BENESSERE TERMOIGROMETRICO - crbnet.it · Il livello termico del corpo umano (temperatura) ... E’...

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1 %(1(66(5(7(502,*520(75,&2 Lo sviluppo socioeconomico ha condotto la maggioranza delle persone a trascorrere gran parte del proprio tempo in ambienti confinati, in presenza di un clima artificiale. La realizzazione di condizioni di benessere termoigrometrico all’interno di un ambiente confinato è diventata pertanto un elemento essenziale nella progettazione dei luoghi adibiti alla fruizione umana. Il benessere è uno stato psicofisico che dipende da molteplici fattori che sono strettamente legati ai cinque sensi con i quali l’uomo interagisce con l’ambiente: udito, vista, olfatto, tatto e gusto. Le combinazioni degli stimoli fisici che producono sensazioni e le condizioni psicofisiche del soggetto determinano congiuntamente le condizioni di benessere o di disagio; inoltre ciascun individuo possiede delle specifiche caratteristiche in termini di percezione dello stimolo; ovvero uno stimolo identico può provocare sensazioni e quindi giudizi di benessere o disagio diversi in soggetti diversi. Per FRPIRUWREHQHVVHUH si intende quel particolare stato psicofisico nel quale un soggetto esprime soddisfazione nei riguardi degli stimoli fisici con cui interagisce. Gli stimoli fisici sono: il suono, la luce, gli odori, i sapori ed il clima. Nella presente trattazione si individuano le possibili interazioni fra l’uomo ed il clima evincendo quelle particolari condizioni che determinano benessere. Poiché le grandezze climatiche che interagiscono con i sensi umani sono la temperatura e l’umidità relativa si parla di benessere termoigrometrico. Per EHQHVVHUHWHUPRLJURPHWULFR si fa riferimento quindi alla interazione che l’uomo manifesta nei riguardi di stimoli fisici di carattere termico e idrometrico (umidità). Pertanto le sensazioni collegate sono la sensazione di caldo, la sensazione di freddo, quella di umidità e quella di secchezza. La valutazione delle condizioni di benessere termoigrometrico può essere effettuata a partire da un bilancio energetico fra il soggetto e l’ambiente. A tale proposito è necessario ricordare che il corpo umano nei confronti delle grandezze termiche può essere rappresentato come una macchina termica che trasforma energia di prima specie in calore, al fine di mantenere la propria temperatura interna pari a circa 37°C: tale processo prende il nome di PHWDEROLVPR ; ed avviene per effetto di reazioni chimiche che producono calore. Il livello termico del corpo umano (temperatura) è mantenuto costante grazie ad un VLVWHPD GL WHUPRUHJROD]LRQH , il quale, a seconda delle condizioni climatiche esterne, interviene facendo variare opportunamente la temperatura cutanea e regolando in questo modo gli scambi di calore.

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%(1(66(5(�7(502,*520(75,&2��

Lo sviluppo socioeconomico ha condotto la maggioranza delle persone a trascorrere gran parte del

proprio tempo in ambienti confinati, in presenza di un clima artificiale. La realizzazione di

condizioni di benessere termoigrometrico all’interno di un ambiente confinato è diventata pertanto

un elemento essenziale nella progettazione dei luoghi adibiti alla fruizione umana. Il benessere è

uno stato psicofisico che dipende da molteplici fattori che sono strettamente legati ai cinque sensi

con i quali l’uomo interagisce con l’ambiente: udito, vista, olfatto, tatto e gusto.

Le combinazioni degli stimoli fisici che producono sensazioni e le condizioni psicofisiche del

soggetto determinano congiuntamente le condizioni di benessere o di disagio; inoltre ciascun

individuo possiede delle specifiche caratteristiche in termini di percezione dello stimolo; ovvero

uno stimolo identico può provocare sensazioni e quindi giudizi di benessere o disagio diversi in

soggetti diversi.

Per FRPIRUW�R�EHQHVVHUH si intende quel particolare stato psicofisico nel quale un soggetto esprime

soddisfazione nei riguardi degli stimoli fisici con cui interagisce. Gli stimoli fisici sono: il suono, la

luce, gli odori, i sapori ed il clima.

Nella presente trattazione si individuano le possibili interazioni fra l’uomo ed il clima evincendo

quelle particolari condizioni che determinano benessere. Poiché le grandezze climatiche che

interagiscono con i sensi umani sono la temperatura e l’umidità relativa si parla di benessere

termoigrometrico.

Per EHQHVVHUH�WHUPRLJURPHWULFR si fa riferimento quindi alla interazione che l’uomo manifesta nei

riguardi di stimoli fisici di carattere termico e idrometrico (umidità). Pertanto le sensazioni collegate

sono la sensazione di caldo, la sensazione di freddo, quella di umidità e quella di secchezza.

La valutazione delle condizioni di benessere termoigrometrico può essere effettuata a partire da un

bilancio energetico fra il soggetto e l’ambiente.

A tale proposito è necessario ricordare che il corpo umano nei confronti delle grandezze termiche

può essere rappresentato come una macchina termica che trasforma energia di prima specie in

calore, al fine di mantenere la propria temperatura interna pari a circa 37°C: tale processo prende il

nome di PHWDEROLVPR; ed avviene per effetto di reazioni chimiche che producono calore.

Il livello termico del corpo umano (temperatura) è mantenuto costante grazie ad un VLVWHPD� GL�WHUPRUHJROD]LRQH, il quale, a seconda delle condizioni climatiche esterne, interviene facendo variare

opportunamente la temperatura cutanea e regolando in questo modo gli scambi di calore.

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La regolazione può essere di due tipi: YDVRPRWRULD��R�ILVLRORJLFD��H�FRPSRUWDPHQWDOH.

- La UHJROD]LRQH� YDVRPRWRULD� �R� ILVLRORJLFD� è rappresentata dalle reazioni spontanee

dell’ organismo alle variazioni di temperatura interna: quando la temperatura esterna è

elevata i termoricettori (che avvertono variazioni di 0.01°C) inviano un’ informazione

ormonale che determina un incremento della temperatura della pelle (mediante un maggiore

flusso di sangue), la quale a sua volta produce un incremento del flusso termico disperso. Se

tale circostanza risulta insufficiente allora si ha la produzione di sudore, che determina un

ulteriore incremento del flusso disperso per effetto, principalmente, della evaporazione dello

stesso sudore. Quando, invece, la temperatura esterna è bassa i termoricettori diminuiscono

l’ afflusso di sangue sulle parti esterne del corpo; diminuisce così la temperatura della pelle

ed il flusso disperso.

- La UHJROD]LRQH� FRPSRUWDPHQWDOH è invece volontaria: se la temperatura interna tende ad

aumentare (o diminuire) il soggetto decide di diminuire (o aumentare) l’ attività fisica e/o la

resistenza termica dell’ abbigliamento.

