Impianti tecnici per l edilizia

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1 Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Civile il Impianti tecnici per l edilizia (5 CFU) a. a. 2009/10 Elisa Moretti Università degli Studi di Perugia Dipartimento di Ingegneria Industriale, sezione di Fisica Tecnica [email protected] Web site:

2 Programma del Corso (40 ore) 1. Benessere termoigrometrico p condizionamento e impianti di climatizzazione e 2. Acustica 3. Illuminotecnica Benessere esse e termoigrometrico o et e impianti di climatizzazione a e condizionamento 1. Benessere termoigrometrico e qualità dell aria Benessere termoigrometrico e indici del benessere; influenza dei principali parametri ambientali sul benessere (temperatura, umidità relativa, velocità dell aria, ecc.). Cause di discomfort locale (asimmetria radiante, correnti d aria, gradiente termico verticale, ecc.). Diagrammi del benessere. Qualità dell aria e ventilazione degli edifici: metodi semplificati di valutazione e dimensionamento dei sistemi di ventilazione. Principi e tipologie dei sistemi di filtrazione. Strumentazioni di misura (in laboratorio). 2. Carichi termici Condizioni i i interne ed esterne di progetto ecalcolo l dei carichi termici i estivi i ed invernali: carichi termici i esterni (trasmissione attraverso l involucro edilizio, infiltrazione, ventilazione) ed interni (persone, macchinari, illuminazione). 3. Impianti di climatizzazione Classificazione degli impianti di climatizzazione. Criteri di progettazione degli impianti di riscaldamento e condizionamento convenzionali. Fabbisogno energetico degli edifici ed impianti: normativa e verifiche ai sensi della Legislazione vigente. Descrizione e dimensionamento dei principali elementi costituenti gli impianti (terminali di immissione dell aria in ambiente, canalizzazioni, unità di trattamento aria, ventilconvettori, circuiti idraulici, macchine termiche e frigorifere). Corso di Impianti tecnici per l'edilizia - E. Moretti 2

3 3 Programma del Corso 1. Benessere termoigrometrico p condizionamento e impianti di climatizzazione e 2. Acustica 3. Illuminotecnica 1. Acustica architettonica Acustica Progettazione acustica e trattamenti acustici delle sale; indici di qualità acustica delle sale. 2. Acustica ambientale Il rumore: effetti del rumore sull uomo, indici di valutazione del rumore. Propagazione del suono negli ambienti aperti e valutazione dell attenuazione (divergenza sferica, condizioni climatiche, effetto suolo, presenza di barriere e ostacoli). Barriere acustiche: caratteristiche principali p e dimensionamento. Riferimenti normativi. Cenni su piani di risanamento e zonizzazioni acustiche. 3. Acustica edilizia Trasmissione del suono attraverso le strutture, cenni sui requisiti acustici passivi degli edifici. 4. Strumentazionit i di misura (in laboratorio).

4 4 Programma del Corso 1. Benessere termoigrometrico e impianti di climatizzazione e 2. Acustica 3. Illuminotecnica condizionamento Illuminotecnica 1. Cenni sugli apparecchi e le sorgenti luminose 2. Metodi semplificati di progettazione illuminotecnica i i (flusso totale, t punto-punto); t 3. Progettazione illuminotecnica di ambienti confinati nei seguenti casi di studio: Residenze; Scuole; Ambienti commerciali; Ospedali e ambienti medici; Gallerie d arte e musei; 4. Progettazione illuminotecnica di ambienti aperti: Strade; Gallerie stradali; Architetture e monumenti. 5. Inquinamento luminoso: Cenni sulle recenti Leggi e regolamenti regionali 6. Strumentazioni di laboratorio (verifiche illuminotecniche e proprietà ottiche dei materiali)

5 5 Testi consigliati C. Buratti: Impianti di Climatizzazione e Condizionamento, Morlacchi Editore, M. Felli: Lezioni di Fisica Tecnica e Ambientale: Trasmissione del Calore, Acustica, Tecnica dell Illuminazione, Nuova edizione a cura di Cinzia Buratti, Morlacchi Editore, TESTI INTEGRATIVI G. Moncada Lo Giudice S. Santoboni, Acustica, ESA Masson, 1995.

