Riscaldamento a pavimento · The Last Codex

Il riscaldamento a pavimento scalda una stanza attraverso il suo pavimento. I gas caldi di un fuoco, o acqua tiepida, passano in un vuoto, in condotti o in tubi sotto il pavimento, che si scalda su tutta la superficie e cede il suo calore in modo dolce e uniforme. I pavimenti riscaldati compaiono nel IV e III secolo a.C., in bagni greci della Sicilia e in case della Corea; gli impianti moderni fanno circolare acqua tiepida in tubi posati nel pavimento.

Che cos’è

Il riscaldamento a pavimento mette la fonte di calore sotto il pavimento, invece di un focolare aperto o di una stufa dentro la stanza. Il pavimento stesso diventa una grande superficie appena tiepida. Scalda i piedi e l’aria subito sopra, e scalda per irraggiamento le persone e gli oggetti della stanza, senza punti roventi né fumo all’interno.

Se ne conoscono tre tipi principali. Nell’ipocausto romano il pavimento poggia su pilastrini sopra un vuoto, e i gas caldi di un forno esterno alla stanza percorrono quel vuoto e salgono nei condotti dei muri. Nell’ondol coreano il fumo di un fuoco acceso su un lato della stanza passa in canali sotto un pavimento di pietre piatte ed esce da un camino sul lato opposto. Negli impianti idraulici moderni una caldaia o una pompa di calore scalda acqua che una pompa spinge in anelli di tubo annegati nel pavimento, all’andata e al ritorno.

Come funziona

Una stanza coreana con ondol aperta in spaccato: un focolare accanto alla stanza, più basso del suo pavimento, condotti sotto un pavimento di sottili pietre piatte coperte da uno strato d’argilla e un camino all’altra estremità, con il fumo che passa sotto tutto il pavimento Nell’ondol il fumo del fuoco passa sotto il pavimento di pietra, dal focolare al camino sul lato opposto.

Un fuoco scalda l’aria sopra di sé, e i gas caldi salgono e corrono verso un’uscita. Sotto il pavimento di un ipocausto si spandono nel vuoto tra i pilastrini, lambiscono la faccia inferiore delle tegole del pavimento e le scaldano, poi escono da tubi cavi di terracotta posti nei muri, che scaldano anche i muri. Vitruvio chiede di far salire il piano inferiore a partire dal forno, così che una palla gettata dentro tornerebbe rotolando alla bocca del forno: la pendenza aiuta la fiamma e i gas caldi a raggiungere il fondo della stanza.

L’ondol sfrutta lo stesso tiraggio su un percorso più stretto. Il fuoco si accende in un focolare più basso della stanza, e i gas corrono in condotti sotto pietre pesanti, che accumulano calore e continuano a cederlo quando il fuoco si è spento. In entrambi i sistemi la muratura spessa uniforma il calore, ma il pavimento più vicino al fuoco resta il più caldo.

Un pavimento idraulico porta il calore con l’acqua invece che con il fumo. L’acqua si scalda in una caldaia o in una pompa di calore e viene pompata in lunghi anelli di tubo ravvicinati, posati in un massetto o in una soletta di calcestruzzo, da un collettore e di ritorno ad esso. Uno strato di isolante sotto i tubi manda il calore nella stanza invece che nel terreno. In una casa studiata dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti i tubi erano posati su schiuma rigida sopra la soletta di calcestruzzo e coperti da un massetto di gesso colato, sotto un pavimento di piastrelle.

Come si fa

Una piastrella di ceramica appoggiata su una lastra di polistirolo bianco, con un anello di tubo di plastica trasparente a zigzag tra le due, un imbuto a un’estremità del tubo e l’altra estremità che finisce in una caraffa L’acqua tiepida versata in un anello di tubo sotto una piastrella scalda tutta la piastrella, e l’isolante sotto trattiene il calore.

Una piccola prova mostra come l’acqua tiepida scalda un pavimento. Servono una piastrella da pavimento in ceramica smaltata di circa 30 centimetri di lato, una lastra di polistirolo rigido un po’ più grande, due metri di tubo trasparente da acquario, un piccolo imbuto di plastica, due caraffe e un termometro da cucina.

