L AMBIENTE TERMICO DISCOMFORT TERMICO GLOBALE DISCOMFORT TERMICO LOCALE

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1 VIVI IL FUTURO TRA COMFORT & DESIGN Sistema per lo studio del Comfort Termico

2 L AMBIENTE TERMICO Da alcuni decenni si è avuto un notevole incremento del numero di persone che svolgono un attività lavorativa di tipo sedentario in ambienti chiusi. Questo fatto, unito all aumentata sensibilità verso il problema delle condizioni ambientali, ha comportato l esigenza di un maggior controllo negli ambienti di lavoro dei parametri termoigrometrici, che nel loro insieme, costituiscono il cosiddetto ambiente termico. L ambiente termico può essere moderato, cioè in esso si possono realizzare condizioni confortevoli, oppure severo, cioè non confortevole, molto caldo o molto freddo. Per valutare l ambiente termico si deve far riferimento alla sensazione termica che esso produce sul corpo umano sia a livello globale, sia relativamente ad alcune zone del corpo: nel primo caso si parla di discomfort globale, nel secondo di discomfort locale. DISCOMFORT TERMICO GLOBALE Per valutare globalmente un ambiente dal punto di vista termoigrometrico, bisogna utilizzare l indice PMV (Voto Medio Previsto) descritto dalla norma UNI-EN-ISO Il discomfort globale, e quindi il PMV, dipende da sei parametri tra cui: 1. temperatura, 2. umidità relativa, 3. velocità dell aria, 4. temperatura media radiante sono riferibili all ambiente, mentre 5. abbigliamento, 6. livello di attività dipendono da fattori individuali. La Centralina Microclimatica 1221 misura i quattro parametri termoigrometrici dei quali fornisce i valori in forma grafica e tabulare e, assegnati i valori di abbigliamento e attività, fornisce anche direttamente il valore del PMV. La possibilità di misurare i quattro parametri termoigrometrici fa sì che la Centralina possa essere usata anche in situazioni diverse da quelle per le quali va calcolato il PMV, per esempio in ambienti di lavoro severi caldi o freddi. La Centralina Microclimatica 1221 è in grado di misurare i parametri necessari al calcolo dell indice PMV. DISCOMFORT TERMICO LOCALE Per valutare correttamente gli ambienti di lavoro dal punto di vista termoigrometrico non è sufficiente determinare il PMV ma è necessario anche verificare che non esistano condizioni di discomfort locale, ovvero di discomfort localizzato esclusivamente ad alcune zone del corpo umano. Le cause di discomfort locale sono quattro: 1. le correnti d aria, che si possono definire come un raffreddamento localizzato del corpo e che dipendono tra l altro dalla deviazione standard della velocità dell aria, 2. l asimmetria della temperatura radiante, 3. la differenza tra la temperatura dell aria misurata a livello della testa e quella misurata a livello dei piedi, 4. la temperatura del pavimento troppo alta o troppo bassa. Per poter verificare la presenza in ambiente di eventuali cause di discomfort locale è indispensabile quindi effettuare misure di deviazione standard della velocità dell aria, dell asimmetria radiante e della temperatura superficiale. La Centralina Microclimatica 1221 può misurare tutti i fattori che influenzano il discomfort termico locale.

3 LA CENTRALINA MICROCLIMATICA 1221 La centralina è caratterizzata da: o Facilità d uso o Utilizzo Off-line e On-line tramite PC o Procedure di autodiagnosi o Completa modularità nelle applicazioni o Estrema affidabilità UTILIZZO DELLA 1221 La centralina microclimatica 1221 ha numerose applicazioni nelle valutazioni dell ambiente termico. In conformità con tutte le norme UNI-EN e ISO sugli ambienti termici attualmente vigenti, consente la misura di: o quattro parametri ambientali che influenzano la sensazione termica generale dell uomo, sia negli ambienti moderati che in quelli severi, o tutti i parametri che influenzano il discomfort termico locale, definibile solo negli ambienti moderati, o temperatura delle superfici fredde o calde, inoltre, permette la memorizzazione automatica delle variazioni di ciascun parametro misurato. In particolare i trasduttori di cui è dotata la 1221 misurano: o temperatura dell aria, o temperatura superficiale, o temperatura piana radiante, o umidità relativa dell aria, o velocità dell aria, o temperatura operativa, o potenza termica secca dispersa.