6 6 1. Impianti di Climatizzazione e Condizionamento BENESSERE TERMOIGROMETRICO

7 7 Il benessere negli ambienti confinati Il benessere è quella condizione mentale che esprime soddisfazione nel confronti dell ambiente termico ASRHAE ( America Society of Heating Refrigerating and Air Conditioning Engineers) La neutralità termica è una condizione necessaria ma non sufficiente; Il benessere è legato oltre alla temperatura ad altri parametri: Umidità relativa dell aria; Velocità dell aria; Purezza dell aria; Temperatura delle superfici radianti; Vestiario e attività svolta dagli occupanti. Il benessere è una condizione soggettiva legato alla stato psicologico dell individuo La progettazione degli impianti e delle strutture è finalizzata al benessere degli occupanti, ovvero a rendere minimo il numero degli insoddisfatti.

8 8 BILANCIO TERMOIGROMETRICO DEL CORPO UMANO Il corpo umano è un sistema termodinamico che trasforma energia di prima specie in calore e lavoro con rendimenti modesti ( METABOLISMO) -Sistemi di termoregolazione: -Regolazione basomotoria (fisiologica) -Regolazione comportamentale (livello di attività fisica e vestiario) M Bilancio energetico del corpo umano = ± S ± L ± C M = potenza termica prodotta dal metabolismo (W/m 2 ); S = potenza termica accumulata o ceduta dal corpo (W/m 2 ); L = lavoro meccanico scambiato dal corpo con l'esterno (W/m 2 ); C = potenza termica scambiata per convezione (W/m 2 ); K = potenza termica scambiata per conduzione (W/m 2 ); R = potenza termica scambiata per irraggiamento (W/m 2 ); W = potenza termica scambiata attraverso la respirazione (W/m 2 ); E = potenza termica scambiata per evaporazione e traspirazione (W/m 2 ). Relazione di Du Bois ± A = 0.202m Ask= superficie della pelle (m 2 ); m = massa del soggetto (kg); h = statura del soggetto (m). sk K h ± R ± W E

9 9 BILANCIO TERMOIGROMETRICO DEL CORPO UMANO Il valore ottenuto con la relazione di Du Bois deve essere moltiplicato per un fattore fcl definito come il rapporto tra la superficie di corpo coperta dagli abiti e la superficie nuda, per tener conto della reale superficie di scambio termico di un soggetto vestito. Valori tipici di f cl: è un fattore di correzione che tiene conto della reale superficie di scambio termico di un soggetto vestito Abbigliamento Pantaloni aderenti, camicia i amaniche corte Pantaloni aderenti, camicia a maniche lunghe 1.20 Pantaloni aderenti, camicia a maniche lunghe, giacca 1.23 Pantaloni lenti, camicia a maniche lunghe, maglione, maglietta intima 1.28 Pantaloni lenti, camicia a maniche lunghe, maglione, giacca, biancheria intima pesante 1.33 Gonna, camicia a maniche corte, collant, sandali 1.26 Gonna, camicia a maniche lunghe, sottoveste, collant 1.29 Gonna lunga, camicia a maniche lunghe, giacca,collant 1.46 Tuta a maniche lunghe, maglietta 1.23 f cl

10 10 BILANCIO TERMOIGROMETRICO DEL CORPO UMANO 1 met = W/mq (soggetto seduto a riposo) Valori del metabolismo per diverse attività Attività soggetto met Attività soggetto met coricato 0.7 fornaio seduto 1.0 operaio edile in piedi 1.2 operaio meccanico camminare lentamente 2.0 operaio elettrico camminare velocemente 2.6 commesso di negozio guidare un automobile 1.5 orologiaio guidare una moto 2.0 tennis guidare un camion 3.2 squash guidare un aereo 2.0 Pallacanestro pulire casa 2.5 Ballo cucinare 1.8 golf fare shopping 1.6 pesca Ossigeno Attività consumato (l/min) leggera < media pesante molto pesante estremamente pesante > 2 Metabolismo M (equazione proposta da Nishi) M = 351 (0.23 RQ ) VO 2 /Ask (W/m 2 ) RQ = quoziente di respirazione, pari al rapporto tra il volume di CO 2 prodotta e il volume di O 2 immesso; VO 2 = volume di O 2 consumato (l/min) a T = 0 C e P = 1 atm.

