.

Estensione del pannello radiante alla totalit della superficie pavimentata per ridurre il rischio di effetto camino e la formazione di correnti fredde veloci

discendenti.

FONTE: www.idrauliconline.com

Ing. Nicola Galli


Pedana radiante

E un pannello radiante alimentato ad acqua calda oppure elettrico, inserito sopra al pavimento della chiesa, allinterno della pedana di supporto dei banchi della chiesa.

Pregi:

Poco impattante: dopo linstallazione visibile solo la pedana, tipicamente in legno come i banchi.

Riscaldamento limitato ai primi due metri circa dalla pedana, solo dove stazionano i fedeli durante le celebrazioni (isola di calore).


Costi, tempi e impatto dellinstallazione medi/bassi.

Difetti:

Impianti ad acqua ad inerzia medio/alta adatti per fruizioni frequenti.

Costi di esercizio elevati per uso saltuario.


Rischio di effetto camino nelle chiese molto alte (sopra i 10/15 metri): le pedane generano un flusso daria calda ascendente sopra i banchi, mentre dai corridoi laterali e centrale privi di impianto discende aria fredda sugli occupanti dei banchi.

Nonostante condizioni nominali di temperatura di progetto queste correnti risultano

estremamente sgradevoli.

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Ing. Nicola Galli


Pedana radiante


Adatti per chiese di altezza limitata.

Pedane estese a coprire quanto pi possibile il pavimento, compatibilmente con le esigenze estetiche per limitare leffetto camino. In alternativa si pu prevedere unintegrazione perimetrale con battiscopa scaldante proprio per impedire la discesa delle correnti fredde lungo i muri.

Temperature basse e tempi di accensione lunghi per impianti ad acqua calda.

Temperature pi elevate e accensioni pi brevi per pedane elettriche.

Isolamento termico tra pedana e pavimento per ridurre le dispersioni.

FONTI: www.thermoeasy.it

www.syrmariscaldamento.it

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Ing. Nicola Galli

22 Pedane radianti elettriche

FONTI: www.termo-technika.eu

Ing. Nicola Galli


Riscaldamento elettrico a banco

E unalternativa alla pedana scaldante elettrica che concentra lemissione del calore a ridosso delle persone, sotto la seduta dei banchi. In tal modo si ottiene un risultato solo di poco inferiore con una

minor potenza elettrica impegnata.

Pregi:

Poco impattante: dopo linstallazione visibile solo lelemento scaldante sotto la seduta, con la stessa finitura.

Riscaldamento limitato allo spazio strettamente circostante la seduta.


Difetti:

Costi di esercizio elevati per uso continuativo.

Rischio di effetto camino nelle chiese molto alte (sopra i 10/15 metri): si genera un flusso daria calda ascendente sopra i banchi, mentre dai corridoi laterali e centrale privi di impianto discende aria fredda sugli occupanti dei banchi. Nonostante

condizioni nominali di temperatura di progetto, queste correnti risultano

estremamente sgradevoli.

Comfort inferiore agli impianti convettivi (calore concentrato e variabile) e alle pedane o pavimenti radianti (piedi freddi).

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Ing. Nicola Galli

24 Riscaldamento elettrico a banco

FONTI: www.termo-technika.eu

Caratteristiche:

Potenza nominale: 150

W/m

Temperatura di

copertura del radiatore:

max.55C

Transitorio di

riscaldamento: circa 10

min.(alla temperatura

dell`ambiente +5C)

Ing. Nicola Galli


Corpi radianti tra i banchi e battiscopa radiante

E un sistema idraulico in cui lacqua calda prodotta in centrale termica viene inviata a due tipologie di elementi radianti distinte: gli elementi installati nei banchi per il riscaldamento delle persone

sedute e un battiscopa radiante periferico lungo i muri con il duplice scopo di riscaldare le persone in

piedi frenare la discesa dellaria fredda lungo le pareti stesse.

Pregi:

Impatto limitato: dopo linstallazione visibile il battiscopa e il corpo scaldante allinterno del banco.

Riscaldamento limitato ai primi due metri circa di altezza, in particolare presso i banchi.



Difetti:

Impianti ad acqua ad inerzia medio/alta adatti per fruizioni frequenti.


Rischio di effetto camino nelle chiese molto alte (sopra i 10/15 metri): il controllo dei flussi daria sempre complesso.

Costi di installazione significativi in quanto si ha di fatto un doppio sistema di emissione.

Ing. Nicola Galli

26 Corpi radianti e battiscopa radiante

FONTI: www.erap.it/

Ing. Nicola Galli

27 Conclusioni

Limpianto ideale non esiste, quello progettato correttamente s

Non esiste un impianto migliore in assoluto, che sia preferibile in ogni contesto e circostanza. Le

varie tecnologie disponibili hanno tutte i loro pregi e difetti e si adattano meglio ad alcune condizioni

rispetto ad altre. Larchitettura delledificio, le sue dimensioni, la frequenza e tipologia di utilizzo sono i parametri fondamentali da considerare per la scelta della migliore soluzione impiantistica, che

ottimizzi i risultati economici (investimento e costi di gestione), energetici e ambientali, il comfort

delle persone e la tutela del patrimonio artistico. La scelta della tecnologia non che il primo atto

della fase progettuale: la progettazione accurata, dedicata alledificio in oggetto, fondata sullesperienza consolidata nel settore degli edifici di culto, fa la differenza a parit di scelta tecnologica di base, tra un impianto efficace e soddisfacente e un totale fallimento.

GRAZIE PER LATTENZIONE

Ing. Nicola Galli

[email protected]

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