È pertanto possibile individuare una relazione che esprime un bilancio energetico del corpo umano:

� � � � 5+&55((/06 ���� rrr�r��� (1)

Le grandezze riportate nella relazione sono:

- 6 = 9DULD]LRQH� GL� HQHUJLD� DOO¶LQWHUQR� GHO� FRUSR� XPDQR (potenza termica accumulata o

ceduta dal corpo) [W/m2];

- 0� � 0HWDEROLVPR: quantità di energia prodotta, a seguito dei processi chimico-fisici,

all’ interno del corpo umano [W/m2]. La produzione di energia per effetto del metabolismo

aumenta con il livello di attività svolta.

L’ unità di misura del metabolismo è il ³PHW´.

Ad 1 met corrisponde circa la quantità di calore generata per unità di superficie del corpo di

un soggetto in condizioni di riposo e in assenza di alimentazione da almeno 12 – 16 ore. Il

valore di 1 met corrisponde a 58 W/m2. Il metabolismo basale (energia necessaria a

mantenere in temperatura il corpo) costituisce circa il 90% dell’ intero metabolismo, mentre

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in condizioni di notevole moto il metabolismo può assumere valori pari a 10 met. I valori di

M per i diversi livelli di attività sono riportati nella tabella 1.

- /� �(QHUJLD�UHODWLYD�DOO¶DWWLYLWj�VYROWD (lavoro meccanico scambiato dal corpo con l’ esterno

nell’ unità di tempo) [W/m2];

- ( � � �&DORUH�VPDOWLWR�SHU�GLIIXVLRQH�GHO�VXGRUH�VXOOD�SHOOH [W/m2];

- ( � � �&DORUH�ODWHQWH�GL�HYDSRUD]LRQH�GHO�VXGRUH�GHOOD�SHOOH [W/m2]; la cessione di potenza

termica per evaporazione avviene in tre modi: a livello dell’ epidermide (sudorazione), dei

tessuti e a livello polmonare; il processo più significativo è la sudorazione:

complessivamente una persona può produrre fino a 1 litro di liquido per ora, a cui

corrisponde una potenza termica di circa 675 W/m2.

- 5 � � �&DORUH�ODWHQWH�GL�HYDSRUD]LRQH�UHODWLYR�DOOD�UHVSLUD]LRQH [W/m2] che corrisponde alla

energia persa per far evaporare parte dell’ acqua contenuta nell’ aria umida.

- 5 � � �&DORUH�VHQVLELOH�FRQVHJXHQWH�DOOD�UHVSLUD]LRQH [W/m2]; il corpo umano, per effetto dei

processi respiratori, cede all’ ambiente calore, in quanto l’ aria espirata è più calda di quella

inspirata. In particolare un soggetto, ad ogni atto respiratorio, introduce nel corpo aria nelle

condizioni di temperatura ed umidità relativa dell’ ambiente ed espira aria ad una

temperatura di circa 34°C ed in condizioni sature; in ambienti con 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 nell’ equazione (1).

- &� � &DORUH� VFDPELDWR� SHU� FRQGX]LRQH [W/m2]; lo scambio di calore per conduzione

avviene per contatto del corpo umano con oggetti solidi a temperatura diversa, sia in modo

diretto sia attraverso i vestiti.

- +� �&DORUH�VFDPELDWR�SHU�FRQYH]LRQH [W/m2]; lo scambio di calore per convezione avviene

tra la superficie corporea a diretto contatto con l’ aria ambiente oppure ricoperta dal vestiario

e l’ aria. Lo scambio può avvenire in convezione naturale o forzata ed è regolato dal

coefficiente di convezione K � . La resistenza termica dei vestiti varia con il tipo di

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abbigliamento e viene valutata (vedi tabella 2) attraverso un’ unità di misura convenzionale

detta ³FOR´ (1 clo = 0.155 m2°C/W), che sarà in seguito meglio descritta.

- 5� �&DORUH� VFDPELDWR� SHU� LUUDJJLDPHQWR [W/m2]; lo scambio termico per irraggiamento

avviene tra la superficie del corpo umano, nuda o vestita, e le superfici circostanti.

7DEHOOD��: 9DORUL�GHO�PHWDEROLVPR�SHU�GLYHUVH�DWWLYLWj� Nell’ espressione relativa al bilancio di energia del corpo umano alcuni termini possono essere

positivi o negativi poiché rappresentano quantità di energia uscenti o entranti dal corpo.

Nella relazione (1) in condizioni di equilibrio termico il termine S ha valore nullo.

Com’ è facile prevedere le relazioni matematiche che permettono il calcolo dei vari contributi sono

riferite alla superficie del corpo umano. Per ottenere i valori globalmente scambiati dal corpo si

devono infatti moltiplicare i termini della (1) per la VXSHUILFLH�GHOOD�SHOOH, la cui valutazione può

essere effettuata mediante la relazione di De Bois, di carattere empirico-sperimentale:

725.0425.0202.0 K3$� �� (2)

- $� = superficie della pelle [m2];

- 3 = peso del soggetto [Kg]

- K = statura del soggetto [m].

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Il valore ottenuto con la (2) deve essere moltiplicato per un fattore I � (tabella 2) per tenere conto

della reale superficie di scambio termico di un soggetto vestito; I � rappresenta infatti LO�UDSSRUWR�WUD�OD�VXSHUILFLH�GL�FRUSR�FRSHUWD�GDJOL�DELWL�H�OD�VXSHUILFLH�QXGD��

7DEHOOD��: 9DORUL�WLSLFL�GL�LVRODPHQWR�GHO�YHVWLDULR�, �� ��I �� �q�XQ�IDWWRUH�GL�FRUUH]LRQH�FKH�WLHQH�FRQWR�GHOOD�UHDOH�VXSHUILFLH�GL�VFDPELR�WHUPLFR�GL�XQ�VRJJHWWR�YHVWLWR

Per motivi di brevità si omettono le relazioni matematiche che esprimono le varie componenti del

bilancio energetico del corpo umano.

Tuttavia è utile ricordare le espressioni relative ai termini di convezione ed irraggiamento:

� ���������� 77KI$+ ���� (3)

� �440 �������������� 77II$5 ������ KV (4)

con:

- ))((

)('H%RLVFRUSRDUHD$

YHVWLDULRDUHD$I�

������ ;

- K � = fattore di scambio vestiario – ambiente;

- 7 � = temperatura della superficie del vestiario.

In base a tali espressioni si può ricavare una grandezza di notevole importanza per lo studio delle

proprietà del benessere:

� � � �> @��� �! �!�" �!# �!$ 77I77KI$5+ ��������� � KV 0 (5)

6

� � � �> @%�&'�(&)'�(*'�(+ 77K77KI$5+ ������� �

� � � �> @,-�,./,.0�10�12 K7K7KK7I$5+ �������� �

� � > @077KKI$5+ 3�4563�47 ����� �

89

8:�89;

KKK7K77 ���� 0 (6)

7 < prende il nome di WHPSHUDWXUD�RSHUDWLYD e rappresenta la temperatura uniforme di un ambiente

fittizio dove un soggetto scambia per irraggiamento e convezione la stessa quantità di calore che

scambia nell’ ambiente reale.

