BENESSERE AMBIENTALE ED IMPLICAZIONI PROGETTUALI. Relatore: Dr.Ing. Francesco Carrer

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1 BENESSERE AMBIENTALE ED IMPLICAZIONI PROGETTUALI Relatore: Dr.Ing. Francesco Carrer

2 Comfort Psicologico Comfort Termoigrometrico Condizioni di Benessere Ambientale Comfort Respiratorio Olfattivo Comfort Visivo Comfort Acustico

3 Salute e benessere ambientale Per stato di benessere ambientale si intende la completa soddisfazione per l'ambiente entro il quale si vive ed opera. Si può raggiungere il benessere ambientale allorquando alcune grandezze fisiche, caratterizzanti l'ambiente, assumono opportuni valori. Le strategie costruttive attive e/o passive, di cui si tratterà in seguito, hanno proprio lo scopo di controllare opportunamente i valori di queste grandezze: temperatura (a bulbo secco) dell aria; umidità dell aria; velocità dell'aria nella zona occupata; temperatura media radiante pareti; qualità dell aria. CONTROLLATE DAL PROGETTISTA Tale controllo dovrà essere condotto in modo che: la naturale rumorosità non costituisca disturbo all ambiente controllato ed all esterno; vi sia la massima efficienza energetica. attività fisica. vestiario indossato CONTROLLATE DAL SOGGETTO

4 STRATEGIE PROGETTUALI Condizioni di Benessere Ambientale

5 Il metabolismo Per metabolismo s intende il complesso delle trasformazioni chimiche, essenzialmente di ossidazione, mediante il quale il fisico opera la trasformazione dell energia potenziale chimica contenuta negli alimenti, e nelle sue riserve, in energia termica e meccanica. Metabolismo, secondo le diverse attività, per un individuo medio (superficie corporea 1,8 m 2 ). Attività dell'individuo metabolismo (W) Riposo completo (sdraiato) 80 Seduto, in riposo 100 Seduto, addetto a lavoro leggero (scrittura) 120 In piedi, rilassato 125 Commesso di negozio, impiegato di banca 150 Lavoro medio di una casalinga 200 Danza moderata 250 Lavoro moderatamente pesante, marcia a 5 km/h 280 Lavoro molto pesante, salita con pendenza 15% a 5 km/h 700 Lavori pesantissimi, salita rapida di una scala, corsa competitiva 800 e più

6 Lo scambio termico tra ambiente ed organismo umano In relazione al tipo di attività svolta, l individuo deve cedere calore all ambiente circostante. Tale cessione avviene mediante fenomeni di: convezione; conduzione; irraggiamento; espirazione; traspirazione. La quota relativa alla conduzione si può omettere, nei casi oggetto di discussione, data la sua trascurabile entità.

7 Equazione di bilancio termico M = C + R + E ± I + L Il calore ceduto per evaporazione E si può, convenientemente, suddividere in due componenti: Eo = calore perduto dalla perspirazione insensibile ovvero dalla respirazione e dalla traspirazione; Es = calore perduto per l evaporazione del sudore. Si osserva che il valore L risulta essere di molto inferiore rispetto al valore di M, pertanto sarà legittimo trascurarlo. Dalla precedente, in condizioni di equilibrio termico (I = 0), considerando che l aliquota Eo si mantiene pressochè costante qualunque sia la temperatura e l umidità assumendo un valore di circa 30 W, si ricava: M - 30 = C + R + Es L eguaglianza precedente descrive l equilibrio termico dell individuo, equilibrio che potrà essere raggiunto con maggiore o minore senso del benessere.

8 Equazione di bilancio termico - considerazioni (II) M - 30 = C + R + Es La quantità di calore C + R dipende da: temperatura dell aria; velocità dell aria; temperatura delle pareti; tipo di vestiti indossati. Se C + R compensa da sola il termine M - 30 => Es = 0 ovvero l individuo non suda. Se C + R risulta essere troppo elevata l organismo mette in moto il meccanismo della termoregolazione, il quale tenterà di combattere la sensazione di freddo mediante il restringimento dei vasi capillari diminuendo di fatto la temperatura superficiale della pelle; se ciò non dovesse bastare il corpo sarà interessato da brividi (lavoro meccanico), i quali causeranno l aumento del metabolismo. Se C + R risulta essere troppo bassa l organismo dilata i vasi sanguigni in guisa da aumentare la temperatura superficiale, quindi, nel caso ciò non bastasse, l organismo stesso farà funzionare le ghiandole sudorifere la cui azione favorirà la diminuzione del calore attraverso l evaporazione del sudore (Es > 0).

