La climatizzazione negli edifici storici: vincoli e soluzioni

Climatizzare edifici storici richiede particolare attenzione per garantire il rispetto di precise e restringenti condizioni termiche interne, con particolare attenzione al mantenimento di specifici livelli di umidità relativa interna. È necessario, soprattutto, prestare particolare attenzione ai seguenti parametri:

  • Integrazione architettonica delle unità interne ed esterne;
  • Riduzione degli ingombri richiesti per l’alimentazione delle unità ambientali;
  • Annullamento dei rischi connessi a eventuali perdite di liquidi che possono danneggiare gli elementi storici quali arredi o strutture edilizie o affreschi;
  • Aumento dell’efficienza energetica globale di impianto con conseguente riduzione dei consumi energetici globali.

Una della soluzioni impiantistiche che permette il rispetto delle prescrizioni precedenti e che troppo spesso non viene considerata riguarda gli impianti a espansione diretta, sistemi che sfruttano il passaggio di stato di specifici fluidi frigoriferi per sottrarre o cedere calore all’ambiente.

I sistemi a espansione diretta sono ormai ampiamente diffusi e conosciuti dalla collettività e sono identificabili nei sistemi di condizionamento che trovano ampia diffusione nelle nostre case, ma che si integrano in modo eccelso anche in edifici storici grazie ad una serie di peculiarità che li rendono di fatto una delle soluzioni impiantistiche migliori. Con i sistemi ad espansione diretta, infatti, è possibile climatizzare o riscaldare gli ambienti attraverso l’uso dei comuni split.

La climatizzazione degli edifici storici

Gli edifici storici richiedono particolare attenzione in quanto necessitano di impianti che siano in grado di garantire il mantenimento di specifiche condizioni ambientali, ma soprattutto richiedono che gli impianti siano integrati in modo perfetto agli ambienti, al fine di preservare la struttura stessa e l’eventuale patrimonio storico in essa contenuto.

Il Decreto Legislativo 22 Gennaio 2004, n. 42, definisce gli edifici storici come beni culturali che presentano interesse artistico, storico, archeologico o etnoantropologico. Una delle principali problematiche con cui ci si scontra nella realizzazione degli impianti di climatizzazione negli edifici storici, è la mancanza di adeguati spazi che permettano la realizzazione di impianti di climatizzazione standard, ossia impianti di tipo idronico (Ad acqua) o impianti aeraulici (Impianti ad aria).

Gli impianti a espansione diretta

Gli impianti a espansione diretta utilizzano il freon come fluido termovettore, anziché l’acqua.

Il sistema è formato essenzialmente da una unità esterna dotata di compressore e di batteria di scambio in grado di funzionare indifferentemente da condensatore e da evaporatore e da una serie di unità interne dotate di ventilatore, batteria di scambio, valvola termostatica elettronica.

Ma quali sono i reali vantaggi che rendono un impianto ad espansione diretta la soluzione ideale da utilizzare per la climatizzazione di edifici storici?

I reali vantaggi degli impianti a espansione diretta sono i seguenti:

  • Nessun rischio di gelo dell’acqua all’interno delle tubazioni;
  • Minori consumi energetici;
  • Sezioni delle tubazioni di distribuzione ridotte;
  • Massima facilità di utilizzo;
  • Nessun rischio di danneggiamento delle strutture edilizie, elementi di arredo o affreschi in caso di danneggiamento delle tubazioni di distribuzioni.

I vantaggi dei sistemi a espansione diretta

  1. Nessun rischio di gelo dell’acqua all’interno delle tubazioni

Nel caso di utilizzo di un impianto ad acqua esiste il rischio che in periodi di inattività dell’edificio, in condizioni metereologiche particolarmente rigide (Temperatura esterna inferiore ai 3,00 – 5,00°C), l’acqua all’interno delle tubazioni possa gelare.

Gli impianti a espansione diretta, invece, utilizzano come vettore termico il freon, fluido non soggetto a congelamento neppure in presenza di temperature dell’aria particolarmente basse.