Nella definizione di 7 < compare la grandezza 7=?> , la WHPSHUDWXUD�PHGLD�UDGLDQWH, che rappresenta

la temperatura delle pareti di un ambiente fittizio in cui il soggetto scambia per irraggiamento la

stessa quantità di calore che scambia nell’ ambiente reale.

Inoltre si è fatto riferimento ad un parametro I @ che prende in esame la superficie del vestiario.

A tale proposito si ribadisce che la UHVLVWHQ]D� WHUPLFD� GHO� YHVWLDULR , � si misura con una unità

incoerente denominata ³FOR´ che assume il valore di 1 clo = 0.155 m2°C/W che rappresenta la

resistenza termica che caratterizza un abbigliamento medio.

Come si vedrà in seguito la 7 A e la 7B?C �rappresentano indici per la valutazione del benessere in un

ambiente confinato.

,�GLDJUDPPL�GHO�EHQHVVHUH�E’ molto difficile sviluppare un indice del benessere termoigrometrico capace di correlare i fattori

fisici con quelli fisiologici e psicologici; d’ altra parte i fattori da cui dipende il benessere sono

molteplici ed interdipendenti, per cui non è sufficiente assegnare i valori dei singoli parametri, ma è

necessario studiare gli effetti prodotti dalla loro interazione.

Fanger ha elaborato diagrammi del benessere nei quali i parametri oggettivi dell’ ambiente sono

correlati con quelli soggettivi e fisiologici degli occupanti.

La valutazione delle condizioni di benessere, o delle condizioni di assenza di malessere, viene

effettuata valutando quali sono le grandezze che concorrono; in particolare i fattori considerati sono

i seguenti:

7

- Livello di attività, dal quale dipende la produzione di calore metabolico - 0HWDEROLVPR�0�>PHW@;

- 5HVLVWHQ]D�WHUPLFD�GHOO¶DEELJOLDPHQWR , D�E >FOR@; - 7HPSHUDWXUD�GHOO¶DULD 7F �>�&@; - 7HPSHUDWXUD�PHGLD�UDGLDQWH 7B?C �>�&@; - 9HORFLWj�GHOO¶DULD Y F >P�V@� - Umidità relativa dell’ aria, per la quale si fa riferimento alla SUHVVLRQH� SDU]LDOH� GHO� YDSRU�

G¶DFTXD�3 G �>�@ H ��Lo scopo è quello di trovare l’ insieme delle combinazioni delle grandezze sopra citate che

garantiscono condizioni di benessere.

Gli studi di Fanger sulle condizioni di benessere termoigrometrico sono basati sulla condizione

necessaria che affinché sussista benessere il termine “S” del bilancio energetico deve essere nullo:

assenza di accumulo o di perdita di energia.

Solo in alcuni casi la condizione necessaria diventa sufficiente. Fanger individuò le grandezze

indipendenti da cui dipende il benessere termoigrometrico che sono:

IJKMLJ 377YFOR0 ,,,,, (7)

Le condizioni di benessere possono pertanto essere descritte genericamente da una relazione del

tipo:

0),,,,,( IJKMLJ 377YFOR0I (8)

La (8) prende il nome di ³HTXD]LRQH�GHO�EHQHVVHUH�GL�)DQJHU´; essa contiene tutti i sei parametri

citati inizialmente e mostra che esistono infinite combinazioni di essi in grado di garantire

condizioni di benessere, rappresentate dalle infinite soluzioni dell’ equazione stessa.

La complessità dell’ equazione tuttavia non ne consente un impiego corrente; pertanto è stata

elaborata una serie di “GLDJUDPPL� GHO� EHQHVVHUH”: le curve di ciascun diagramma rappresentano

alcune combinazioni dei parametri ambientali in grado di soddisfare l’ equazione del benessere e di

garantire condizioni di comfort termoigrometrico. Alcuni di essi sono riportati a titolo di esempio

nelle figure 1, 2 e 3.

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Le curve disegnate in figura 1 soddisfano l’ equazione del benessere, in condizioni di attività

sedentaria, con vestiti di resistenza termica pari a 0.5 clo. L’ influenza dell’ umidità relativa è

modesta: passando da aria secca ad aria satura e fissata la velocità dell’ aria, si ha una variazione di

7F di appena 2 ± 3 °C.

La figura 2 mostra l’ andamento della temperatura media radiante 7B?C in funzione di 7F per diversi

valori della velocità e fissati il livello di attività e la resistenza termica del vestiario. La temperatura

dell’ aria deve essere tanto maggiore quanto minore risulta la temperatura media radiante, a parità di

altre condizioni, per avere sensazioni equivalenti di benessere; le curve relative a diversi valori della

)LJXUD� �� 'LDJUDPPL� GHO� EHQHVVHUH� GL� )DQJHU��UHOD]LRQL� WUD�WHPSHUDWXUD�GHOO¶DULD��WHPSHUDWXUD�PHGLD�UDGLDQWH�H�YHORFLWj�GHOO¶DULD�SHU�0 ��PHW�H�, N O �����FOR��

)LJXUD� �� 'LDJUDPPL� GHO� EHQHVVHUH� GL� )DQJHU��UHOD]LRQL� WUD� WHPSHUDWXUD�� XPLGLWj� UHODWLYD� H�YHORFLWj�GHOO¶DULD�SHU�0 ��PHW�H�, N O �����FOR��

)LJXUD��� 'LDJUDPPL�GHO�EHQHVVHUH�GL�)DQJHU��UHOD]LRQL�WUD�WHPSHUDWXUD��YHORFLWj�GHOO¶DULD�H�DWWLYLWj�VYROWD�SHU�, N�O �����FOR��7P 7QSR ���

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velocità si intersecano laddove la temperatura dell’ aria diventa uguale alla temperatura superficiale

della persona vestita: in questa situazione la velocità dell’ aria non ha influenza, poiché diventano

nulli gli scambi di calore per convezione.

La figura 3 infine mostra l’ andamento della velocità dell’ aria in funzione della sua temperatura

(posta per semplicità uguale alla temperatura media radiante) per fissati valori della resistenza

termica del vestiario; dai diagrammi si evince che l’ organismo è in grado di tollerare valori più

elevati di velocità quando la temperatura dell’ aria è più elevata; inoltre, per una stessa velocità, la

temperatura tollerabile diminuisce all’ aumentare del livello di attività.

Si pone a questo punto l’ HVLJHQ]D� GL� FRVWUXLUH� XQD� VFDOD� GHOOH� FRQGL]LRQL� GL� EHQHVVHUH�WHUPRLJURPHWULFR; anche in tale caso Fanger è stato il primo a fornire una risposta completa al

problema introducendo l’ indice 309 che sarà poi ripreso dalle raccomandazioni della ISO 7730.