4 LE SONDE DELLA 1221 Temperatura dell aria La temperatura dell aria è importante sia nella valutazione del comfort globale che in quella del discomfort locale. La sonda per la temperatura dell aria MM0034 è caratterizzata da un basso tempo di risposta ed è opportunamente schermata dalle radiazioni. Le dimensioni contenute del sensore e il lungo stelo sul quale esso è montato, permettono di eseguire misure anche in luoghi che altrimenti sarebbero difficili da raggiungere; la lunghezza dello stelo permette inoltre di ridurre l influenza della mano dell operatore sulle misure. La 1221 prevede la possibilità di misurare la temperatura dell aria nello stesso istante, in due luoghi differenti, collegando una seconda sonda della temperatura dell aria al posto di quello per la misura della temperatura superficiale MM0035. Umidità relativa L umidità relativa influisce sullo scambio per evaporazione tra il corpo umano e l ambiente circostante. La sonda igrometrica MM0037 misura la temperatura di rugiada; la centralina microclimatica 1221, che elabora questo dato utilizzando le equazioni psicrometriche, consente di scegliere fra tre grandezze diverse tutte espressioni del contenuto di vapore d acqua nell aria: la temperatura di rugiada, la pressione parziale di vapore, l umidità relativa. Il funzionamento della sonda è legato all effetto Peltier, sulla base del quale viene raffreddato uno specchio conico su cui incide un fascio luminoso emesso da un LED. Nel momento in cui sullo specchio si forma condensa, la riflessione della luce passa da speculare a diffusa; questo cambiamento viene rilevato da un fototransistor che innesca la misura della temperatura della superficie dello specchio ovvero quella di rugiada dell aria. Velocità dell aria La velocità dell aria influisce sia sul discomfort globale sia su quello locale dovuto alle correnti d aria. La sonda anemometrica MM0038 è un trasduttore per basse velocità dell aria, compensata in temperatura, basata sul principio dell anemometro a temperatura costante. La velocità dell aria viene determinata dalla perdita di energia termica dell ellissoide superiore. Questo trasduttore è particolarmente indicato per la misura di velocità dell aria relativamente basse, ma soggette a continue fluttuazioni in spazi ventilati. La 1221 calcola e visualizza i valori medi della velocità dell aria in un tempo programmabile dall utilizzatore, nonché le deviazioni standard relative alle due medie; la media su tre minuti viene aggiornata ogni 10 secondi. La sonda è caratterizzata da tempi di risposta notevolmente bassi e, soprattutto, dalla omnidirezionalità, così come previsto dalla norma UNI-EN-ISO

