05-MICROCLIMA

7/22/2019 05-MICROCLIMA

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Pagina 1dott. ing. Lorenzo Giagnoni

Sicurezza degli impianti

Industriali

MICROCLIMACOMFORT E SICUREZZA


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REQUISITI DI LEGGE UMIDITA E TEMPERATURA

Art. 11 D.P.R. 303/56 modificato dallart. 33 D.Lgs. 626/94(temperatura dei locali)La temperatura nei locali di lavoro deve essere adeguata

all'organismo umano durante il tempo di lavoro, tenuto conto deimetodi di lavoro applicati e degli sforzi fisici imposti ai lavoratori.

Nel giudizio sulla temperatura adeguata per i lavoratori si devetener conto della influenza che possono esercitare sopra di essa ilgrado di umidit ed il movimento dell'aria concomitanti.

La temperatura dei locali di riposo, dei locali per il personale disorveglianza, dei servizi igienici, delle mense e dei locali di prontosoccorso deve essere conforme alla destinazione specifica diquesti locali.

Le finestre, i lucernari e le pareti vetrate devono essere tali daevitare un soleggiamento eccessivo dei luoghi di lavoro, tenendoconto del tipo di attivit e della natura del luogo di lavoro.

Quando non conveniente modificare la temperatura di tuttol'ambiente, si deve provvedere alla difesa dei lavoratori contro letemperature troppo alte o troppo basse mediante misure tecnichelocalizzate o mezzi personali di protezione.

Art. 13 D.P.R. 303/56 (umidit)Nei locali chiusi di lavoro delle aziende industriali nei quali laria

soggetta ad inumidirsi notevolmente per ragioni di lavoro, sideve evitare, per quanto possibile, la formazione della nebbia,mantenendo la temperatura e lumidit nei limiti minimicompatibili con le esigenze tecniche


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NORMATIVA DI RIFERIMENTO

ISO 7730 su ambienti termici moderati - determinazione degliindici PMV e PPD e specifiche per le condizioni di benesseretermico

ISO 7243 su ambienti caldi - determinazione dello stresstermico sui lavoratori basato sullindice WBGT

ISO TR 11079 su valutazione degli ambienti freddiISO 7933 hot environments - 8996 (UNI EN 28996)

determination od metabolic heat production - 9886 thermalstrain - DIS 11399 ergonomics of thermal environment - DIS12894 medical supervision for individuals exposed to extremehotISO 10551 subjective judgements scalse - NP 14505 - DIS9920 clothing - ISO 13731 vocabulary and symbols - EN 563

ISO 7726 (UNI EN 27726) - su thermal environments,Instruments and methods for measuring phisical quantities

ASHRAE/ANSI 55-92 su requisiti del microclima per il

benessere termico delle personeASHRAE/ANSI 62-89 sullapporto di aria di rinnovo e purezzadellaria immessa


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BILANCIO TERMICO

M : potenza prodotta dai processi metabolici

W : assorbimento o cessione di energiameccanica

C : convezione con laria ambienteR : irraggiamento nei confronti dei corpi che

costituiscono lambiente

K : conduzione rispetto ai corpi solidi con cuilorganismo si trova a contattoCres : variazione di temperatura dellaria

respirataEres : variazione di umidit dellaria respirata

E : evaporazione a livello di cute(sudorazione e traspirazione)S : potenza termica eventualmente

accumulata dallorganismo (potenzaspecifica rispetto alla superficie corporea)

M + W + C + R + K + Cres + Eres + E = S


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GRANDEZZE FONDAMENTALI

grandezze ambientali

ta : temperatura dellaria

tr : temperatura media radiante

rh : umidit relativa va : velocit dellaria grandezze personali

M : dispendio energetico metabolico

Icl : resistenza termica del vestiario grandezze fisiologiche

tsk : temperatura cutanea

w : frazione di area cutanea bagnata dasudore

M + W + C + R + E = S

K, Cres , Eres trascurabili normalmente

lorganismo tende a

permanere in

condizioni di

equilibrio

omeoterme:

(S=0) e temperaturadel nucleo

36,70,2C


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GLI AMBIENTI E GLI INDICI

AMBIENTI (classificazione finalizzata alluso di appropriatistrumenti di valutazione):

Moderati (si valuta il comfort: situazione termica esensazione termica) Caldi (si valuta lo stress: livello di impegno del

sistema di termoregolazione) Freddi (si valuta lo stress)