Sono stati introdotti infatti numerosi LQGLFL� SHU� OD� YDOXWD]LRQH� GHOOH� FRQGL]LRQL� GL� EHQHVVHUH. Si

possono distinguere in due tipologie:

1. Gli indici della sensazione;

2. Gli indici di temperatura.

Gli indici del tipo 1 fanno riferimento ad una scala arbitraria ai valori della quale corrispondono

particolari sensazioni. L’ indice 309 (3UHGLFWHG�0HDQ�9RWH) rientra in questa tipologia ed è basato

su una scala a sette valori ai quali corrispondono altrettante sensazioni.

+3 Molto caldo

+2 Caldo

+1 Leggermente caldo

0 Neutro

-1 Leggermente freddo

-2 Freddo

-3 Molto freddo

Fanger ha effettuato i proprio esperimenti su un campione di 1200 persone sane. A tali soggetti si

richiedeva di esprimere il proprio giudizio sulle sensazioni termoigrometriche ai sensi della

succitata scala, al variare dei 6 parametri microclimatici ritenuti gli unici e soli responsabili delle

sensazioni di benessere.

Correlando i dati delle risposte dei soggetti è stata ricavata una legge che esprime il 309 in

funzione dei 6 parametri fondamentali�0, 7F , 3 G , Y F , , D�E , 7B?C : l’ indagine di Fanger si basa su un

10

ipotesi di lavoro: l’ indice di benessere 309 è proporzionale ad un carico termico 7 espresso dalla

differenza fra la quantità (0�/) e il calore disperso dal corpo umano in condizioni di benessere:

� � T4/07 �� (9)

La formula matematica del 309 è la seguente:

/0%0$309 �� )()( (10)

In base alle relazioni che esprimono la quantità di calore riportata nel bilancio termico del corpo

umano ed in base a considerazioni fisiologiche Fanger riuscì ad esprimere:

),,,,,( KMLJIJU�V 7Y37,0I309 (11)

La forma matematica della precedente relazione è assai complessa.

Ulteriori indagini hanno altresì mostrato che l’ indice 309 ha notevoli limiti in particolare per

condizioni di elevata umidità o di modesti valori di 3 G .

La ISO 7730 recepisce l’ indice 309 proposto nella suddetta forma attribuendogli validità per

ambienti moderati.

La costruzione della scala a 7 valori e la formulazione matematica del 309 hanno origini

statistiche: l’ indice PMV rappresenta appunto un voto medio, un indice che esprime il giudizio che

un gruppo di individui dà, mediamente, di un ambiente; la sensazione termica è quantificata per

mezzo di una scala soggettiva che assegna ad ogni ambiente un voto.

Come conseguenza di tale fatto a condizioni termoigrometriche che determinano un 309� �� non

corrisponde il 100% di persone soddisfatte di tale microclima.

Lo studio di Fanger proseguì a tale proposito introducendo l’ indice 33'��3UHGLFWHG�3HUFHQWDJH�RI�'LVVDWLVILHG� basato su considerazioni di carattere statistici effettuate a fronte di prove sperimentali.

Infatti, poiché il 309 rappresenta la media dei voti espressi dalle persone, tali dati presentano una

certa dispersione intorno al valor medio. Fanger valutò statisticamente gli insoddisfatti delle

condizioni termoigrometriche di un dato ambiente, intendendo come tali tutti quelli che

manifestarono il giudizio con i voti +3, +2, -2, -3. Correlando la 33' e il 309 ottenne la curva

indicata in figura 4. I risultati di tale studio possono essere sintetizzati perciò in un andamento

grafico nel quale si esprime la percentuale di insoddisfatti in funzione del voto medio previsto:

11

)LJXUD�����3HUFHQWXDOH�SUHYLVWD�GL�LQVRGGLVIDWWL��33'��LQ�IXQ]LRQH�GHO�YRWR�PHGLR�SUHYLVWR��

Si nota che per un voto medio previsto pari a 309� �� le condizioni ambientali determinano in

media un 5% di soggetti insoddisfatti (nei confronti del microclima). L’ indice 33' è notevolmente

importante poiché costituisce il criterio adottato dalla ISO 7730 per determinare i limiti di

accettabilità di alcune grandezze microclimatiche: la ISO 7730 recepisce infatti tale indice per il

benessere stabilendo che le condizioni di benessere devono garantire un massimo di insoddisfatti

pari al 10%, ciò equivale a dire che il voto medio previsto può variare fra -0,5 e 0,5. Fino ad ora

sono stati proposti risultati che a fronte di valori delle grandezze ambientali consentono di valutare

le condizioni in termini di sensazioni che essi producono. È utile tuttavia avere a disposizione uno

strumento che sia in grado di individuare i parametri che garantiscono le condizioni di benessere. A

tale proposito la ISO 7730 riporta come conseguenza degli studi di Fanger il seguente andamento

grafico valido per 0 W > 0 X > … > 0 Y[Z YF ~ 0; = 50%:

)LJXUD�����'LDJUDPPD�JHQHUDOH�GHO�EHQHVVHUH�WHUPLFR��/H�FXUYH�FRQWLQXH�UDSSUHVHQWDQR�LO�OXRJR�GHOOH�FRQGL]LRQL�RWWLPDOL��309 ���LQ�IXQ]LRQH�GL�7 \ �H�GL�, N�O �SHU�RJQL�YDORUH�GHO�PHWDEROLVPR�HQHUJHWLFR�0�$] �HVSUHVVR�LQ�PHW��/H�FXUYH�WUDWWHJJLDWH�UDSSUHVHQWDQR�LO�OXRJR�GHL�SXQWL�SHU�L�TXDOL�OR�VFRVWDPHQWR�DFFHWWDELOH�GHOOD�WHPSHUDWXUD�GL�FRPIRUW��SHUFKp�ULPDQJD�������309��������q�FRVWDQWH�H�XJXDOH�DO�YDORUH�LQGLFDWR�

12

In funzione della temperatura operativa e della resistenza di vestiario le linee marcate

rappresentano, per diversi valori del metabolismo, le condizioni del benessere.

Tale andamento grafico vale quando sono fissate alcune grandezze quali l’ umidità relativa (50%) e

la velocità dell’ aria.

Parallelamente ad indici basati su scale arbitrarie sono stati introdotti gli indici basati su temperature

equivalenti. In particolare si ricorda la WHPSHUDWXUD� HIIHWWLYD� GHILQLWD� FRPH� OD� WHPSHUDWXUD� GL� XQ�DPELHQWH�ILWWL]LR��7F � �7B?C ��XQLIRUPH�LQ�FXL�LO�JUDGR�GL�XPLGLWj�VLD�SDUL�DO������HG�LQ�FXL�OD�Y F � ���H� GRYH� LO� VRJJHWWR� SURYD� OH� VWHVVD� VHQVD]LRQH�� LQ� WHUPLQL� GL� FDOGR� H� GL� IUHGGR�� FKH� SURYD�QHOO¶DPELHQWH�UHDOH��La rispondenza di tale indice con le sensazioni prodotte è stata dimostrata essere verificata solo per

un modesto numero di situazioni; a tale scopo è stata introdotta una nuova definizione di

temperatura efficace non più basata su un criterio di confronto soggettivo bensì su un confronto tra

grandezze misurabili.

