MISURE MICROCLIMATICHE METODOLOGIE E STRUMENTI
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- Elvira Pasquali
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1 MISURE MICROCLIMATICHE METODOLOGIE E STRUMENTI
2 NORMATIVE DI RIFERIMENTO UNI EN ISO 7730:2006 Ergonomia degli ambienti termici. Determinazione analitica e interpretazione del benessere termico mediante il calcolo degli indici PMV e PPD e dei criteri di benessere termico locale. COMFORT TERMOIGROMETRICO: Stato psico-fisico in cui il soggetto esprime soddisfazione nei riguardi del microclima UNI EN ISO 7726:2002 Ergonomia degli ambienti termici. Strumenti per la misurazione delle grandezze fisiche. UNI EN ISO 9920: Ergonomia degli ambienti termici. Valutazione dell isolamento termico e della resistenza evaporativa a dell abbigliamento. ANSI/ASHRAE STANDARD Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy.
3 STRUMENTAZIONE IMPIEGATA MULTIACQUISITORE BABUC AD 11 INGRESSI a cui si collegano una serie di SONDE rispondenti ai requisiti stabiliti dalla UNI EN ISO 7726:2002 STRUM MENTAZI IONE IMPIEGAT TA MULTIACQUISITORE BABUC TERMOIGROMETRO STAZIONE METEOROLOGICA
4 STRUMENTAZIONE IMPIEGATA MULTIACQUISITORE BABUC: sonde 1. SONDA di TEMPERATURA Per la misura di temperatura in ambiente. In genere si pone ad 1,2 m da terra (temperatura all altezza del collo). 2. SONDA DOPPIA per la misura della temperatura superficiale del pavimento(t s ) e temperatura dell aria (h.20 cm). STRUM MENTAZI IONE IM MPIEGAT TA MULTIACQUISITORE BABUC TERMOIGROMETRO 3.SONDA PSICROMETRICA A ventilazione forzata con serbatoio di acqua distillata t per la misura di : STAZIONE T BS ( C) T BU ( C) UR (%) х (g/kg) Punto di rugiada Pressione di vapore STAZIONE METEOROLOGICA
5 STRUMENTAZIONE IMPIEGATA MULTIACQUISITORE BABUC: sonde 4.SONDA BAROMETRICA ASSOLUTA Sensore piezoelettrico per la misura della pressione atmosferica (hpa) 5.SONDA ANEMOMETRICA A filo caldo misura la velocità dell aria (va) e l intensità i à di turbolenza (TU) in tutte le direzioni o in maniera direzionale STRUM MENTAZI IONE IM MPIEGAT TA MULTIACQUISITORE BABUC TERMOIGROMETRO 6.SONDA GLOBOTERMOMETRICA Globo in rame nero opaco (riflessione < 2%) cavo al suo interno, al centro del quale è montato un sensore termometrico. La temperatura rilevata (T g ) consente al BABUC di determinare la temperatura media radiante (T mr ), nota la temperatura secca e la velocità dell aria. STAZIONE METEOROLOGICA
6 STRUMENTAZIONE IMPIEGATA MULTIACQUISITORE BABUC: sonde 7.SENSORE DI ASIMMETRIA RADIANTE Radiometro netto impiegato per determinare l asimmetria radiante ed altri parametri da essa derivanti quali gli insoddisfatti da asimmetria radiante (%); deve essere abbinata con una sonda di temperatura dell aria. 8.SENSORE DI FLUSSO TERMICO Per la misura del flusso termico su pareti; se si abbinano 2 sonde di temperatura superficiale della parete esterna e due della parete interna si può calcolare la trasmittanza termica della parete. STRUM MENTAZI IONE IM MPIEGAT TA MULTIACQUISITORE BABUC TERMOIGROMETRO 9.SONDA LUXMETRICA Sensore per la misura dell illuminamento in ambienti interni o per applicazioni anche esterne secondo la risposta dell occhio umano (curva di visibilità). STAZIONE METEOROLOGICA i t d ll hi ( di i ibilità) STAZIONE 10.SENSORI DI GAS Per la misura della concentrazione di una serie di gas in ambienti confinati: CO, CO 2, NO, NO 2, H, O 2, O 3, NH 3, CH 4, VOCs.