5 Temperatura superficiale La temperatura superficiale dei pavimenti o delle superfici vetrate ha una grande influenza sul discomfort locale. La sonda per la temperatura superficiale MM0035 può essere facilmente usata per misurare la temperatura di qualsiasi superficie, semplicemente premendone l estremità piatta contro la superficie in esame. Grazie alle dimensioni contenute del sensore, la sonda ha un inerzia molto bassa. Lo stelo, lungo e sottile, sul quale il sensore è montato, permette misure della temperatura di quelle superfici difficili da raggiungere e riduce l influenza della mano dell operatore. La 1221 prevede la possibilità di misurare contemporaneamente la temperatura di due superfici diverse collegando una seconda sonda della temperatura superficiale al posto di quello per la misura della temperatura dell aria MM0034. Temperatura piana radiante asimmetrica La temperatura piana radiante è definita come la temperatura di una cavità isoterma fittizia nella quale il flusso radiante che incide su una faccia di un elementino piano è uguale a quello che incide sullo stesso elementino nell'ambiente reale. La misura di questa grandezza è indispensabile nella valutazione del discomfort da asimmetria della temperatura radiante. La sonda per la temperatura piana radiante MM0036, misura la temperatura radiante piana in due opposte direzioni. La 1221 elabora direttamente i valori forniti dal sensore e, per ciascuna direzione, permette di visualizzare, a scelta dell operatore, i valori delle temperature piane radianti o i flussi radianti incidenti; in alternativa, fornisce direttamente l asimmetria della temperatura piana radiante. A partire dai valori di temperatura piana radiante misurati dalla sonda posizionata secondo le direzioni alto-basso, destra-sinistra, davanti-dietro, si può calcolare con una semplice formula il valore della temperatura media radiante. La temperatura media radiante può essere misurata anche con altri strumenti; per il calcolo dell asimmetria piana radiante si può utilizzare solo un sensore del tipo MM0036. Potenza termica dispersa e temperatura operativa Le sonde MM0057 ed MM0060 consentono la misura della potenza termica dispersa per convezione ed irraggiamento, detta anche potenza termica secca o dry heat loss, e la misura della temperatura operativa. Per la misura della dry heat loss il sensore, per mezzo di un elemento superficiale riscaldante ed un sistema di controllo della temperatura, assume una temperatura superficiale uguale a quella di un essere umano in condizione di comfort. In queste condizioni la potenza elettrica consumata per mantenere costante la temperatura superficiale coincide con la potenza termica ceduta dal sensore per convezione ed irraggiamento. Il sensore è caratterizzato da una particolare forma ellissoidale che si avvicina a quella del corpo umano e che, se il sensore viene accuratamente posizionato, fornisce un rapporto tra la potenza termica dispersa per irraggiamento e quella dispersa per convezione coincidente con quello del corpo umano nelle stesse condizioni. Nel caso della temperatura operativa il sensore non viene riscaldato, ma si misura la temperatura superficiale della sonda che coincide proprio con la t o. In questo caso, la temperatura superficiale della sonda è influenzata esclusivamente dallo scambio termico con l ambiente ed il rapporto tra le due aliquote, quella radiativa e quella convettiva, è uguale a quello del corpo umano.

6 Misura dell indice WBGT Il WBGT è un indice empirico basato sulla correlazione di due o tre grandezze fisiche (a seconda che ci si trovi o meno in presenza di irraggiamento solare) e sulla valutazione delle reazioni fisiologiche ricavate sperimentalmente su molti soggetti. In definitiva rappresenta lo stress termico che l ambiente esercita sulla persona, esso non dipende né dal metabolismo né dall abbigliamento. La sonda MM0030 è un trasduttore composto da un globotermometro, un sensore per la temperatura dell aria e un sensore per la misura della temperatura di bulbo bagnato a ventilazione naturale, raggruppati in una unica struttura che può essere montata su uno stativo fotografico. Il globotermometro è costituito da una sfera in rame sottile, annerita esternamente con vernice opaca ad elevato potere emissivo, nel cui centro è posta una termoresistenza Pt100 per la misura della temperatura. La temperatura di bulbo bagnato a ventilazione naturale è misurata da una termoresistenza Pt100 inserita in un tubicino di rame dorato, riempito con un composto siliconico termicamente conduttivo e completamente ricoperto da una garza di cotone costantemente bagnata dall acqua distillata, contenuta nel sottostante serbatoio. L insieme di tali sonde consente al 1221 la misura del WBGT. L uomo si è sempre sforzato di creare un ambiente termico confortevole, come testimoniato da tutte le tradizioni architettoniche del mondo, dal passato al giorno d oggi. Ancora adesso, creare un ambiente confortevole dal punto di vista termico, è uno degli obiettivi più importanti da raggiungere nella progettazione degli edifici. AIRNOVA S.r.l. rende ora possibile la misura del Comfort Termico utilizzando un solo strumento: la Centralina Microclimatica 1221 Airnova S.r.l. Via San Marco, Padova Tel Fax airnova@airnova.it D_Comfort&Design_00