Infatti la nuova WHPSHUDWXUD�HIIHWWLYD�q�OD�WHPSHUDWXUD�XQLIRUPH�GL�XQ�DPELHQWH�ILWWL]LR��7F � �7 B?C ��FRQ�JUDGR�GL�XPLGLWj�SDUL�DO�����H�FRQ�YHORFLWj�GHOO¶DULD�SDUL�D������P�V�LQ�FXL�LO�VRJJHWWR�VFDPELD�JOREDOPHQWH�OD�VWHVVD�TXDQWLWj�GL�FDORUH�FKH�VFDPELHUHEEH�QHOO¶DPELHQWH�UHDOH� Per la valutazione della temperatura effettiva (nuova definizione) si fa riferimento al diagramma

psicrometrico dell’ aria umida, nel quale si sostituisce la temperatura con la temperatura operativa;

nel diagramma è possibile individuare curve a temperatura efficace costante. Si può inoltre

dimostrare che tali curve sono rette rappresentate nel modo che segue:

)LJXUD�����'LDJUDPPD�SVLFURPHWULFR�FRQ�FXUYH�D�(7 �FRVWDQWL��

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Si noti che le curve a temperatura effettiva costante coincidono con le curve a temperatura operativa

costante per valori della temperatura operativa inferiori a 16°C. Tale valore rappresenta infatti il

limite al di sotto del quale non si hanno fenomeni di traspirazione e quindi il calore scambiato dal

corpo umano è solo funzione della temperatura operativa e non dei calori latenti di trasformazione.

Per valori superiori a 16°C la temperatura effettiva si discosta dai valori della temperatura

operativa. La normativa tecnica della ASHRAE recepisce come indice per la valutazione delle

condizioni di benessere la temperatura effettiva definendone peraltro i valori che garantiscono tali

condizioni.

In particolare il benessere è garantito quando:

�������7̂ _ _ ���������HVWDWH�� (12)������7 ^ _ _ ���������LQYHUQR�� (13)

e per un grado di umidità specifica compresa tra 2 valori corrispondenti ed altrettanti valori di

temperatura di rugiada:

;�WDOH�FKH�������7̀ba�ced Fgf�F �������� (14)�Rappresentando tali intervalli nel diagramma psicrometrico si ottiene:

)LJXUD�����&DPSL�GL�FRQGL]LRQL�WHUPLFDPHQWH�DFFHWWDELOL�SHU�VLWXD]LRQL�LQYHUQDOL��DEELJOLDPHQWR�WLSLFR�LQYHUQDOH�����FOR���HG�HVWLYH������FOR��SHU�DWWLYLWj�VHGHQWDULD�R�OHJJHUD�

La normativa ASHRAE prevede inoltre un ulteriore indice per la valutazione delle condizioni di

benessere, denominato LQGLFH�:%*7, il quale è funzione di grandezze direttamente misurabili per

mezzi di apposite strumentazioni. Esso correla infatti la temperatura a bulbo umido, la temperatura

a bulbo secco e la temperatura del globotermometro, secondo la relazione:

14

777777I:%*7 hjikhjik ����� 1.07.02.0),,( (15)

con: 7 = Temperatura bulbo secco;

7lnm = Temperatura bulbo umido;

7 o = Temperatura globotermometro.

L’ approccio della normativa ASHRAE (American Society of Heating Refrigeration and Air

Conditioning Engineers) nei riguardi della valutazione degli indici del benessere termoigrometrico è

quella di suddividerli in tre categorie tipologiche:

1. Gli indici diretti;

2. Gli indici derivati razionalmente;

3. Gli indici empirici.

Gli LQGLFL�GLUHWWL sono ottenibili mediante operazioni di misura; tra di essi i principali sono:

- Temperatura dell’ aria (7F ); - Temperatura di bulbo umido (7lpm ); - Temperatura del punto di rugiada;

- Temperatura di bulbo secco (7);

- Umidità relativa ( );

- Velocità dell’ aria (YF ). Gli LQGLFL�GHULYDWL�UD]LRQDOPHQWH sono ottenuti con relazioni tra grandezze direttamente misurate; di

questi vanno citati i principali:

- Temperatura Media Radiante (7B�C );

- Temperatura operativa (7 A ); - Temperatura operativa umida (7 A[q ); - Indice di stress termico (+6,).

Gli LQGLFL�HPSLULFL, infine, stabiliscono una correlazione tra parametri ambientali e sensazioni; tra

questi ricordiamo:

- Temperatura effettiva (7 ^ _ _ �R�(7);

- Temperatura del globotermometro (7 o );

- Temperatura effettiva corretta ((7 );

- Indice :%*7;

15

- Voto medio previsto (309);

- Percentuale prevista di insoddisfatti (33');

- Indice di vento freddo (:&,).

Di particolare importanza risulta la temperatura del globotermometro, che consente di valutare la

temperatura media radiante 7B�C :

� � � � � �rst�ursst�us 77I777K6776T ,4400 ���� ���� HV (16)

Si è preferito in tale sede non seguire tale approccio ma introdurre gli indici di valutazione del

benessere come elementi dell’ indice 339 che rappresenta quello più diffuso.

Sono stati fin’ ora analizzati indici per la valutazione del benessere che prevedono valori uniformi

delle grandezze. Le grandezze fisiche prese in esame per la valutazione degli indici sono state infatti

considerate uniche ed uniformi. È tuttavia frequente la presenza di condizioni microclimatiche che

variano nei diversi punti all’ interno dell’ ambiente confinato e che, anche se in media soddisfano le

condizioni di benessere, possono localmente costituire causa di insoddisfazione nei confronti del

microclima: in taluni casi si parla di GLVFRPIRUW�ORFDOH. Le principali cause del discomfort locale sono:

1) Gradienti verticali di temperatura dell’ aria;

2) Velocità dell’ aria – Correnti d’ aria;

3) Disuniformità della temperatura media radiante (asimmetria radiante);

4) Temperatura del pavimento - Pavimento caldo o freddo.

���*UDGLHQWL�YHUWLFDOL�GL�WHPSHUDWXUD�GHOO¶DULD�

La temperatura dell’ aria è il più importante tra i fattori che influenzano il benessere

termoigrometrico. La temperatura all’ interno di un ambiente confinato tende ad aumentare

andando dal pavimento al soffitto. Se il gradiente termico in direzione verticale risulta elevato

(temperature troppo basse in corrispondenza delle caviglie o troppo elevate in corrispondenza

della testa) possono crearsi condizioni di discomfort locale, anche se l’ organismo si trova in

condizioni di nautralità termica.