7 STRUMENTAZIONE IMPIEGATA TERMOIGROGRAFO A CAPELLO serie 1750 Per registrazione settimanalegiornaliera della temperatura e dell umidità relativa. Ad orologeria meccanica a carica manuale o ad orologeria elettronica al quarzo. STRUM MENTAZI IONE IM MPIEGAT TA MULTIACQUISITORE BABUC TERMOIGROMETRO Due pennini registrano su carta rotante l andamento di T ( C) e UR(%) STAZIONE METEOROLOGICA
8 STAZIONE METEOROLOGICA OREGON Per monitorare le condizioni interne SCIENTIFIC ed esterne temperatura, umidità relativa e pressione atmosferica. È dotata di due sensori interni ed esterni wireless. wireless di MPIEGAT TA STRUM MENTAZIIONE IM STRUMENTAZIONE IMPIEGATA MULTIACQUISITORE BABUC TERMOIGROMETRO STAZIONE METEOROLOGICA
9 OBIETTIVO: verifica delle condizioni di comfort ambientale dal punto di vista termoigrometrico Appartamento E4 (piano 1 )
10 Appartamento E4 (piano primo): 20 Novembre 27 Novembre 2010
11 Appartamento E4 (piano primo): 20 Novembre 27 Novembre 2010 Sistema di riscaldamento a pavimento a bassa temperatura Caldaie a condensazione (rendimento η > 97%) Infissi con vetri stratificati, migliore efficienza energetica ed acustica Tetti ventilati Extraspessore murario, spessore 47 cm: coibentazione spinta (acustica, termica e contro il surriscaldamento) Pannelli solari per produzione acqua calda sanitaria (70% del fabbisogno) Pannelli fotovoltaici per produzione di energia elettrica (0,6 KW annui) Serre Solari, previste solamente per 7 appartamenti 9 Vasche di raccolta interrate per accumulo delle acquee piovane Impianto di fitodepurazione per lo smaltimento delle acquee nere
12 Appartamento E4 (piano primo): 20 Novembre 27 Novembre 2010
13 UNI EN ISO 7730: Ergonomia degli ambienti termici. Determinazione analitica e interpretazione del benessere termico mediante il calcolo degli indici PMV e PPD e dei criteri di benessere termico locale.
14 Ipotesi preliminari: Attività metabolica: soggetto in attività sedentaria tipica di un soggetto in casa (UNI Resistenza termica del vestiario: EN ISO 7730): M = 1,2 met = 70 W/m 2
15 SOFTWARE DI ELABORAZIONE: InfoGAP (LSI lastem) È il programma per la gestione dei dati acquisiti con gli acquisitori della linea BABUC Modulo MICROCLIMA È il modulo aggiuntivo ad InfoGAP per il calcolo di alcuni degli indici microclimatici riconosciuti dagli standard internazionali (ISO)
16 Modulo MICROCLIMA Ambienti termici classificati in: 1.Ambienti moderati: il cui rischio per la salute è trascurabile ma esiste la possibilità che gli occupanti si trovino in condizioni di disagio termico. Permette di calcolare: PMV, PPD (%), DR(%) (ISO 7730), T O ( C) 2.Ambienti severi caldi: dove esiste un sensibile intervento del sistema di termoregolazione (vasodilatazione e sudorazione) dell organismo al fine di limitare il potenziale accumulo di calore del corpo. Gli indici di stress termico calcolati sono: WBGT (Wet Bulbe Globe Temperature) ( C) Stress termico 3.Ambienti severi freddi: dove esiste un sensibile intervento del sistema di termoregolazione (vasocostrizione, brivido) dell organismo al fine di limitare la potenziale eccessiva diminuzione della temperatura corporea.
17 InfoGAP (LSI lastem) 1. Individuazione dell archivio dei due multiacquisitori BABUC 2. Apertura del rilievo e grandezze acquisite
18 InfoGAP (LSI lastem) 3. Anteprima tabella - Temperatura all altezza delle caviglie: intervallo di acquisizione = 6 minuti
19 Modulo MICROCLIMA a. Selezione dell ambiente: Moderato b. Archivio configurazioni parametri soggetto
20 c. Impostazioni resistenza termica del vestiario d. Parametri del rilievo e selezione delle grandezze calcolate e riportate nel rapporto di prova
21 PARAMETRI DETERMINATI Il PMV (Predicted Mean Vote) è una funzione matematica che dipende da: vestiario, temperatura dell aria, attività svolta, temperatura media radiante, velocità dell aria, umidità. PMV = [0,303 e (-0,036 M) + 0,028]{(M-W) 3, [5733 6,99 (M-W) - p a ] 0,42 [( M-W)-58,15] 17 1, M (5867- p a ) - 0, M (34 - t a ) - f cl h c (t cl - t a )-3, f cl [(t cl +273) 4 -(t r +273) 4 ] } Dove: M= metabolismo energetico(w/m 2 ) W= potenza meccanica efficace (W/m 2 ) η=m/w p a = pressione parziale del vapor d acqua (Pa) h c = coefficiente di convezione tra aria e abiti (W/m 2 K) t a = temperatura dell aria ( C) f cl = coefficiente di area dell abbigliamento =f (I cl ) I li cl = isolamento termico dell abbigliamento (W K/m 2 ) t cl = temperatura superficiale media del vestiario ( C) t r = temperatura media radiante ( C)
22 PARAMETRI DETERMINATI Il PMV (Predicted Mean Vote) è una funzione matematica che dipende da: vestiario, temperatura dell aria, attività svolta, temperatura media radiante, velocità dell aria, umidità. PMV = [0,303 e (-0,036 M) + 0,028]{(M-W) 3, [5733 6,99 (M-W) - p a ] 0,42 [( M-W)-58,15] 17 1, M (5867- p a ) - 0, M (34 - t a ) - f cl h c (t cl - t a )-3, f cl [(t cl +273) 4 -(t r +273) 4 ] } Esso rappresenta il voto medio espresso da un ampio campione di persone residenti nello stesso ambiente, che esprimono la propria sensazione termica attraverso una scala psicofisica che va da un valore +3 (molto caldo) fino a -3 (molto freddo) passando per situazioni intermedie in cui lo 0 corrisponde alla neutralità. Il PMV è correlato sperimentalmente al PPD (Percentuale Prevista di Insoddisfatti) (%), parametro che esprime il numero di persone che sarebbero portate a lamentasi delle condizioni climatiche riscontrate. PPD = exp[-(0,03353 PMV 4 + 0,2179 PMV 2 )] la TEMPERATURA OPERATIVA, T O in C, che viene definita come la temperatura uniforme di un ambiente virtuale in cui il complesso degli scambi termici tra il soggetto e l ambiente virtuale it è pari alla somma degli scambi termici i per convezione e irraggiamentoi frasoggettoeambientereale.