Posate il tubo sul polistirolo a zigzag, con le curve distanti circa quattro centimetri, lasciando sporgere le due estremità oltre il bordo, e fermatelo con strisce di nastro adesivo. Appoggiate sopra la piastrella. Infilate l’imbuto in un’estremità del tubo e portate l’altra in una caraffa, posta più in basso della lastra. Riempite l’altra caraffa con acqua tiepida del rubinetto e controllatela con il termometro: non deve superare i 40 °C. Versatela lentamente nell’imbuto e mantenete il flusso per qualche minuto. Appoggiate la mano aperta sulla piastrella dal lato in cui entra l’acqua e poi all’altra estremità: si intiepidisce prima vicino all’imbuto, poi su tutta la superficie. Ripetete con la piastrella su una pietra fredda o un vassoio di metallo invece che sul polistirolo e confrontate quanto si scalda.

Storia ed evoluzione

I pavimenti riscaldati compaiono nel mondo greco nel IV e III secolo a.C. Gilbert-Charles Picard fa risalire il principio presso i Greci almeno all’inizio del IV secolo a.C., con condotti che passavano sotto una parte della stanza. A Gela, in Sicilia, in bagni costruiti dopo la rifondazione della città da parte di Timoleonte e distrutti con essa nel 282 a.C., il fuoco si accendeva in una piccola camera a due corridoi i cui muri reggevano il pavimento di una stanza soprastante. A Fregellae, nel Lazio, terme dell’inizio del II secolo a.C. avevano già un ipocausto pienamente sviluppato, con il forno e i pavimenti sorretti da pilastrini. A Pompei il blocco di bagni riscaldati delle terme Stabiane fu costruito solo nella seconda metà di quel secolo. Gli autori romani attribuivano a Gaio Sergio Orata, che all’inizio del I secolo a.C. impiantò anche vivai di ostriche presso Baia, l’introduzione di questi pavimenti sospesi in Italia. Vitruvio, intorno al 25 a.C., ne dà la ricetta: un piano inferiore di tegole inclinato verso il forno, pilastrini di mattoni di otto pollici murati con argilla mista a peli, e sopra tegole di due piedi che reggono il pavimento.

Nell’Asia nord-orientale il fumo passava sotto i pavimenti in un altro modo. Kim Jae Youn trova ondol nella cultura di Krounovka, nel Primor’e, nella Corea nord-orientale e in Manciuria. Il servizio coreano per il patrimonio data esempi antichi di ondol a siti compresi tra il III secolo a.C. e il I secolo d.C. Nella Corea meridionale, nei siti di Bangiri e Neukdo, sono emersi ondol a L e a U fatti di lastre di pietra posate sul pavimento delle case, e Kim ne collega l’arrivo all’influenza di Krounovka. Nell’ondol coreano più tardo un forno, l’agungi, alimenta condotti sotto la stanza coperti da sottili pietre piatte, le gudeul.

Uno spaccato di pavimento riscaldato moderno: una soletta di calcestruzzo in basso, uno strato di pannelli isolanti sopra, una fila di tubi tondi annegati in un massetto e piastrelle in superficie Un pavimento idraulico moderno: tubi di acqua tiepida nel massetto, con l’isolante sotto che manda il calore verso l’alto.

Il riscaldamento ad acqua calda arrivò molto più tardi. Nel 1831 Angier March Perkins, ingegnere americano attivo a Londra, brevettò un sistema chiuso in cui l’acqua, racchiusa in un anello di tubo stretto di ferro battuto di circa un pollice, veniva scaldata da un forno e circolava sotto pressione. Quelle pressioni elevate allarmarono gli assicuratori, che per un periodo ritirarono la copertura, ed egli introdusse un sistema più sicuro a media pressione. Negli Stati Uniti Frank Lloyd Wright posò anelli di tubo nella sabbia sotto la soletta di calcestruzzo della Jacobs House a Madison, nel Wisconsin, terminata nel 1937, e chiamò il risultato «gravity heat». I tubi furono riempiti prima di vapore; più tardi Wright prescrisse l’acqua. Gli impianti moderni seguono la stessa idea con anelli di tubo posati su un isolante e coperti da un massetto.