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La definizione del comfort

Il benessere invisibile

In generale una persona si trova in stato di benessere quando non percepisce nessun tipo di sensazione fastidiosa ed è quindi in una condizione di neutralità assoluta rispetto all’ambiente circostante. Già dalla definizione è chiaro che il benessere è una quantità non misurabile analiticamente ma solo statisticamente perché dipende da troppe variabili di cui alcune strettamente soggettive e di natura psicologica.

Le variabili sono:

  • il benessere termico e igrometrico;
  • il benessere olfattivo (legato alla qualità dell’aria);
  • il benessere visivo (relativo all’illuminazione);
  • il benessere psicologico.
     

Nel seguito dell’analisi verrà analizzato principalmente il benessere di tipo termico e igrometrico.


Il comfort termico e igrometrico

Il comfort termico dipende da:

  • parametri fisici: temperatura dell’aria, temperatura media radiante, umidità relativa, velocità dell’aria, pressione atmosferica;
  • parametri esterni: attività svolta che influenza il metabolismo, abbigliamento;
  • fattori organici: età, sesso, caratteristiche fisiche individuali;
  • fattori psicologici e culturali.

Inoltre in base alle condizioni sociali e ambientali si possono trovare diversi gradi di accettazione di situazioni non confortevoli. Infatti trovandosi in una prolungata situazione di disagio si possono ritenere "normali" anche situazioni ambientali che in contesti diversi sarebbero giudicate di malessere. In una civiltà evoluta come la nostra si richiede invece un elevato grado di confort.

Il comfort termico e igrometrico

 

estate

inverno

 Temperatura dell’aria

26 °C

20 °C

 Umidità relativa

30 % < U < 60 %

30 % < U < 50 %

 Velocità dell’aria

0,1-0,2 m/s

0,05-0,1 m/s

 Temperatura effettiva

20-22 °C

16-18 °C

Tab. 1. Limiti medi per condizioni igrotermiche considerate ottimali (Melino C. 1992).

 


I parametri principali

        Parametri principali che influenzano il
        benessere termico sono:

         >  temperatura dell’aria;
         >  temperatura media radiante;
         >  velocità dell’aria;
         >  umidità relativa;
         >  attività (metabolismo);
         >  abbigliamento;
         >  fattori soggettivi.


Temperatura dell’aria (°C)

La temperatura dell’aria, intesa come temperatura di bulbo secco, è il fattore più importante nella determinazione del benessere termico.
 


 

Temperatura media radiante (TMR, °C)

E’ la temperatura media pesata delle temperature delle superfici che delimitano l’ambiente incluso l’effetto dell’irraggiamento solare incidente. Influisce sugli scambi per irraggiamento. Assieme alla temperatura dell’aria, la TMR è il fattore che influenza maggiormente la sensazione di calore perché la radiazione che cade sulla cute ne attiva gli stessi organi sensori. Se il corpo è esposto a superfici fredde, una quantità sensibile di calore è emessa sotto forma di radiazione verso queste superfici, producendo una sensazione di freddo. La variazione di 1° C nella temperatura dell’aria può essere compensata da una variazione contraria da 0.5 a 0.8° C nella TMR: la condizione più confortevole è stata considerata quella corrispondente ad una TMR di 2° C più alta della temperatura dell’aria. Una TMR più bassa di 2° C è pure tollerabile se la radiazione emessa dal corpo è quasi la stessa in tutte le direzioni e ciò avviene solo se le temperature superficiali dell’ambiente circostante sono praticamente uniformi. Si definisce anche la temperatura operante come la media fra la temperatura dell’aria e quella media radiante proprio per valutare con un unico valore gli scambi termici per convezione e irraggiamento.
 

 

 

Velocità dell’aria (m/s)

Il movimento dell’aria produce effetti termici anche senza variazione della temperatura dell’aria e può favorire la dissipazione del calore, attraverso la superficie dell’epidermide, nei seguenti modi:

1) Aumento della dissipazione del calore per convezione, fino a quando la temperatura dell’aria rimane inferiore a quella dell’epidermide;

2) Accelerazione dell’evaporazione e quindi produzione di raffrescamento fisiologico; alle basse umidità (< 30 %) questo effetto è irrilevante in quanto si ha già una intensa evaporazione anche con aria ferma; alle alte umidità (> 80 %) l’evaporazione è comunque limitata e il movimento dell’aria non ha grandi effetti rinfrescanti. L’evaporazione può essere invece notevolmente accelerata alle medie umidità (40-50 %): se l’aria è ferma, lo strato più vicino all’epidermide si satura velocemente, impedendo un’ulteriore evaporazione, il movimento dell’aria invece può assicurare un ricambio e quindi una continua evaporazione.

L’utilizzo del movimento dell’aria per il raffrescamento può essere limitato dai suoi effetti fastidiosi, infatti le reazioni medie soggettive alle varie velocità sono le seguenti:

fino a 0.25 m/s:
impercettibile

0.25-0.50 m/s:
piacevole

0.50-1.00 m/s:
sensazione di aria in movimento

1.00-1.50 m/s:
corrente d’aria da lieve a fastidiosa

oltre 1.50 m/s:
fastidiosa

 


 

Umidità relativa (UR, %)

E’ il rapporto fra la quantità di acqua contenuta in un Kg d’aria secca ad una certa temperatura e la quantità massima di acqua che potrebbe essere contenuta alla stessa temperatura dallo stesso kg d’aria.

