SOLARE TERMICO

Il sole è una fonte di energia inesauribile, che può essere raccolta, immagazzinata e usata per molteplici scopi. L’impianto solare termico permette di utilizzare il sole per il riscaldamento delle abitazioni e per riscaldare l’acqua sanitaria.
Questa tipologia di impianto può essere installata al posto di una caldaia tradizionale, la quale utilizza combustibili fossili quali i derivati del petrolio, oppure in abbinamento ad una caldaia di nuova concezione, magari a pellet o a condensazione, per migliorarne l’efficienza e il risparmio economico.
Il sole, tramite i suoi raggi solari, riscalda la superficie terrestre ed è su questo semplicissimo concetto che si basa il solare termico. Grazie al principio dell’irraggiamento, è possibile raccogliere l’energia solare e accumularla.
Esistono due varianti di impianto solare termico, ovvero quello a Circolazione Naturale, più economico e compatto, e quello a Circolazione Forzata, avente una migliore resa e un costo di installazione superiore.

Solare Termico a Circolazione naturale


Tutti sappiamo che l’acqua calda tende a salire, e prendere il posto di quella fredda che ridiscende. Sulla base di questo semplice principio fisico si basa il funzionamento dell’impianto a circolazione naturale. Installando un boiler appena al di sopra del pannello solare, si potrà quindi accumulare il calore raccolto dal fluido che circola nel circuito in maniera naturale. L’efficienza di questo tipo di impianto, ovviamente, cala durante i mesi invernali, quando le temperature esterne molto basse tendono a far raffreddare il serbatoio.
Possono essere utilizzati per impianti di piccole dimensioni, normalmente non superano infatti i 5 metri cubi di acqua. Questo significa che il loro scopo principale è quello di sostituire i classici boiler delle case, per il riscaldamento dell’acqua sanitaria, o per riscaldare piccoli locali.
Quanto descritto vale per tutti gli impianti a circuito aperto, ovvero quando l’acqua calda utilizzata è la stessa che viene riscaldata dall’impianto. Se invece si vuole riscaldare una quantità maggiore di acqua, si deve procedere all’installazione di un sistema a circuito chiuso, il quale mediante uno scambiatore di calore, trasferisce il calore raccolto al serbatoio dell’acqua sanitaria e non va quindi a riscaldare la stessa.

Solare Termico a Circolazione forzata
Quando sono necessarie quantità maggiori di acqua, o magari non è possibile posizionare il serbatoio sopra i pannelli, si utilizza questa tecnologia.
L’impianto solare termico a circolazione forzata è ideale per i climi freddi, ed è indicato per il Nord Italia, mentre è d’obbligo per i paesi del Nord Europa.
Questo sistema utilizza prevalentemente la tecnologia a circuito chiuso, descritta in precedenza.
Solitamente viene utilizzata una miscela di acqua e antigelo, la quale scorre dentro ai tubi grazie ad una pompa elettrica. Questo liquido si riscalda attraversando i pannelli e rilascia il suo calore all’interno del serbatoio, grazie ad una particolare serpentina che ottimizza lo scambio di calore. Questa versione più semplice differisce dalla circolazione naturale a circuito chiuso, solo per l’aggiunta di una pompa elettrica che permette di posizionare il serbatoio ovunque.
Una piccola centralina elettronica controlla la temperatura del liquido nel pannello e quella dell’acqua nel serbatoio. Per evitare sprechi di energia elettrica, la pompa viene attivata solamente quando la temperatura dei pannelli supera quella del serbatoio. Nonostante questi accorgimenti, si deve effettuare uno studio per valutare l’effettivo risparmio che una famiglia può ottenere da questo sistema, rispetto a quello tradizionale a circolazione naturale, quando è tecnicamente possibile installare entrambi.