11 BILANCIO TERMOIGROMETRICO DEL CORPO UMANO Corso di Impianti tecnici per l'edilizia - E. Moretti 11 Potenza termica ceduta o accumulata S 1. Condizione di omotermia ( regime stazionario) (S = 0) M = ± L ± C ± K ± R ± W E (W/m 2 ) 2. Il calore immagazzinato è pari all incremento di energia interna S= S sk (pelle) +S cr ( muscoli e organi interni) S sk = α mc sk A sk p,b dt dτ sk S cr = (1 α sk A sk )mc p,b dt dτ cr αsk = frazione della massa del corpo concentrata nel compartimento pelle; m = massa del corpo (kg); cp,b = calore specifico del corpo (kj/kg C); Ask = superficie i di Du Bois (m2); Tcr = temperatura del compartimento interno ( C); Tsk = temperatura del compartimento pelle ( C); τ = tempo (s).

12 12 BILANCIO TERMOIGROMETRICO DEL CORPO UMANO Lavoro meccanico L ( valori modesti, trascurato perché dello stesso ordine di grandezza dell errore commeso per valutare M) Attività Rendimento (%) Attività Rendimento (%) Spalare con busto piegato 3 Camminare in salita 15 Spalare con busto eretto 6 Salire le scale 20 Avvitare con cacciavite 5 Spingere un carrello 24 Sollevare pesi 9 Pedalare in bicicletta 25 Potenza termica scambiata per convezione C= h cc (Tsk-Ta) h cc = h c (P/P 0 ) 0.55 (W/m 2 K) h c =8.3v 0.6 h c =3.12 Equazioni per il calcolo del coefficiente di convezione Equazione Campo di validità Autori 0.2 < v < < v < 0.2 Mitchell h c = v 0.87 h c = < v < < v < 0.15 Colin - Houdas h c =8.6v < v < 2.0 v = velocità del soggetto Nishi - Gagge h c = 5.7(M-0.8) < M < 3.0 Gagge et Al. h c =6.5v < v < 2.0 v = velocità del soggetto Nishi - Gagge h c = 14.8v 0.69 h c = <v< < < v < 0.15 h c in W/m 2 K; v in m/s; M in met. Seppenam et Al.

13 13 BILANCIO TERMOIGROMETRICO DEL CORPO UMANO Potenza termica scambiata per conduzione Abbigliamento I cl (clo) Pantaloni aderenti, camicia a maniche corte clo = m 2 C/W (individuo vestito con slip, camicia, pantaloni, giacca, calzini, scarpe) Pantaloni aderenti, camicia a maniche lunghe Pantaloni aderenti, camicia a maniche lunghe, giacca 0.96 Pantaloni lenti, camicia a maniche lunghe, maglione, maglietta intima 1.01 Pantaloni lenti, camicia a maniche lunghe, maglione, giacca, biancheria intima pesante 1.30 Potenza termica scambiata per irraggiamento R Gonna, camicia a maniche corte, collant, sandali 0.54 Gonna, camicia a maniche lunghe, sottoveste, collant 0.67 Gonna lunga, camicia a maniche lunghe,,g giacca,collant 1.10 Tuta a maniche lunghe, maglietta 0.72 ε = emissività media della superficie del corpo e del vestiario (-); h = +T)] 3 2 r 4εσ(A/A sk )[0.5(T cl r (W/m K) σ = costante di Stefan-Boltzmann (5.679x10-8 W/m 2 K 4 ); oppure h 471ε 2 r = 4.71 ε (W/m K) A = effettiva superficie corporea che partecipa agli scambi radiativi (es. A/A sk = per una persona seduta, A/A sk = per una persona in piedi [5]); T cl = temperatura della superficie del vestiario (K); T r = temperatura media radiante dell ambiente (K).

14 BILANCIO TERMOIGROMETRICO DEL CORPO UMANO Corso di Impianti tecnici per l'edilizia - E. Moretti 14 Potenza termica scambiata per respirazione W Ad ogni atto respiratorio,entra nel corpo aria nelle condizioni di temperatura ed umidità relativa dell'ambiente ed esce aria ad una temperatura di circa 34 C ed in condizioni sature; per temperatura dell'aria pari a 20 C, la potenza termica ceduta, a seconda del livello di attività, varia tra 2 e 5 W/m2 e può essere trascurata Potenza termica scambiata per evaporazione E la cessione di potenza termica per evaporazione avviene in tre modi: 1. a livello dell'epidermide (sudorazione), 2. dei tessuti 3. a livello polmonare; Complessivamente una persona può produrre fino a un litro di liquido per ora, a cui corrisponde una potenza termica di circa 675 W.