Le origini del fenomeno vanno ricercate nelle caratteristiche degli elementi terminali

dell’ impianto di riscaldamento (figura 8): i gradienti verticali di temperatura, causa più frequente

16

di discomfort locale, possono infatti facilmente verificarsi in virtù del posizionamento a terra

degli apparecchi riscaldanti; l’ aria calda tende a salire e quella fredda a scendere determinando

differenze di temperatura fra la testa e le caviglie.

Si parla pertanto di gradienti positivi, cioè la temperatura cresce con l’ altezza. In taluni casi la

percentuale di insoddisfatti viene rappresentata in funzione della differenza di temperatura fra la

testa e le caviglie.

��

)LJXUD�����$QGDPHQWR�GHOOD�WHPSHUDWXUD�GHOO¶DULD�LQ�IXQ]LRQH�GHOOD�GLVWDQ]D�GDO�SDYLPHQWR�SHU�YDUL�WLSL�GL�LPSLDQWL�GL�ULVFDOGDPHQWR��

���

��

)LJXUD�����3HUFHQWXDOH�GL�LQVRGGLVIDWWL�LQ�IXQ]LRQH�GHOOD�GLIIHUHQ]D�GL�WHPSHUDWXUD�WUD�WHVWD�H�FDYLJOLH��

L’ influenza del gradiente termico verticale sulle condizioni di benessere è stata studiata da

Olesen; lo studio è stato condotto su un campione rappresentativo di soggetti seduti all’ interno di

una camera climatica, esposti a diversi gradienti di temperatura dell’ aria fra testa (ad 1.1 m dal

suolo) e caviglie (a 0.1 m).

17

Si considerano accettabili condizioni che determinano una percentuale di insoddisfatti minore del

5% (ISO 7730) (figura 9). A tale percentuale corrisponde, in base all’ analisi svolta da Fanger,

una differenza di temperatura dell’ aria fra la testa e le caviglie pari a 3°C.

���9HORFLWj�GHOO¶DULD�±�&RUUHQWL�G¶DULD�

La velocità dell’ aria all’ interno di un ambiente non solo varia da punto a punto nello spazio, ma

varia anche in uno stesso punto nel tempo. Le oscillazioni di velocità possono produrre

sensazioni di disagio locali sugli occupanti, poiché esse inducono variazioni della temperatura

superficiale della pelle; più fastidiosi risultano gli incrementi di velocità, ai quali corrisponde un

raffreddamento del corpo. La presenza di correnti d’ aria può costituire quindi causa di

discomfort locale.

All’ interno dei locali la velocità dell’ aria oscilla ed il flusso d’ aria è sempre turbolento. La

velocità dell’ aria non è perciò costante e può essere rappresentata come una variabile aleatoria

distribuita attorno ad un valor medio secondo una campana di Gauss.

La valutazione del discomfort viene effettuata individuando la percentuale di insoddisfatti in

funzione della deviazione standard della precedente distribuzione.

Si riportano gli andamenti qualitativi della percentuale di insoddisfatti in due condizioni:

1. Corrente d’ aria più fredda della temperatura ambiente;

2. Corrente d’ aria più calda della temperatura ambiente.

�)LJXUD������3HUFHQWXDOH�GL�LQVRGGLVIDWWL�LQ�IXQ]LRQH�GHOOH�FRUUHQWL�GL�DULD�

Tali andamenti sono stati ricavati quando la corrente d’ aria colpisce le parti superiori del corpo

umano.

Si definisce “ LQWHQVLWj�GHOOD�WXUEROHQ]D�J” il rapporto tra la deviazione standard della velocità ed

il suo valor medio. Fanger ha elaborato un modello matematico in grado di determinare la 33'

vwvwxy�z|{

}�~

��

��

18

in funzione dell’ intensità della turbolenza, della velocità dell’ aria e della sua temperatura. In base

al criterio della PPD è possibile definire il valore massimo di J accettabile. Si ricorda che in

inverno nel caso di correnti fredde il valore di g accettabile è inferiore al caso di correnti calde;

l’ opposto accade in estate.

L’ equazione ricavata da Fanger è la seguente:

� � � � � � � � 14.337.005.034,, 62.0 ������� JYY7JY7I33' ����� (17)

in cui:

33' = percentuale di persone insoddisfatte (%);

7F = temperatura dell’ aria (°C);

Y F = velocità media dell’ aria (m/s);

J = intensità della turbolenza (%).

In figura 11 sono riportati i valori della PPD calcolati per mezzo della (17); la 33' aumenta con

l’ intensità della turbolenza e con la velocità media dell’ aria.

��

)LJXUD������3HUFHQWXDOH�GL�LQVRGGLVIDWWL�LQ�IXQ]LRQH�GHOO¶LQWHQVLWj�GHOOD�WXUEROHQ]D��SHU�GLYHUVL�YDORUL�GHOOD�YHORFLWj�PHGLD�GHOO¶DULD�LQ�FRUULVSRQGHQ]D�GHO�VRJJHWWR��

Il fenomeno delle oscillazioni della velocità dell’ aria non è per ora tenuto in conto dalle

Normative; Fanger suggerisce di aggiornare queste norme, definendo una percentuale accettabile

di persone insoddisfatte a causa delle correnti d’ aria (ad es. PPD = 15%): in figura 12 è

19

rappresentato l’ andamento della velocità media dell’ aria in funzione della sua temperatura per

diversi valori dell’ intensità della turbolenza.

�)LJXUD������&RPELQD]LRQL�GL�WHPSHUDWXUD��YHORFLWj�PHGLD�GHOO¶DULD�HG�LQWHQVLWj�GHOOD�WXUEROHQ]D�FKH�SURYRFDQR�XQD�

33'�GHO�����

3) 'LVXQLIRUPLWj�GHOOD�7��� �±�$VLPPHWULD�UDGLDQWH

La radiazione termica asimmetrica può essere causata dalla presenza di pareti vetrate, pareti non

isolate, macchinari che generano caldo o freddo, pannelli caldi o freddi su pareti e soffitto.

L’ asimmetria radiante influenza gli scambi di calore per irraggiamento, dei quali il soggetto

risente in maniera particolare, essendo essi regolati dalla differenza delle temperature elevate alla

quarta potenza.

Il fenomeno può essere descritto attraverso la “ WHPSHUDWXUD� UDGLDQWH� DVLPPHWULFD� 7��� ” ,

parametro introdotto dalla ISO 7726 e definito come la differenza tra la temperatura radiante fra

due piccole superfici esposte a due semispazi.

Per quantificare la disuniformità della temperatura media radiante si fa perciò riferimento alla

temperatura piana radiante che rappresenta la temperatura di un ambiente fittizio nero (D� ��)

caratterizzato da una temperatura uniforme che scambia con una faccia di elemento di superficie

posto nel suo interno la stessa quantità di calore che la faccia dell’ elementino scambierebbe

nell’ ambiente reale.

20

L’ asimmetria piana radiante è a sua volta la differenza di temperatura piana radiante relativa alle

due facce di tale elementino.