Il sistema perfetto: Solare Termico e Caldaia ad Alta Efficienza
La perfezione forse non esiste, ma sicuramente un impianto solare termico non può garantire una resa al 100% se non viene abbinato ad una caldaia tradizionale, magari a pellet o a condensazione per sfruttare al meglio le detrazioni fiscali.
Nei giorni in cui il sole tende a essere troppo coperto dalle nuvole, l’acqua potrebbe non riuscire a scaldarsi a sufficienza. Allo stesso modo, se viene installato a casa di una famiglia numerosa, dopo diverse docce, la temperatura dell’acqua sanitaria potrebbe scendere troppo.
In questo caso le soluzioni da adottare sono fondamentalmente due, ovvero abbinare una caldaia istantanea, in grado cioè di sopperire in maniera immediata al calo di calore, oppure una caldaia tradizionale in grado di mantenere la temperatura del serbatoio a temperatura costante.
Qualsiasi sia la soluzione, in uscita dal serbatoio non può mancare un collegamento ad una valvola di miscelazione. L’acqua sanitaria va infatti fornita ai rubinetti ad una temperatura controllata, solitamente attorno ai 45 gradi Centigradi.

Solare Termico: Vantaggi e Risparmio per una Famiglia
L’energia solare rimane qualcosa di incredibilmente enorme, basti pensare che è 15.000 volte superiore al fabbisogno energetico mondiale.
Installare un impianto solare termico da molti vantaggi ad una famiglia media:
• garantisce un risparmio sulla bolletta del riscaldamento di almeno il 50%
• si può integrare al proprio impianto o ad uno nuovo, magari a energie rinnovabili
• permette di detrarre una parte del costo di acquisto, grazie alla detrazione fiscale
• le varie tipologie si adattano a qualsiasi abitazione
• il valore dell’abitazione aumenta, insieme alla classe energetica dell’immobile
• si riduce l’emissione di CO2 nell’atmosfera

Shanghai Tower, il più alto ed efficiente grattacielo della Cina

      

Una torre di 362 metri di altezza che caratterizza lo skyline di Shanghai e unisce progettazione sostenibile, efficienza energetica e architettura futuristica


Situata accanto alla vicina Jin Mao Tower e al World Financial Center di Shanghai, nel cuore della Lujiazui Finance and Trade Zone nel distretto di Pudong, la Shanghai Tower è, con i suoi 362 metri, l’edificio più alto della Cina e il secondo più alto al mondo, dopo il Burj Khalifa di Dubai.

Si tratta di un edificio ad altissima efficienza energetica, in classe A, realizzato dallo studio di architettura Gensler con criteri di sostenibilità. La forma a spirale e trasparente della torre caratterizza il progetto, integrando architettura innovativa nel rispetto della tradizione architettonica di Shanghai, in una sorta di collegamento tra passato e futuro. La spirale ruota di circa 1° per piano e la sezione orizzontale esegue una rotazione di 120° attorno all’asse verticale.

La Torre alta 127 piani, può ospitare fino 16 mila persone, divenendo praticamente una piccola città verticale, e comprende uffici, bar, ristoranti, negozi, un centro congressi, un hotel di lusso e spazi ricreativi culturali e di intrattenimento. Ogni zona è inoltre arricchita da giardini verticali e aree verdi che migliorano il microclima e la qualità dell’aria.

 

Nel 2016 la Shanghai Tower ha vinto il Tall Buildings and Urban Habitat (CTBUH) come miglior grattacielo del mondo.

I progettisti dello studio Gensler hanno posto molta attenzione alla tecnologia costruttiva, il grattacielo è formato da nove cilindri posti uno sopra l’altro, che definiscono le diverse aree, e sono racchiusi da un doppio strato di vetro.

Un altro elemento importante, considerando l’altezza del grattacielo e che si tratta di una zona soggetta a violenti tifoni, è quello della gestione del vento. Le vetrate sono state progettate, dopo una serie di test nella galleria del vento, per diminuire le sollecitazioni del vento fino al 24%. Scelta che ha permesso anche di utilizzare meno materiale, per esempio il 25% in meno di acciaio strutturale, assicurando consistenti risparmi. Un aspetto delicato e seguito con la massima attenzione è stato anche quello delle fondazioni, considerato che l’area è fortemente sismica e il terreno argilloso.

 

La facciata realizzata con un doppio strato di vetro è trasparente e assicura illuminazione naturale, ottima coibentazione, diminuendo i consumi energetici di riscaldamento e raffrescamento.