15 INDICI DEL BENESSERE (classificazione ASHRAE) Diretti Derivati razionalmente Empirici Gli indici diretti sono ottenibili mediante operazioni di misura: temperatura dell'aria (Ta) umidità relativa (φ); velocità dell'aria (v); temperatura di bulbo umido (Tb); temperatura del punto di rugiada (Tdp); temperatura a bulbo secco naturalmente ventilato (Tdb). Gli indici derivati razionalmente sono ottenuti con relazioni tra grandezze direttamente misurate; di questi vanno citati i seguenti: temperatura media radiante (Tr): è la temperatura uniforme di una cavità nera nella quale il calore scambiato per irraggiamento dal corpo umano eguaglia quella scambiata nell'ambiente reale, a temperatura non uniforme. temperatura operativa (To): la temperatura uniforme di un ambiente fittizio nel quale il soggetto scambia per convezione e irraggiamentoi la stessa quantità di calore che scambia nell'ambiente reale; temperatura operativa umida (Toh):è la temperatura uniforme di un ambiente con φ=100%, nel quale un soggetto scambia globalmente una quantità di calore pari a quella reale; indice di stress termico (HSI)= E/E MAX *100 è il rapporto percentuale tra la potenza termica totale perduta per evaporazione, necessaria per raggiungere l'equilibrio termico ed il valore massimo nelle condizioni termoigrometriche dell'ambiente considerato. HSI>100 si ha un riscaldamento del corpo; HSI<0 si ha un raffreddamento; nelle situazioni intermedie diverse condizioni di sforzo termico. Corso di Impianti tecnici per l'edilizia - E. Moretti 15

16 INDICI DEL BENESSERE 16 Gli indici empirici stabiliscono una correlazione tra parametri ambientali e sensazioni; tra questi ricordiamo: temperatura effettiva (ET): combina gli effetti di temperatura a bulbo secco, a bulbo umido ed umidità, in modo tale che ambienti anche con valori diversi di detti parametri producano una sensazione termica equivalente; essaèdefinitacomelatemperaturadibulboseccodiunambientemantenutoin condizioni uniformi ed avente umidità relativa pari al 50%, nel quale le persone scambiano globalmente l la stessa quantità di calore dell'ambiente ad umidità variabile utilizzato durante le prove; Condizioni:M = 1 met; la velocità aria è 0.2 m/s ed il tempo di esposizione è di un'ora; Temperatura effettiva corretta (ET*): La temperatura effettiva corretta è definita in termini di temperatura operativa e per la sua stessa origine coinvolge la Temperatura media radiante, temperatura dell aria e pressione del vapor d acqua. Essa è definita dall'ashrae come la temperatura equivalente dell aria di un ambiente isotermico con umidità relativa del 50% in cui un soggetto avrebbe la stessa sensazione termica, lo stesso carico fisiologico e gli stessi scambi termici che ha nell'ambiente reale con la stessa velocità dell'aria: sutaleindicesibasala scala del Diagramma ASHRAE del benessere;

17 INDICI DEL BENESSERE 17

18 INDICI DEL BENESSERE 18 temperatura del globotermometro (Tg): è la temperatura di equilibrio raggiunta da una cavità nera del diametro di circa 15 cm, collocata all'interno dell'ambiente; essa combina gli effetti fisici della temperatura di bulbo umido, della velocità dell'aria e dello scambio di calore per irraggiamento; indice di vento freddo (WCI): è un indice introdotto per valutare le perdite di calore del corpo umano quando è soggetto a condizioni severe in climi freddi; indice di temperatura con bulbo umido e globotermometro WBGT WBGT = 0.7 Twb Tg+ 0.1 Tdb ( C) ( ambienti esterni con irraggiamento) WBGT = 0.7 Twb Tg ( C) ( assenza di irraggiamento o interni)

19 INDICI DEL BENESSERE voto medio previsto (PMV) = funzione(m,icl,t,tr,velocità aria,umidità relativa) Percentuale prevista di insoddisfatti (PPD) ISO 7730 Voto medio previsto in funzione della percentuale prevista di insoddisfatti Corso di Impianti tecnici per l'edilizia - E. Moretti 19