INDICI microclimatici sintetici (riconducono la valutazionealla verifica del valore di un indice di disagio o stress termico):

indici di valutazione razionali: direttamente derivatidal bilancio termico

indici empirici: associazioni empiriche di grandezzevalide in un ristretto campo di applicazione e nontrasparenti


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ASHRAE/ANSI 55-92

ambienti moderati: impongono un moderato grado di intervento delsistema di termoregolazione:

condizioni ambientali omogenee e con ridotta variabilit nel tempo assenza di scambi termici localizzati con effetti globali rilevanti attivit fisica modesta e uniforme fra soggetti uniformit del vestiario

in buon accordo con lISO 7730

scopo: specificare (non rilevare) la combinazione dei fattori

dellambiente confinato e dei fattori personali che darannocondizioni microclimatiche accettabili all80% o pi deisoggetti che si trovano nellambiente

fattori ambientali: temperatura, irraggiamento termico,

umidit, velocit dellaria fattori personali: abbigliamento, attivit


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REQUISITI PER UN MICROCLIMA TERMICAMENTEACCETTABILE (ASHRAE/ANSI 55-92)

insoddisfazione per il microclima per max 20% degliindividui (potendo singoli individui essere insoddisfatti per pi motivi, lepercentuali non sono cumulabili): discomfort termico globale: insoddisfazione per il

caldo o il freddo esteso allintero corpo(max 10% degli individui)

discomfort termico locale: indesideratoriscaldamento o raffreddamento di una parte delcorpo:

differenza verticale di temperatura dellaria easimmetria della temperatura radiante (max 5%degli individui)

temperatura del pavimento (max 10% degli

individui) correnti daria (max 15% degli individui)


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ABBIGLIAMENTO-TEMPERATURA(ASHRAE/ANSI 55-92)

intervallo di accettabilit (max 10%insoddisfatti) per la resistenza termicaintrinseca dellabbigliamento I

cl[clo] in

funzione della temperatura operativaper soggetti che svolgono attivitleggere principalmente sedentarie(


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DEFINIZIONI DI TEMPERATURA

t e m p e r a t u r a o p e r a t i v a t o: la temperatura uniformedi una immaginaria cavit nera nella quale un soggettoscambierebbe per irraggiamento e convezione la stessaquantit di energia che scambia nellambiente reale nonuniforme

t e m p e r a t u r a m e d ia r a d ia n t e t r: la temperatura

uniforme di una immaginaria cavit nera nella quale unsoggetto scambierebbe la stessa energia radiante chescambia nellambiente reale non uniforme

t e m p e r a t u r a d e l l a r i a t a: la temperatura di bulbo

asciutto dellaria che circonda i soggetti hce hr: coefficienti di scambio termico per convezione

e per irraggiamento

t h t h t h ho c a r r c r = + +( ) / ( )


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VALORI OTTIMALI E LIMITI DI ACCETTABILIT DITEMPERATURA (ASHRAE/ANSI 55-92)

attivit leggera (


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TEMPERATURE E UMIDIT(ASHRAE/ANSI 55-92)

t e m p e r a t u r e d i r u g i a d a T d p: temperatura alla quale lariaumida diventa satura di vapor dacqua quando raffreddataa pressione costante

t e m p e r a t u r a t e r m o d i n a m i c a d i b u l b o u m i d o (temperatura di saturazione adiabatica): temperatura allaquale lacqua, evaporando nellaria, pu saturareadiabaticamente laria alla stessa temperatura

( n u o v a ) t e m p e r a t u r a e f f i c a ce ( o e f f e t t i v a ) ET * :temperatura operativa di una cavit con umidit relativa del50% nella quale il soggetto scambierebbe la stessa quantitdi calore sensibile e latente che scambia nellambiente reale

u m i d i tr e l a t i v a UR : il rapporto fra la frazione molare divapor dacqua contenuto nellaria e la frazione molare divapor dacqua contenuta nellaria satura alla stessatemperatura e pressione


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CAMPO DI TEMPERATURAE UMIDIT (ASHRAE/ANSI 55-92)

campi di temperatura

operativa e umidit accettabili

(>90% soddisf.)

per soggetti sedentari

con attivit leggere

(met 1,2),

aria ferma (v 0,15 m/s) e

vestiti in accordo alle stagioni

(la temperatura minima

18C)