In cima all’edificio sono installate turbine eoliche ad asse verticale che potranno generare fino a 350.000 kWh all’anno di energia elettrica.
Il progetto comprende inoltre un impianto geotermico per gli spazi interni nel seminterrato della torre, un sistema di raccolta e riciclo delle acque piovane, e un impianto combinato di produzione di calore ed energia elettrica da 3,0 MW.
Grazie alle scelte sostenibili e all’utilizzo, quando possibile, di materiali di riciclo, la torre ha ottenuto la certificazione China Green Building Three Star e la certificazione LEED® Platinum da parte del Green Building Council degli Stati Uniti.

RISCALDAMENTO A PAVIMENTO

 Il riscaldamento a pavimento è un sistema costituito da tubazioni (nel caso di impianto ad acqua a circuito chiuso) o resistenze elettriche (nel caso di impianto elettrico), disposte sotto il pavimento ed appoggiate a pannelli isolanti. Queste emettono calore in modo uniforme dal basso verso l’alto.

Più frequentemente capita di avere a che fare con riscaldamenti ad acqua. L’acqua viene riscaldata da una caldaia o una pompa di calore, oppure ancora da impianti fotovoltaici o solari termici. Quest’ultima è un’opzione particolarmente interessante dal punto di vista della sostenibilità ambientale.

Che si tratti di riscaldamento a pavimento ad acqua o elettrico, la caratteristica distintiva è principalmente una.

Quella di assicurare una distribuzione ottimale del calore nelle stanze.

Il principio in base a cui i pannelli riescono a trasmettere calore a tutto l’ambiente domestico è quello dell’irraggiamento. Attraverso questa proprietà, il calore si diffonde in modo omogeneo da terra fino al soffitto.

In questo modo, il riscaldamento a pavimento supera il limite dei sistemi di riscaldamento tradizionali. Che è quello di tendere a concentrare il calore nelle zone più vicine alla fonte di emissione (cioè il termosifone).
Si evince un miglioramento delle condizioni di benessere all’interno della casa, che sarà così riscaldata in modo uniforme.

L’altra caratteristica eco-friendly di questo sistema di riscaldamento è che per funzionare bene sono sufficienti anche basse temperature dell’acqua (almeno in confronto ai radiatori). L’acqua calda di un riscaldamento a pavimento ha infatti una temperatura compresa tra i 30 e i 40°C. E’ all’incirca la metà dei 70°C dei tradizionali impianti a radiatori! Non diversamente, anche gli impianti elettrici funzionano con temperature analoghe.

Come è fatto un impianto di riscaldamento a pavimento:
Premettiamo che per realizzare un impianto di questo tipo, condominiale o non, è indispensabile rivolgersi ad una ditta altamente specializzata. La qualità del lavoro di installazione avrà infatti effetti tangibili sulla durata di vita dell’impianto.

Detto questo, vediamo quali sono gli elementi costitutivi di un impianto di questo tipo:
 Le tubazioni:devono presentare caratteristiche di particolare resistenza allo schiacciamento ed alla corrosione. Normalmente, le tubature sono in polietilene o di materiali parzialmente di metallo e di plastica. Vengono posizionate sopra un pannello isolante a forma di serpentine o altro pattern che comunque consenta una occupazione uniforme dello spazio.
 Il citato pannello isolante è il secondo elemento. Posto sopra la soletta, di solito presenta un disegno predefinito e alcuni incastri che facilitano la posa delle tubature.
 Il foglio in PVC rigido. Viene abbinato al pannello isolante per renderlo più robusto ed impermeabile.
 La caldaia o pompa di calore. Come detto, dovrà portare l’acqua del sistema ad una temperatura compresa tra i 30 e i 40°C.
 I collettori. Sono in sostanza le valvole che consentono di regolare l’apertura e la chiusura del flusso d’acqua calda dalla caldaia alle tubazioni e viceversa.
 Infine, il massetto. Si tratta di uno strato in calcestruzzo che funge da elemento riscaldante.

 

Differenze con un riscaldamento a pavimento elettrico

La differenza principale di un riscaldamento elettrico a pavimento è che al posto dei tubi avremo una sorta di filo dello spessore di qualche millimetro. Questo viene posato direttamente sotto il pavimento e non prima del massetto.