20 TEMPERATURA DELL ARIA La temperatura dell'aria non è sufficiente a definire le condizioni di benessere e con il solo controllo di essa la percentuale di soggetti pienamente favorevoli non supera il 60-65%, con una percentuale di insoddisfatti del 5% ed il rimanente 30-35% in condizioni di leggera insoddisfazione. Studi di Hoppe: Legame tra temperatura media della pelle e temperatura dell'aria; la linea continua rappresenta l'andamento di Tsk. La linea tratteggiata rappresenta il valore medio di Tsk ritenuto da Fanger ottimale per le condizioni di comfort termoigrometrico. M = 1met; Icl=1 clo. Altri valori sono suggeriti dalla UNI EN ISO 7730 ( per garantire PPD <10% e PMV=-0,5 +0,5): To=20-24 C; To=23-26 C, estiva. Valori di progetto di temperatura t e umidità relativa per locali li generici i raccomandati dalla UNI Variabile Inverno Estate Temperatura interna ( C) Umidità relativa minima (%) Umidità relativa massima (%) Corso di Impianti tecnici per l'edilizia - E. Moretti 20

21 UMIDITA RELATIVA La norma UNI-CTI suggerisce i valori di umidità relativa riportati in tabella, associati a differenti valori di temperatura. Il diagramma ASHRAE del benessere indica un'area di benessere delimitata fra valori di umidità relativa compresi tra il 30 e il 70%. Gli stessi valori sono riportati nella norma UNI-EN-ISO 7730 sia per il caso invernale che estivo. VELOCITA DELL ARIA Valori della velocità media dell aria secondo la ISO-DIS 7730 e la ASHRAE Categoria dell ambiente ( diversi valori PMV e PD) Inverno Estate T o ( C) v (m/s) T o ( C) v (m/s) A - condizioni termoigrometriche stringenti 22 ± ± B condizioni termoigrometriche intermedie 22 ± ± C - sono accettati valori di PPD più elevati 22 ± ± PP D Studi di Fanger: Percentuale degli insoddisfatti in funzione della velocità media dell'aria all'altezza del collo, per diverse temperature VELOCITA MEDIA ARIA (m/s) Corso di Impianti tecnici per l'edilizia - E. Moretti UNI 10339: Condizioni standard: 0,15 m/sec; V=0,05 m/sec per camere sterili; V= 0,40 m/sec per cucine in ristoranti 21

22 CAUSE DI DISCOMFORT LOCALE Corso di Impianti tecnici per l'edilizia - E. Moretti 22 Sono dovute a valori locali delle grandezze fondamentali diversi da quelli medi e quindi da quelli predefiniti. Le principali sono: 1. asimmetria radiante; 2. gradiente termico verticale; 3. temperatura del pavimento; 4. correnti d'aria.

23 23 CAUSE DI DISCOMFORT LOCALE Asimmetria radiante: Tpr è definita come la differenza tra la temp. radiante planare di due superfici opposte. Per temperatura radiante planare si intende la temperatura radiante proveniente dalla direzione perpendicolare alla superficie di misura; può essere calcolata come somma delle temperature superficiali assolute elevate alla quarta potenza e moltiplicate ciascuna per un fattore angolare che dipende dalla posizione reciproca delle pareti (e può essere determinato analiticamente o mediante appositi normogrammi): Tpr = temperatura radiante planare (K); 4 n 4 4 T = f T (K ) Ti = temperatura assoluta della superficie i-esima (K); 1 pr i= p.i i fp.i = fattore angolare tra la superficie di misura e la i-esima superficie. Studi di Fanger: Percentuale degli insoddisfatti in funzione della temperatura asimmetrica radiante Cat. B CATEGORIA (ISO 7730) A - condizioni termoigrometriche stringenti ti ti B condizioni termoigrometriche intermedie C - sono accettati valori di PPD più elevati TEMPERATURA ASIMMETRICA RADIANTE ( C) soffitto parete soffitto parete caldo fredda freddo calda < 5 < 10 < 14 < 23 < 5 < 10 < 14 < 23 < 7 < 13 < 18 < 35

24 24 Gradiente termico verticale Le normative ISO-DIS 7730 e ASHRAE indicano il valore limite di 3 C per la differenza di temperatura dell'aria testa (1.1 m dal suolo) - caviglie (0.1m ), in corrispondenza della quale, secondo Olesen si ha una PPD pari al 5% (Studi in camera climatica) Andamento della temperatura dell'aria in funzione della distanza dal pavimento per vari tipi di impianti di riscaldamento Percentuale degli insoddisfatti in funzione della differenza di temperatura tra testa e caviglie