9 Rendimento dell attività lavorativa

10 APPROCCI METODOLOGICI (I) Prof. O. Fanger Modello PMV (Predicted Mean Vote) Sperimentazioni condotte rilevando le condizioni ottimali in camera climatica senza che l individuo avesse possibilità di modificazione dei parametri fissati (termoigrometrici, vestiario, metabolismo) ISO 7730 (applicazione in edifici condizionati meccanicamente) Prof. R. Dear Modello Adattivo Sperimentazioni condotte rilevando le condizioni ottimali considerando la capacità dell individuo e dell edificio di adattarsi al clima prevalente. EN (applicazione in edifici non condizionati meccanicamente o con ventilazione naturale)

11 APPROCCI METODOLOGICI (II CLASSIFICAZIONI ISO 7730 EN 15251) rischio da corrente d aria= f(ta, va, Tu) ISO 7730 EN 15251

12 APPROCCI METODOLOGICI (III EN 15251) Negli ambiti comuni: Temperatura operativa (operante) = Tbs + Tmr 2 Ad esempio, nel caso di raffrescamento, il modello adattivo considera generalmente temperature (operative) di comfort più elevate, rispetto al modello di Fanger (statico), poiché legate alle temperature medie della località.

13 ISO Relazione PMV-PPD Si noti che il miglior risultato attendibile, ovvero PMV = 0, comporta comunque un aliquota, pari al 5%, di insoddisfatti.

14 Discomfort ambientale (I ISO 7730)

15 Discomfort ambientale (II ISO 7730)

16 Discomfort ambientale (III ISO 7730)

17 Discomfort ambientale (IV) - ISO 7730 D.1.1 Attività leggera, fondamentalmente sedentaria, in condizioni invernali (periodo con riscaldamento) Le condizioni sono le seguenti: a) La temperatura operativa deve essere compresa tra 20 C e 24 C (per esempio 22 C 2 C). b) La differenza verticale di temperatura dell'aria tra 1,1 m e 0,1 m dal pavimento (livello testa e caviglia) deve essere minore di 3 C. c) La temperatura superficiale del pavimento normalmente deve essere compresa tra 19 C e 26 C, ma si possono progettare sistemi di riscaldamento a pavimento a 29 C. d) La velocità media dell'aria deve essere minore di quella specificata in figura e) L'asimmetria della temperatura radiante dovuta a finestre o ad altre superfici fredde verticali deve essere minore di 10 C (rispetto ad un piccolo elemento piano verticale posto a 0,6 m dal pavimento). f) L'asimmetria della temperatura radiante dovuta ad un soffitto caldo (riscaldato) deve essere minore di 5 C (rispetto ad un piccolo elemento piano orizzontale posto a 0,6 m dal pavimento). g) L'umidità relativa deve essere compresa tra il 30% e il 60%. D.1.2 Attività leggera, fondamentalmente sedentaria, in condizioni estive (periodo con raffrescamento) Le condizioni sono le seguenti: a) La temperatura operativa deve essere compresa tra 23 C e 26 C (per esempio 24,5 C 1,5 C). b) La differenza verticale di temperatura tra 1,1 m e 0,1 m dal pavimento (livello testa e caviglie) deve essere minore di 3 C. c) La velocità media dell'aria deve essere minore di quella specificata in figura d) L'umidità relativa deve essere compresa tra il 30% e il 60%.

18 Influenza della variazione della velocità dell aria sul benessere ambientale (esempio) Con temperatura dell aria pari a 24 C ed un intensità di turbolenza del 40% la velocità media dell aria non dovrà essere superiore a 0.17 m/s.

19 Influenza dell umidità relativa sulle condizioni igieniche

20 Produzione di vapore nelle abitazioni Causa Quantità kg/s g/h Fornello a gas (solo fiamma): Ø > piccolo Ø > medio Ø > grande Cottura cibi (in aggiunta all'umidità di combustione): ATTENZIONE AI MEZZI DI VENTILAZIONE Pentola Ø > 20 cm, in ebollizione (scoperta) Pentola Ø > 20 cm, in ebollizione (coperta) Valore medio in genere Doccia calda Bagno caldo in vasca Panni stesi ad asciugare (5 kg in ambiente a 20 C e '" = 40%) Cibi caldi in tavola per persona Persona in riposo in attività leggera in lavoro leggero in lavoro pesante o ginnastica

21 Condizioni di benessere ambientale Conferma delle aspettative Il successo dell intervento dipende: analisi preventiva dello stato dei luoghi Bontà del progetto comparazione delle soluzioni applicabili definizione dettagliata degli elementi e del tipo di conduzione/regolazione Bontà della realizzazione Conduzione adeguata Manutenzione adeguata

22 GRAZIE PER LA CORTESE ATTENZIONE BENESSERE AMBIENTALE ED IMPLICAZIONI PROGETTUALI Relatore: Dr.Ing. Francesco Carrer