23 PARAMETRI DETERMINATI Il DR (Rischio da correnti d aria): Dove: TU= intensità di turbolenza (%) v a = velocità dell aria (m/s) T a = temperatura dell aria ( C) Discomfort locale: DR = (34 T 05) 062 a )( v a 0,05) 0,62 (0,37 v a TU + 3,14) (%) Insoddisfatti da correnti d aria PD (%) Insoddisfatti da gradiente termico verticale INS grad (%) Insoddisfatti da temperatura del pavimento INS pav (%) Insoddisfatti da asimmetria radiante INS asimm (%)
24 RISULTATI DELLE ELABORAZIONI:
25 RISULTATI DELLE ELABORAZIONI - UOMO e DONNA AUTUNNO :
26 RISULTATI DELLE ELABORAZIONI - UOMO e DONNA INVERNO:
27 RISULTATI DELLE ELABORAZIONI - UOMO INVERNO:
28 RISULTATI DELLE ELABORAZIONI - UOMO INVERNO:
29 RISULTATI DELLE ELABORAZIONI - Discomfort Locale: T pavimento = 28,51 15,69 C Tpav ( C) Range ottimale( C) Categoria 28,51 15, C
30 RISULTATI DELLE ELABORAZIONI - Discomfort Locale: INSpav (%) Range Categoria ottimale(%) 18,1 5,9 <15 C
31 RISULTATI DELLE ELABORAZIONI - Discomfort Locale: Δvert ( C) Range Categoria ottimale( C) 0,36 <2 A
32 RISULTATI DELLE ELABORAZIONI - Discomfort Locale:
33 RISULTATI DELLE ELABORAZIONI - Andamento di Temperatura e Umidità Relativa: AFO GROGRA ERMOIG TE
34 RISULTATI DELLE ELABORAZIONI - Andamento di Temperatura e Umidità Relativa: TE ERMOIG GROGRA AFO UR = 60-80% NON RISPETTO DEI LIMITI NORMATIVA (50±10%) (UNI-CTI 10339)
35 RISULTATI DELLE ELABORAZIONI - Andamento di Temperatura e Umidità Relativa: TE ERMOIG GROGRA AFO CAMERA: T<20 C durante tutta la settimana
36 RISULTATI DELLE ELABORAZIONI - Andamento di Temperatura e Umidità Relativa: TE ERMOIG GROGRA AFO UR =90% PROBABILE USO DELLA DOCCIA
37 DISCOMFORT GLOBALE CONFIGURAZIONE UOMO AUTUNNO CONFIGURAZIONE DONNA AUTUNNO DISCOMFORT CON SENSAZIONE DI FREDDO CONFIGURAZIONE UOMO INVERNO CATEGORIA B CONFIGURAZIONE DONNA INVERNO CATEGORIA C DISCOMFORT LOCALE Non sono o state notate situazioni stua di disuniformità locali che possano aver indotto negli inquilini sensazioni di disagio.
38 L analisi dei risultati, condotta secondo le specifiche tecniche e normative, ha permesso di definire in modo rigoroso le condizioni termoigrometriche dell appartamento monitorato, sia dal punto di vista globale che locale, al fine di valutare l effettiva rispondenza degli interventi di edilizia bioclimatica eseguiti fino ad oggi. Forte dipendenza dalle modalità di conduzione e regolazione del sistema di riscaldamento in dotazione da parte degli occupanti e dalle abitudini di vita degli stessi Le condizioni di comfort dipendono strettamente dalle condizioni ambientali esterne e quindi dalla resistenza termica del vestiario degli utenti
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