DIAGRAMMA PSICROMETRICO

la norma ne presentanumerosi in funzione

della classe di metabolismo

e della velocit dellaria

ed lo strumento fondamentale per

lapplicazione della norma stessa estateinverno

temperatura operativa C

temperatura

dirugiadaC

titolog/kg

temperaturadibulbobagnato20C

temperaturadibulbobagnato18C

Nuovatem

peraturaefficaceET*

20ET*

26ET*

30%

50%

60%

100% rh 70%

15

-10

-5

0

5

10

15

20

5

10

15

20 25 30


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VELOCIT DELLARIA (ASHRAE/ANSI 55-92)

nel campo di ideale ditemperatura e umidit

non esiste limiteinferiore per la velocitdellaria

la temperatura puessere aumentata seaumenta la velocitdellaria (per soggettisedentari v


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TRANSITORIO TERMICO (ASHRAE/ANSI 55-92)

i fattori da considerare sono:

temperatura media intorno alla quale avvengono levariazioni

velocit [C/h] di aumento della temperatura velocit [C/h] di diminuzione della temperatura

ampiezza picco-picco delle oscillazioni

tipi di transitori:

variazioni cicliche (periodo < 15 minuti): perampiezze picco-picco


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DISUNIFORMIT DI TEMPERATURA(DISCOMFORT LOCALE) (ASHRAE/ANSI 55-92)

differenza verticale: ladifferenza di temperatura fraaltezze sul pavimento di 0,7m e 1,7 m deve essere almassimo di 3C

asimmetria radiante: deveessere minore di 5C in

verticale e di 10C inorizzontale

temperatura delpavimento: deve esserecompresa fra 18C e 29C

correnti daria: dipendonodalla velocit media,dallintensit di turbolenza edalla temperatura dellaria

Il grafico d la velocit media dellaria ammissibile

in funzione della intensit di turbolenza e della

temperatura dellaria.

Intensit di turbolenza Tu: il rapporto percentualefra deviazione standard e velocit media dellaria


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SOGGETTI IN ATTIVIT (ASHRAE/ANSI 55-92)

per stimare la temperatura operativaottimale per 1,2 met 3 si puricorrere al grafico o alla formula:

il limite inferiore comunque 15C

lintervallo di accettabilit aumentaal crescere dellattivit edellabbigliamento(+1,5C @ 0,1 clo, +2C @ 0,5 clo, +3C @ 0,9 clo)

a causa della minore sensibilit deisoggetti impegnati in attivit pi intensenon ci sono raccomandazioni per ledisuniformit dellambiente termico

t t I met o att o sedent cl, , ( ) ( , )= + 3 1 12


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CRITERIO BASATO SU PMV E PPD (ISO 7730)

sono basati sui seguenti presupposti:

equilibrio omotermo (S=0)

temperatura media cutanea prossima a

potenza termica scambiata per sudorazione

la valutazione dellambiente mediamente espressa dallapopolazione correlabile al carico termico CT

C][)1(0276,07,35 = Mtsk

E M Ws = 0 42 1 5815, [ ( ) , ] [ / m ]2

CT M C R E C E res res= + + + + +( ) ( )1

[met]ometabolism:

attivitdell'meccanicorendimento:

M


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PMV e PPD (ISO 7730)

PMV e PPD sono allora statisticamente correlati a a CT

PMV: voto medio previsto

essendo il singolo votocos espresso

PPD: percentuale prevedibile di insoddisfatti(voto +2,+3,-2,-3) (PMV=0 PPD=5%, PMV0.5 PPD=10%)

PMV CT e M

= +( , , ),0 303 0 02750 036

PPD e

PMV PMV =

+

100 95

0 03353 0 21794 2

( , , )

Voto Giudizio+3 Molto caldo

+2 Caldo+1 Leggermente caldo

0 Neutro-1 Fresco-2 Freddo

-3 Molto freddo


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AMBIENTI SEVERI CALDI

Ambienti nei quali richiesto un notevole intervento del sistema di

termoregolazione umano al fini di diminuire il potenziale accumulo dicalore nel corpo

valori di temperatura operativa elevati, in relazione allattivit svoltaed allabbigliamento, eventualmente accompagnati da elevataumidit dellaria, richiedenti elevata sudorazione

condizioni termoigrometriche differenti da posizione a posizione di

lavoro ed eventualmente allinterno della stessa posizione sensibile variabilit nel tempo delle condizioni

disuniformit del livello di impegno fisico richiesto e del vestiarioindossato dagli operatori

gli indici sono definiti con riferimento al livello di sollecitazione delsistema di termoregolazione, assumendo di norma come limite lecondizioni che comportano un aumento della temperatura del nucleocorporeo di 1 C


