Benessere Termoigrometrico

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1 Benessere Termoigrometrico Prof. Ing. Giorgio Raffellini DTAeD, via san Niccolò 89/a, Firenze Università degli Studi di Firenze, Facoltà di Architettura

2 Trasmissione del calore per irraggiamento. E importante, ai fini del benessere, non solo la temperatura dell aria interna, ma anche quella media radiante, oppure la temperatura operativa, perché : L elemento forse più importante dell irraggiamento, che ci da la possibilità di sfruttare l energia radiante, risiede nel fatto che questo fenomeno non necessita di un mezzo per aver luogo, come è noto tale energia si propaga anche attraverso il vuoto. Qualsiasi superficie emette energia sotto forma di onde elettromagnetiche in funzione della natura della superficie e della sua temperatura, e contemporaneamente assorbe energia dall ambiente circostante. L energia che arriva ad una superficie può essere: assorbita, riflessa, trasmessa. Secondo la legge di conservazione dell energia: a + r + t = 1 Energia assorbita/energia tot = coef. di assorbimento Energia riflessa / energia tot = coef. di riflessione Energia trasmessa / energia tot = coef. di trasmissione

3 Il corpo nero, modello ideale, si può identificare nel sole Si definisce come quella superficie per cui: a = 1, r = t = 0, per qualsiasi lunghezza d onda. Per il corpo nero vale la Legge di Stefan - Boltzman : q = σ x T 4, dove q è il potere emissivo integrale; ogni corpo emette energia a diverse lunghezze d onda che nell insieme danno q. Inoltre σ = 5.67 x 10-8 w/m 2 K 4. E possibile anche definire ε potere emissivo specifico, ovvero l energia emessa ad una data lunghezza d onda. Quindi q = 0, ε (λ, T ) dλ I corpi grigi si definiscono sulla base del modello offerto dal corpo nero, con a= circa cost. alle varie λ, ma inferiore ad 1, per essi si può definire il potere emissivo integrale: q = e x σ x T 4. Dove e è l emissività emisferica totale, un coefficiente compreso tra 0 e 1, in funzione della superficie e della sua temperatura. e = potenza emessa dalla superficie/potenza emessa dal corpo nero in eguali condizioni. Anche per i corpi grigi a + r + t = 1, tali coefficienti variano in funzione del materiale e della lunghezza d onda; ad esempio vi sono materiali trasparenti a certe lunghezze d onda ma opachi ad altre. - Legge di Prevost, vale sia per corpi neri che grigi, ed è così espressa: q scambiata = q emessa q assorbita dove q emessa = superficie che emette x potere emissivo integrale; q per corpo nero e q per corpo grigio, funzione di T (temp. in K elevata alla quarta potenza). La legge di Kirchoff, vale per i corpi neri, dice che: ε (λ, T ) / a (λ, T ) = costante Ne deriva che e = a, ovvero una superficie tanto più emette e tanto più assorbe. Nella pratica per gli scambi termici radianti sono detrminanti gli angoli di vista o coefficienti angolari

4 Il benessere termoigrometrico Condizioni di comfort, per cui i parametri ambientali, agendo sugli scambi sensibili e latenti del corpo umano, annullano le sensazioni di caldo o freddo percepite dall occupante (neutralità termica). Ciò deve avvenire senza interventi massicci del sistema di regolazione del corpo in quanto i relativi interventi estremi risultano fonte di disagio. convezione sudorazione respirazione irraggiamento conduzione

5 Principali parametri fisici del benessere termoigrometrico -t aria ( C) t operativa ( C) -t pareti ( C) -UR (%) -v aria (m/s) -Attività svolta (met) -Abbigliamento (clo)

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7 Gli indici del comfort termoigrometrico Indici di sensazione usati per valutare in un determinato ambiente termico di quanto si è lontani dalle condizioni di comfort (livello di accettabilità) PMV: indice di gradimento, esprime il voto che un utente medio darebbe all ambiente in cui si trova, al variare dei parametri fisici PPD: percentuale di persone insoddisfatte in un determinato ambiente termico

8 Discomfort termico locale Asimmetria della temperatura piana radiante in verticale ed in orizzontale Correnti d aria 15% 10 C superfici verticali 5 C superfici orizzontali

9 Discomfort termico locale Temperatura superficiale del pavimento Gradiente verticale di temperatura dell aria 19 C 29 C 3 C

10 Principali parametri e strumenti normativi per il controllo della qualità ambientale BENESSERE TERMOIGROMETRICO Requisiti di qualità ambientale Riferimenti normativi Temperatura dell aria Umidità relativa Temperatura operante Temperatura superficiale del pavimento UNI EN ISO 7730 Differenza verticale di temperatura dell aria Asimmetria di temperatura piana radiante Rischio da correnti d aria

11 Valutazione del comfort termoigrometrico in opera - misure spot - monitoraggio ambientale - analisi statistica dei dati e calcolo degli indici di comfort

12 Valutazione del comfort termoigrometrico T mr -UR T o Esempi di sonde per la misura del comfort termoigrometrico e degli indici di comfort T r v a

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