Per la valutazione del discomfort si fa, anche in questo caso, riferimento alla percentuale di

insoddisfatti in funzione dell’ asimmetria piana radiante. Anche in tale caso il criterio della 33'

individua la massima 7��� ammissibile. Gli studi di Fanger sono stati condotti su un certo

numero di soggetti posti in presenza di una parete verticale fredda o di una parete orizzontale

calda; la temperatura delle altre superfici viene mantenuta pari alla temperatura variabile

dell’ aria, per garantire condizioni termicamente naturali: in questo modo il discomfort è dovuto

solo alla asimmetria radiante.

I risultati dello studio sono riportati in figura 13, nella quale è indicato l’ andamento della

percentuale degli insoddisfatti in funzione della differenza di temperatura asimmetrica radiante.

Si distinguono le condizioni operative:

1. Soffitto caldo;

2. Parete fredda;

3. Soffitto freddo;

4. Parete calda.

�)LJXUD������3HUFHQWXDOH�GL�LQVRGGLVIDWWL�LQ�IXQ]LRQH�GHOOD�WHPSHUDWXUD�DVLPPHWULFD�UDGLDQWH��

Si nota che il caso di soffitto caldo è la condizione che determina a parità di percentuale di

insoddisfatti valori più bassi di 7��� . L’ influenza di un soffitto freddo o di una parete verticale

calda è molto minore.

Le normative ISO 7730 e ASHRAE Standard 55-81 suggeriscono come valori limite della

simmetria della temperatura radiante i seguenti:

21

- 5°C per parete orizzontale calda (a cui corrisponde, secondo gli studi di Fanger, una

PPD = 7%);

- 10°C per parete verticale fredda (a cui corrisponde, secondo gli studi di Fanger, una

PPD = 5%).

���7HPSHUDWXUD�GHO�SDYLPHQWR���3DYLPHQWR�FDOGR�R�IUHGGR�La temperatura del pavimento assume importanza ai fini del benessere termoigrometrico sia per

effetto del contatto diretto, sia per il suo contributo al valore della temperatura media radiante. Se

la temperatura del pavimento è troppo bassa, a volte si incrementa, per compensazione, la

temperatura dell’ ambiente, con notevole aumento del consumo energetico.

Tale causa di discomfort si verifica, nella maggioranza dei casi, in condizioni di “ piede nudo” e

dipende fortemente dal tipo di pavimento e dal tempo di esposizione.

Gli studi più estesi sull’ argomento sono stati condotti da Olesen. In tutte le prove i soggetti si

trovano in condizioni di neutralità termica, in modo che la 33' dipende soltanto dal valore della

temperatura del pavimento. Nei locali occupati da persone scalze, Olesen ha riscontrato una

notevole importanza del materiale di cui è costituito il pavimento ed ha indicato i seguenti valori

ottimali di temperatura per diversi materiali:

- Fibre tessili (tappeti, moquettes): 21 ÷ 28 °C;

- Legno di pino: 22.5 ÷ 28 °C;

- Legno di quercia: 24 ÷ 28 °C;

- Calcestruzzo: 26 ÷ 28.5 °C.

Per locali occupati da persone che indossano normali scarpe, il materiale di cui è costituito il

pavimento non ha influenza sulle condizioni di benessere. Olesen ha trovato un valore ottimale

della temperatura del pavimento pari a 25°C per persone che svolgono un’ attività sedentaria e

pari a 23°C per persone in piedi o che camminano. La figura 14 mostra l’ andamento della 33'

in funzione della temperatura del pavimento: in corrispondenza dell’ intervallo 23 ÷ 25°C essa

assume il valore minimo, pari a circa il 7%.

22

)LJXUD������3HUFHQWXDOH�GL�LQVRGGLVIDWWL�LQ�IXQ]LRQH�GHOOD�WHPSHUDWXUD�GHO�SDYLPHQWR��

La normativa ISO 7730 suggerisce, per ambienti civili con persone che svolgono un’ attività

sedentaria, valori della temperatura del pavimento compresi tra 19 e 26°C e valori pari a 29°C se

si utilizza un riscaldamento a pavimento; lo Standard ASHRAE 55-81 prescrive un intervallo di

temperature compreso tra 18 e 29°C: con riferimento alla figura 9, a questi limiti corrisponde una

percentuale di insoddisfatti pari a circa il 10%.

/D�TXDOLWj�GHOO¶DULD�LQWHUQD��Negli edifici civili l’ inquinamento dell’ aria dipende essenzialmente dal rilascio di particelle volatili

da parte di persone e o da parte di materiali da costruzione e di arredo.

Per effetto dei processi fisiologici (respirazione, traspirazione, sudorazione) gli occupanti di un

ambiente immettono nell’ aria vapor d’ acqua, prodotti aromatici, anidride carbonica, virus e batteri,

fumo da tabacco (dove consentito).

Tali inquinanti devono essere eliminati per mezzo di immissione di aria pulita. In genere le

normative prescrivono l’ introduzione di un certo quantitativo di aria esterna per persona, ma ciò

non garantisce appieno la quantità dell’ aria interna, per le seguenti ragioni:

- spesso, nella progettazione del sistema di ventilazione, si ipotizza che gli occupanti

siano le uniche sorgenti di inquinanti;

- la quantità di aria immessa prescinde dalla qualità dell’ aria esterna prelevata;

- gli standard esistenti fanno in genere riferimento alla quantità di aria di rinnovo

piuttosto che alla qualità dell’ aria interna.

È comunque piuttosto complesso definire i requisiti di qualità dell’ aria interna in quanto dipendono

dalla sensibilità delle singole persone. In generale si può affermare che l’ aria deve essere percepita

23

“ fresca e confortevole” dagli occupanti, in modo da rendere minima la percentuale di insoddisfatti,

e soprattutto devono essere trascurabili i rischi per la salute che derivano dalla sua respirazione.

Esaminiamo ora i principali inquinanti dell’ aria interna, con indicazione degli effetti che essi

producono sul comfort e sulla salute degli occupanti.

- L’DQLGULGH� FDUERQLFD è prodotta dall’ organismo in quantità variabile con il livello di

attività metabolica. Il limite massimo di concentrazione cui può essere sottoposto

l’ organismo è pari al 5% in volume, ma già concentrazioni dell’ 1% producono mal di testa e

riduzione della capacità di apprendimento.

- Le SROYHUL sono particelle solide immesse nell’ aria per effetto di cause naturali o antropiche;

KDQQR� GLPHQVLRQL� LQIHULRUL� D� ���� �� *OL� HIIHWWL� SLù dannosi sull’ uomo sono dovuti alle

particelle più piccole (<10 ���FKH�YHQJRQR�WUDWWHQXWH�QHJOL�DOYHROL�SROPRQDUL�H�OXQJR�OH�YLH�di respirazione risultando molto nocive.

- Il IXPR�GD�WDEDFFR è costituito da una sospensione di particelle solide e da una miscela di

gas. Gli effetti sull’ uomo sono essenzialmente irritazione agli occhi ed alle vie respiratorie,

con difficoltà di respirazione, starnuti e nausea per soggetti particolarmente sensibili; è

ormai provata la correlazione tra fumo da tabacco e cancro ai polmoni.