25 25 La temperatura del pavimento ( influenza gli scambi per conduzione e irraggiamento) Nei locali li occupati da persone scalze (ad esempio palestre e spogliatoi) i) risulta importante il materiale del pavimento e si trovarono i seguenti campi di temperatura ottimali (Olesen): fibre tessili (tappeti, moquettes) C legno di pino C legno di quercia C calcestruzzo C Influenza della tempo di esposizione Con scarpe e calze Legno Cemento PPD (soggetti scalzi) in funzione della temperatura del pavimento, per differenti tempi di esposizione. ISO 7730: Tp = C (cat cat. Ae B); Tp = C ( cat. C)

26 26 Le correnti d aria Il flusso d'aria è sempre turbolento; si definisce intensità della turbolenza (TU) il rapporto tra la deviazione standard della velocità ed il suo valore medio. σ TU = v ( v) 100 σ(v) =deviazione standard della velocità, ossia lo scostamento dalla media del valore effettivo di velocità in funzione del tempo e dello spazio; v = media della velocità dell aria. Fanger elaborò un modello matematico in grado di determinare la PPD in funzione dell'intensità della turbolenza, della velocità media dell'aria e della sua temperatura. PPD = (34 - Ta) (v ) 0.62 (0.37vTU+3.14) (%) PPD = percentuale di persone insoddisfatte (%); Ta = temperatura dell'aria ( C); v = velocità media dell'aria (m/s); TU = intensità della turbolenza (%).

27 Le correnti d aria Percentuale degli insoddisfatti in funzione dell intensità della turbolenza, per diversi valori della velocità media dell aria in corrispondenza del soggetto Combinazioni di temperatura, velocità media dell'aria ed intensità della turbolenza che provocano una PPD del 15% Percentuale Prevista di Insoddisfatti da corrente d aria per diverse categorie di ambienti moderati secondo la ISO DIS 7730 DR= Draught risk Categoria A PPD da DR < 10% Categoria B PPD da DR < 20 % Categoria C PPD da DR < 30 % Corso di Impianti tecnici per l'edilizia - E. Moretti 27

28 L EQUAZIONE ED I DIAGRAMMI DEL BENESSERE Fanger elaborò diagrammi del benessere nei quali i parametri oggettivi dell'ambiente furono correlati con quelli soggettivi e fisiologici degli occupanti. I fattori considerati furono i seguenti: 1. livello di attività, dal quale dipende la produzione di calore metabolico (M); 2. resistenza termica dell'abbigliamento (Icl); 3. temperatura dell'aria (Ta); 4. temperatura media radiante (Tr); 5. velocità dell'aria (v); 6. umidità relativa dell'aria, per la quale si fa riferimento alla pressione parziale del vapor d'acqua (P). NOTA : I diagrammii sono utili in fase di collaudo. Fanger sviluppò due relazioni che legano il livello di attività (M) con la temperatura media della pelle (Tsk) e con l'entità della sudorazione (E), ottenute, in condizioni di neutralità termica, interpolando i dati di Rholes e Nevins: Tsk= M ( C) E = 0.42(M ) (W/m 2 ) Il bilancio termoigrometrico del corpo umano può essere scritto nella forma implicita: f(m, Icl, E, Tsk, v, Tr, Ta, P) = 0 M = ± S ± L ± C ± K ± R ± W E diventa: f '(M, Icl, v, Tr, Ta, P) = 0 Corso di Impianti tecnici per l'edilizia - E. Moretti equazione del benessere di Fanger 28

29 I DIAGRAMMI DEL BENESSERE 29 Convezione nulla Relazioni i tra temperatura t dell'aria, temperatura media radiante e velocità dell'aria Ipotesi: Isolamento termico dell abbigliamento pari a 0.5 clo,, attività sedentaria pari a 1met umidità relativa pari al 50% Relazioni i tra temperatura t operativa e velocità e diversi livelli di attività Ipotesi: isolamento termico dell abbigliamento pari a 0.5 clo, umidità relativa pari al 50%

30 I DIAGRAMMI DEL BENESSERE ( ASHRAE) Corso di Impianti tecnici per l'edilizia - E. Moretti 30 IPOTESI: M = 1met Icl = 0.5 clo in estate e Icl= 0.9 clo in inverno; la velocità dell'aria è: minore di 0.25 m/s in estate minore di 0.15 m/s in inverno. In inverno il comfort è garantito per valori della temperatura effettiva compresi nell'intervallo C, mentre in estate l'intervallo è spostato tra 22.8 e 26.1 C; l'umidità relativa è mediamente compresa nell'intervallo 30-70% (estate e inverno).