 

 

 

Un impianto di questo tipo presenta un interessante profilo costi-benefici:
 Il riscaldamento a pannelli radianti comporta un importante vantaggio economico ed ambientale. E’ possibile stimare che, grazie ad un risparmio energetico quantificabile nell’ordine del 25% all’anno, nell’intero ciclo di vita di un impianto di questo tipo, il risparmio complessivo che l’utente può realizzare – anche al netto di eventuali incentivi di legge – possa arrivare al 35% del totale costi di periodo.
 Un secondo vantaggio è dato dal fatto che questo sistema può convertirsi anche in un impianto di raffrescamento. Semplicemente con l’immissione di acqua fredda (anche solo 15-17 °C) al posto dell’acqua calda, si ottiene il risultato di rinfrescare l’ambiente senza gli svantaggi (chi non soffre i getti di aria fredda?) e i consumi energetici collegati ai condizionatori. Si evita in tal modo anche l’ulteriore spesa per l’acquisto dei condizionatori.
 Terzo vantaggio, una migliore e più uniforme diffusione del calore. A differenza di quello che accade coi radiatori, il calore si diffonde in maniera omogenea negli interni.
 La possibilità di utilizzare energie rinnovabili è il quarto vantaggio associabile ad un sistema radiante. Usare le rinnovabili per i radiatori è attualmente impossibile, dato che dobbiamo portare l’acqua fino ai 70° e per fare ciò dovremo per forza usare un riscaldamento a gas o gasolio.
 Quinto plus: meno polveri, acari e muffe. A differenza dei radiatori, che producono polveri nocive che poi ci troviamo a respirare, nel caso del riscaldamento a pavimento questo problema è assai minimizzato. Con il riscaldamento a pavimento, l’aria non si riscalda e conserva quel tasso di umidità indispensabile per fare cadere le particelle nocive nell’aria. Il tutto con ovvi benefici per la nostra salute (e soprattutto per chi soffre di allergie!).
 Ogni ambiente con la sua temperatura ideale, grazie ai termostati. Ogni stanza potrà avere la sua temperatura ideale (ed omogenea) grazie al collocamento di un termostato per il controllo della temperatura. In questo modo, ridurremo anche lo spreco energetico.

Di contro:
 Un sistema di riscaldamento a pavimento ci obbliga ad alzare almeno di 5cm la pavimentazione. Questo può essere un problema quando si ristruttura, ci sono mobili su misura o altre eventualità da tenere presente.
 Un sistema radiante non può essere acceso e spento ad intermittenza. Va tenuto acceso almeno per un giorno affinché riscaldi l’ambiente e va tenuto in funzione una volta raggiunta la temperatura desiderata. Ciononostante, consente risparmi energetici consistenti, come spiegato, stante la necessità di riscaldare meno l’acqua o il filo elettrico.

POMPA DI CALORE

 La pompa di calore rientra tra i sistemi rinnovabili, in quanto sfrutta fonti naturali quali aria, terra e acqua, garantendo nel tempo un buon risparmio energetico. Questa apparecchiatura difatti, sfruttando una quantità minima di energia elettrica o di gas, riesce a produrre una quantità superiore di energia termica: nello specifico 1 kWh di energia elettrica produce fino a 5 KWh e più di energia termica.

Le pompe di calore non servono solo per riscaldare un ambiente, ma anche per rinfrescarlo (pompe di calore reversibili), funzionando come refrigeratori.

La pompa di calore ha il massimo beneficio in abbinamento a sistemi di riscaldamento a bassa temperatura (30 – 40°C) come impianti radianti a pavimento parete o soffitto e fancoil. Inoltre è possibile utilizzarle per riscaldare l’acqua sanitaria di un impianto domestico.

La pompa di calore agisce in maniera molto semplice: preleva la temperatura da una sorgente fredda e la innalza per ottenere maggiore calore. Una pompa di calore ad esempio potrebbe utilizzare il calore esterno per mantenere caldi gli ambienti di un edificio o di un’abitazione.        Nel funzionamento non sono previste combustioni di gas o altri materiali, ma viene utilizzata solo l’energia elettrica, che a sua volta può essere prodotta ricorrendo direttamente a fonti rinnovabili elettriche, come il fotovoltaico o eolico.                                                                                                        In questo caso quindi si ha il completo abbattimento dei costi, in quanto la stessa energia necessaria viene auto prodotta.