- I ELRDHURVRO sono inquinanti di origine biologica; il soggiorno di più persone all’ interno di

un ambiente confinato produce un aumento della concentrazione di virus e batteri, che

vengono emessi tramite tosse e starnuti sottoforma di particelle d’ acqua: essi costituiscono

un veicolo di contagio tra individui malati ed individui sani.

- Gli RGRUL hanno assunto un’ importanza fondamentale nella progettazione di impianti di

climatizzazione; infatti negli edifici moderni minori sono le infiltrazioni di aria e maggiori le

sorgenti di odori, associate anche ai materiali da costruzione e agli arredi; l’ aria esterna,

inoltre, è spesso inquinata ed infine le esigenze di risparmio energetico hanno condotto ad

una riduzione della portata d’ aria di ventilazione. Le sostanze in grado di produrre

sensazioni olfattive sono quelle organiche di peso molecolare inferiore a 300; in generale le

particelle che producono odori spiacevoli non costituiscono pericoli per la salute delle

persone, ma danno luogo a condizioni di elevato discomfort.

24

- L’R]RQR, che negli strati alti dell’ atmosfera costituisce un valido schermo ai raggi

ultravioletti, qualora raggiunga, in ambienti confinati, concentrazioni superiori a 0.05 p.p.m.,

provoca secchezza delle mucose, mal di testa (1 p.p.m.) ed edema polmonare (1.7 p.p.m.);

esso viene prodotto sia per effetto fotochimica, sia dai filtri d’ aria a ionizzazione talvolta

usati negli impianti di condizionamento.

- Il UDGRQ è un gas prodotto dal decadimento radioattivo del radio presente nelle rocce e nel

suolo; esso può raggiungere gli ambienti abitati risalendo dagli scantinati o perché presente

nei materiali da costruzione. Una lunga esposizione a tale gas può provocare l’ insorgenza di

tumore ai polmoni.

- La IRUPDOGHLGH può essere presente negli ambienti a causa dell’ impiego di materiali isolanti

a basa di schiuma di formaldeide; essa ha un effetto irritante sulle mucose del naso e della

gola e studi recenti ne hanno indicato la possibile cancerosità.

La qualità dell’ aria interna e gli effetti della presenza di inquinanti sulle condizioni di benessere

delle persone possono essere quantificati per mezzo di due unità di misura proposte da Fanger:

l’ ”ROI” e il “ GHFLSRO” .

L’ROI (dal latino “ olfactus” ) è una JUDQGH]]D�FKH�HVSULPH�OD�FDSDFLWj�LQTXLQDQWH�GL�XQD�VRUJHQWH: esso è definito come la quantità di bioaffluenti emessa da un soggetto che svolge attività sedentaria

in condizioni di benessere termico, con uno standard igienico di 0.7 bagni/giorno; ogni altra

sorgente inquinante viene espressa in numero di olf che producono una sensazione equivalente.

Alcuni valori di sorgenti di inquinamento in olf sono indicati in tabella 3.

��

7DEHOOD��. 6RUJHQWL�GL�LQTXLQDPHQWR�LQ�ROI�

25

Il GHFLSRO (pol dal latino “ pollutio” ) è una JUDQGH]]D�FKH�FRQVHQWH�GL�TXDQWLILFDUH�OD�SHUFH]LRQH�GL�LQTXLQDQWL; esso è l’ inquinamento percepito in presenza di un soggetto normale (1 olf) in un

ambiente con ventilazione di 10 l/s di aria pulita. Alcuni valori in decipol, riferiti alle più comuni

situazioni, sono indicati in tabella 4.

7DEHOOD����9DORUL�LQ�GHFLSRO�GHOO¶LQTXLQDPHQWR�GHOO¶DULD�SHUFHSLWR�LQ�DOFXQH�VLWXD]LRQL���

In numerosi edifici, nonostante la portata di ventilazione sia adeguata a purificare l’ aria dagli

inquinanti interni, si sono riscontrate, specialmente negli ultimi anni, elevate percentuali di persone

che considerano la qualità dell’ aria insoddisfacente. Ciò provoca una serie di disturbi quali

sonnolenza, mal di testa, irritazione agli occhi e all’ apparato respiratorio, etc.

Tale situazione è stata denominata dagli studiosi “ Sick Building Syndrome” o “ Sindrome da Edifici

Insalubri” e così definita dalla Organizzazione Mondiale della Sanità: “ La Building Sickness si

esprime attraverso sintomi di malessere generali e non specifici, accusati da persone situate in

determinati edifici, sintomi che recedono poco dopo l’ abbandono degli edifici stessi” .

Le cause della Sick Building Syndrome non sono facilmente riscontrabili, tuttavia una corretta

progettazione e soprattutto manutenzione degli impianti di climatizzazione dovrebbe migliorare le

condizioni di comfort globale.

��5LIHULPHQWL�QRUPDWLYL��

Le Normative cui si fa riferimento nella progettazione di impianti per garantire le condizioni di

benessere termoigrometrico in ambienti confinati sono essenzialmente le seguenti:

- ANSI-ASHRAE 55-1981: 7KHUPDO�(QYLURQPHQWDO�&RQGLWLRQV�IRU�+XPDQ�2FFXSDQF\; - ISO 7730 International Standard: 0RGHUDWH� 7KHUPDO� (QYLURQPHQWV��'HWHUPLQDWLRQ� RI� WKH�

309�DQG�339�,QGLFHV�DQG�6SHFLILFDWLRQV�RI�WKH�&RQGLWLRQV�IRU�7KHUPDO�&RPIRUW�

26

- UNI-CTI 5104 ,PSLDQWL�SHU�LO�FRQGL]LRQDPHQWR�GHOO¶DULD��1RUPH�SHU�O¶RUGLQD]LRQH��O¶RIIHUWD�HG�LO�FROODXGR�

Le prime due normative, pur seguendo criteri diversi, giungono a conclusioni equivalenti per

quanto riguarda le condizioni ambientali di benessere.

La $6+5$(� ����� impiega una scala numerica di valutazione della sensazione termica

equivalente al PMV; l’ indice microclimatico cui fa riferimento è la Nuova Temperatura

Effettiva ET*, per mezzo della quale indica i requisiti ambientali che sono accettabili per l’ 80%

degli occupanti.

La ,62����� si basa sugli studi di Fanger e prescrive che le grandezze termoigrometriche e

ambientali siano comprese in determinati intervalli, tali da garantire che la PPD sia inferiore ad

una percentuale minima prefissata.

La 81,�&7,����� fornisce i dati di temperatura, umidità relativa e velocità dell’ aria consigliati

nella corretta progettazione impiantistica (Tabella 5).

7DEHOOD����9DORUL�GL�WHPSHUDWXUD�H�XPLGLWj�UHODWLYD�UDFFRPDQGDWL�GDOOD�81,�&7,������