31 31 RIFERIMENTI NORMATIVI 1. UNI EN ISO International Standard: Moderate Thermal Environments. Determination of the PMV and PPD Indices and Specification of the Conditions for Thermal Comfort; 2. ISO-DIS : Analytical determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort; 3. ASHRAE : Thermal environmental conditions for human occupancy; 4. UNI-CTI 10339: Impianti aeraulici ai fine del benessere. Generalità, classificazione e requisiti. Regole per la richiesta d offerta, l'offerta, l ordine e il collaudo. Categoria Categorie per gli ambienti termici secondo la ISO-DIS 7730 e limiti per il comfort globale e localizzato Comfort globale Percentuale Prevista di Insoddisfatti PPD % Voto Medio Previsto PMV Discomfort localizzato Insoddisfatti da Insoddisfatti da Insoddisfatti da Insoddisfatti da corrente d'aria differenza verticale temperatura del asimmetria DR % della temperatura pavimento radiante DR* % T ( C) % T p ( C) % T pr ( C)** A < < 10 < 3 < 2 < < 5 - B < < 20 < 5 < 3 < < 5 - C < < 30 < 10 < 4 < < 10 - * variabile a seconda della velocità media dell aria e dell intensità di turbolenza ** variabile a seconda del tipo di superficie (soffitto caldo, parete fredda, soffitto freddo, parete calda)

32 I NUOVI MODELLI ADATTIVI 32 Nel modello adattivo l occupante di un edificio non è più semplicemente inteso come un soggetto passivo, così come appariva nel modello statico, ma come un agente attivo che interagisce a tutti i livelli con l ambiente in cui soggiorna. Il modello adattivo introduce quindi algoritmi di controllo e di risposta che permettono di migliorare il livello di comfort termico degli occupanti e di ridurre il consumo di energia. Alla base del modello di comfort adattivo c è la convinzione che il soggetto, consciamente o incosciamente, svolga un ruolo attivo nella creazione delle condizioni termiche che preferisce e che, per raggiungere più facilmente la soddisfazione nei confronti del microclima, attua un processo di adattamento, definito come quel processo di graduale diminuzione delle reazioni individuali agli stimoli ambientali. Si distinguono tre tipi di adattamento: comportamentale: complesso dei cambiamenti che una persona mette in atto, consciamente o no, per modificare i parametri tiche regolano il bilancioi termico del corpo; può essere suddiviso in personale, tecnologico e culturale; fisiologico: l esposizione prolungata a date condizioni riduce lo stress; nelle condizioni tipiche degli ambienti moderati questo tipo di adattamento ha un influenza trascurabile sulla percezione del comfort; psicologico: le esperienze pregresse eleaspettative modificano la percezione degli stimoli sensoriali e la reazione ad essi.

33 33 I NUOVI MODELLI ADATTIVI Un modello di questionario viene suggerito dalla norma UNI-EN-ISO 10551;esso può essere integrato con ulteriori domande connesse alle opportunità per gli occupanti di fare uso di controlli del loro intorno termico e della soddisfazione derivante da ciò, per valutare l influenza dell aspetto comportamentale nell adattamento personale all ambiente termico. I punti salienti del questionario riguardano: - sensazione termica; -comfort; - preferenza termica; - accettabilità; - tollerabilità; - possibilità di un controllo individuale del microclima; - soddisfazione riguardo al controllo individuale; - uso dei diversi meccanismi di controllo del microclima. In ogni caso nessuno dei modelli proposti ha ancora trovato conferme e consensi, ed è il motivo per cui la ISO-DIS si occupa dell adattamento solo in modo qualitativo. Presso il Dipartimento t di Ingegneria Industriale dell Università ità di Perugia Sezione di Fisica Tecnica sono attualmente in corso indagini sperimentali basate sui modelli adattivi.