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CRITERI DI VALUTAZIONE

WBGT (wet bulbe globe temperature ISO 7243, un indice empirico)sono accettabili le condizioni che provocano un aumento ditemperatura al massimo a 38C ed definito in interni ed esterni;i valori limite sono tabulati in funzione della classe metabolica edellacclimatamento e il calcolo si basa sulla temperatura del globo

nero standard tg, (che influenzata dalla temperatura radiante,dalla temperatura e velocit dellaria), e dalla temperatura delbulbo umido a ventilazione naturale tnw (influenzata dallatemperatura e velocit dellaria e dalla umidit relativa)

CET (temperatura effettiva corretta)derivata dalla ET sostituendo la temperatura dellaria con quelladel globo nero standard e confrontando i valori in tabelle funzionedelle modalit e dellintensit di lavoro; un indice empirico assaiapprossimato

C][0,37,0

C][0,10,27,0

interni

esterni

+=

++=

gnw

agnw

ttWBGT

tttWBGT


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P4SR (predicted four hours sweat rate, tasso di sudorazioneprevisto in 4 ore)

Indice empirico che stima la quantit di sudore (l)

prodotta in 4 ore.Il limite posto a 4,5 l/4h per 4 ore di esposizione e3l/4h per 8 ore di esposizione: si basa sulla temperaturadi bulbo umido modificata e sulla temperatura globulare

HSI (heat stress index)

ITS (index of thermal stress)

Indice di sudorazione richiesta


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AMBIENTI FREDDI

caratterizzati di condizioni che richiedono un sensibileintervento del sistema di termoregolazione umano perlimitare la potenziale eccessiva diminuzione dellatemperatura nel nucleo corporeo e degli altri distretti

vasocostrizione dei capillari cutanei che comporta unraffreddamento della cute e un incremento della produzioneper via metabolica del calore, ottenuto mediante i brividi

valori di temperatura operativa bassi (010C ambientimoderatamente freddi,


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metodo dellisolamento termico del vestiario richiesto

Imin: resistenza termica del vestiario che contiene lariduzione di temperatura cutanea a 30C

Ineu: valore ottimale di resistenza termica del vestiario che

consente la neutralit termica in caso di resistenza minore di Ineu ma maggiore di Imin

si ricorre alla DLE (durata limite di esposizione) metodo di valutazione basato sullindice WCI (wind-chill

index) e TCH (chilling temperature)

basato sulla capacit di ridurre la temperatura di distretticorporei

WCI [kcal/h m2]: potenza termica perduta per unit disuperficie da un cilindro paragonabile al distrettoconsiderato a 33C

TCH [C]: temperatura che in aria calma (


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Requisiti di legge aerazione dei locali

Art. 9 DPR 303/56 modifica dallart.33 D.Lgs. 626/94(Aerazione dei luoghi di lavoro chiusi).

Nei luoghi di lavoro chiusi, necessario far s che tenendo conto dei

metodi di lavoro e degli sforzi fisici ai quali sono sottoposti i lavoratori,essi dispongano di aria salubre in quantit sufficiente anche ottenuta conimpianti di areazione (9).

Se viene utilizzato un impianto di aerazione, esso deve esseresempre mantenuto funzionante. Ogni eventuale guasto deve essere

segnalato da un sistema di controllo, quando ci necessario persalvaguardare la salute dei lavoratori.

Se sono utilizzati impianti di condizionamento dell'aria o diventilazione meccanica, essi devono funzionare in modo che i lavoratorinon siano esposti a correnti d'aria fastidiosa.

Qualsiasi sedimento o sporcizia che potrebbe comportare un pericoloimmediato per la salute dei lavoratori dovuto all'inquinamento dell'ariarespirata deve essere eliminato rapidamente.


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RICAMBI DARIA

apporto di aria di rinnovo, cio aria nuova non riciclata(ASHRAE/ANSI 62-89)

purezza dellaria immessa (ASHRAE/ANSI 62-89) immissione dellaria dal soffitto con maggior numero di

bocchette per diminuirne la velocit

ripresa dellaria posta in basso con aspirazione meccanica

per favorire un completo ricambio presa dellaria esterna localizzata il pi lontano possibile da

fonti di inquinamento


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VOLUMI DI ARIA DI RINNOVO

Ambiente occupazioneprevista

[pers./100m2]

portata daria di ventilazione[m3/h pers.]

minima raccomandabile

uffici generici 10 25.5 25.5-42.5

sale riunioni 65 42.5 51.0-68.0

sale disegnatori 21 12 17.0-25.5

centrimeccanografici

32 8.5 (divieto difumo)

12.0-17.0

reparti vendita

grandi magazzini

20-30 12 17.0-25.5

mensa 75 17 25.5-34


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