Questo permette pertanto di:

  • Non dover svuotare l’impianto nei periodi in cui l’edificio non viene utilizzato
  • Non è necessario mantenere accesi i generatori di calore in modalità antigelo (Con questo sistema se la temperatura esterna scende sotto un limite prestabilito, il generatore di calore si avvia e fa circolare acqua all’interno dei circuiti per evitare che la stessa si possa congelare);
  • Non è necessario prevedere la miscelazione all’interno delle tubazioni di liquido con funzioni antigelo, che permetta il raggiungimento di temperature particolarmente basse senza che l’acqua possa gelare. Tale sistema però presenta i seguenti problemi:
    • Si rende necessario un sistema di trattamento acqua specifico;
    • Si rende necessaria una periodica sostituzione del fluido antigelo;
    • Si riduce la resa dei terminali di erogazione.
  1. Minori consumi energetici

Gli impianti a espansione diretta sono costituiti da unità esterne ed interne munite di INVERTER (sistema in grado di ottimizzare e minimizzare gli assorbimenti elettrici in base alle richieste ed al carico interno dei locali).

Tale sistema si rivela energeticamente valido soprattutto nel periodo estivo, quando un normale refrigeratore di acqua avrebbe un funzionamento maggiore in termini di tempi.

in quanto i gruppi frigoriferi provvedono a mantenere la temperatura dell’acqua impostata, con conseguente maggiore assorbimento elettrico rispetto alle unità ad espansione diretta.

  1. Tubazioni di sezione minore

Le tubazioni devono avere il minore ingombro possibile, al fine di rispettare gli spessori disponibili negli elementi edilizi quali solai, pareti o altro: è una caratteristica fondamentale nella realizzazione delle reti distributive di alimentazione dei terminali a servizio di edifici storici.

Le tubazioni dell’impianto a espansione diretta sono di diametro ridotto rispetto al diametro delle tubazioni degli impianti idronici e sono in rame, pertanto le giunzioni sono ridotte al minimo rispetto alla distribuzione con acqua

oltre al fatto che si riducono notevolmente i tempi di installazione delle reti distributive.

  1. Massima facilità di utilizzazione

Un impianto a espansione diretta è di facile utilizzazione.

È infatti costituito e gestito mediante l’utilizzo di semplici termostati ambiente, i quali permetteranno l’attivazione immediata dell’impianto e la gestione di temperatura interna, velocità del ventilatore ed eventuali cicli di semplice deumidificazione.

Non è pertanto necessario l’intervento del manutentore dell’impianto idraulico per la conversione di funzionamento da estivo ad invernale, né tantomeno continui interventi nei periodi di mezza stagione. È possibile eventualmente prevedere un modulo che permetta l’attivazione, controllo e gestione dell’impianto da remoto.

  1. Nessun rischio di danneggiamento delle strutture

Una condizione che deve assolutamente essere valutata riguarda un eventuale rottura o danneggiamento delle tubazioni (fori su muri, interventi di manutenzione straordinaria o semplice rottura per elementi difettati ecc). Nel caso di impianto ad acqua, una eventuale perdita potrebbe causare gravi danni alle strutture, e soprattutto la non presenza di persone e/o custodi accentuerebbe i danni per interventi non tempestivi.

Nel caso di un impianto VRF, essendo il fluido termovettore un gas frigorigeno, una perdita non causerebbe alcun danno all’edificio, preservandone l’integrità.

Le unità esterne

Gli edifici storici sono un patrimonio importante per l’intera comunità e vanno preservati e protetti affinchè chiunque possa apprezzarli, ma salvaguardando sempre il decoro architettonico. Sembra una condizione semplice e ovvia da rispettare, ma purtroppo climatizzare un edificio storico utilizzando un sistema ad espansione diretta richiede nella maggior parte dei casi l’identificazione di un luogo dove poter collocare le unità esterne del sistema stesso, andando ad alterare la prospettica dello stesso.

La migliore soluzione presente ad oggi nel mercato, semplice ma al contempo geniale, risiede nell’occultamento delle unità esterne all’interno del fabbricato, grazie all’uso di speciali unità motocondensanti a scomparsa o sistemi monoblocco.

Di seguito si riportano alcune soluzioni tecniche adottabili per garantire l’occultamento delle unità esterne.

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