L’umidità dell’atmosfera, se non è estremamente alta o bassa, ha un effetto lieve sulla sensazione di benessere. Alle temperature di benessere non c’è necessità di raffrescamento evaporativo mentre a temperature più alte questo diventa il mezzo più importante di dissipazione del calore. L’aria satura (100% di UR) impedisce qualsiasi raffrescamento di tipo evaporativo. Quando l’UR è minore del 20 % le membrane mucose si seccano ed aumentano le possibilità di infezione. 

A basse temperature l’aria molto secca accresce la sensazione di freddo in quanto l’umidità che raggiunge la superficie dell’epidermide evaporando provoca una spiacevole sensazione di freddo. Per temperature dell’aria superiori ai 32 °C con UR oltre il 70 % si accentua la sensazione di caldo in quanto il sudore prodotto non può evaporare. In regime stazionario un aumento di UR del 10 % ha lo stesso effetto di un aumento di temperatura di 0,3 °C. 

L’influenza dell’UR aumenta se ci si sposta fra ambienti con diverse quantità della stessa (cioè in regime dinamico) aumentando l’incidenza sulla sensazione di benessere fino a 2 o 3 volte.

 

 

estate

inverno

 Temperatura

24-26 °C

19-20 °C

 Umidità relativa

50-60 %

40-50 %

 Velocità dell’aria

0,1-0,2 m/s

0,05-0,1 m/s

Valori consigliati per temperatura, UR e velocità dell'aria a seconda della stagione
 

 

Attività svolta (tasso di metabolismo) e abbigliamento

Il corpo produce costantemente calore in quantità variabile: "metabolismo" è il termine che descrive tali processi biologici. Il tasso di metabolismo è l’energia liberata per unità di tempo dalla trasformazione degli alimenti. La quantità richiesta dal corpo dipende dal livello di attività. Si esprime in Watt/mq di superficie corporea (circa 1,8 mq) o in "Met" (1 Met = tasso metabolico di una persona in riposo = 58 W/mq). 

Esempio: sonno (Met 0,7 - W/mq 40), attività sedentaria in ufficio (Met 1,4 - W/mq 80)

Il vestiario influisce sulle perdite di calore per evaporazione, sugli scambi di calore per conduzione e irraggiamento. Il vestiario è l’isolamento termico delle persone e il cambio del vestiario rappresenta il più efficace sistema cosciente di controllo sulle dispersioni termiche. 

L’isolamento termico del vestiario è espresso in "Clo" (1 Clo = tenuta invernale tipica da interno = 0,155 mq K/W).

Esempio: tenuta estiva leggera (0,08 mq K/W - 0,5 Clo), tenuta invernale (0,23 mq K/W - 1,5 Clo)
 

Valutazione del comfort termico

 

Tutti i fattori sopra elencati interagiscono fra loro per determinare le sensazioni di benessere o malessere. E’ impossibile giudicare il comfort ambientale sulla base di uno solo di questi parametri. Per la valutazione numerica delle condizioni ambientali a cui corrispondono sensazioni di benessere termico si è ricorsi a sperimentazioni di tipo statistico valutando il grado di soddisfazione di gruppi di persone all’interno di ambienti variamente climatizzati.

 


L'importanza dell'impianto radiante per il benessere

Le sensazioni di benessere riguardano tanti aspetti dello "stare bene" in un ambiente abitativo, coinvolgono l’individuo e le sue esigenze a 360 gradi, e la sua dimensione di benessere in tutte le stagioni dell’anno. La norma UNI EN ISO 7730 detta i parametri del comfort indoor e individua la condizione ideale in una temperatura percepita in ambiente di ca. 20°C, con una percentuale di umidità del 50-55%.

 



 

Un impianto radiante funzionante a 26-27°C di temperatura superficiale fa sì che si inneschi un meccanismo di scambio per irraggiamento che porta l’intera struttura a temperature prossime ai 22÷24°C. questa temperatura non è rilevata in determinati punti dell’abitazione ma è uniformemente ripartita su tutta la superficie calpestabile, a beneficio di un elevato grado di comfort, si ha infatti una distribuzione ideale della temperatura all’interno degli ambienti.

Il corpo umano si trova così racchiuso in un involucro "tiepido" e non subisce la sensazione di freddo che si prova in locali dotati di impianti tradizionali, come i radiatori, oppure volgendo le spalle ad una vetrata o a un muro poco isolato. "L’involucro tiepido" fa sì che l’uomo tolleri una temperatura dell’aria inferiore senza avvertire disagio.

L’aria meno calda è anche meno secca e ciò va a favore del sistema respiratorio.

Causa di infiammazioni delle mucose nasali, di laringiti e bronchiti è proprio l’eccessivo riscaldamento dell’aria, in quanto un certo grado di umidità è necessario per far funzionare correttamente le mucose del sistema respiratorio, le quali rappresentano un primo filtro naturale agli attacchi esterni.

Aria a temperatura uniforme nel volume del locale impedisce che si inneschino quei fastidiosi moti convettivi causa di circolazione delle polveri negli ambienti riscaldati a radiatori.

Tali moti sono causati dalla dilatazione delle molecole d’aria che si riscaldano quando sono vicine al radiatore, aumentano di volume, e quindi tendono a salire perché più leggere, per poi ridiscendere dopo essersi raffreddate.