IL COMFORT TERMICO

Da una percezione soggettiva a uno standard condiviso

Quando un individuo è inserito all’interno di un ambiente, può percepire una sensazione di caldo o di freddo. Tale percezione è molto soggettiva poiché dipende dal tipo di attività svolta, dalla posizione occupata dalla persona, o più semplicemente da com’è vestita.
La sensazione del comfort è fortemente condizionata dal sistema di termoregolazione del corpo umano, ovvero da tutto l’insieme dei meccanismi di scambio termico che permettono di mantenere una temperatura costante di 37°C. 
Tali meccanismi possono essere: la respirazione, la sudorazione, lo scambio di calore tra l’individuo e l’ambiente. Ecco allora che una persona sottoposta a un’attività fisica media, come lo stare in piedi, potrebbe sentire più caldo rispetto a una persona seduta per ore davanti al computer. Oppure, in un ufficio dov’è d’obbligo indossare giacca e cravatta le persone potrebbero sentire più caldo durante il periodo estivo, ragione per cui bisognerà ridurre la temperatura.
La sensazione del comfort è legata sia a una condizione globale costituita dalla temperatura dell’aria e delle pareti, sia alla presenza di un lieve movimento dell’aria, sia a un’eccessiva differenza della temperatura dell’aria tra testa e caviglie, o addirittura da una temperatura superficiale del pavimento inadeguata, ovvero è legata a tutto ciò che può essere inteso come “disagio locale”.
Le persone più sensibili al disagio locale sono in genere quelle che svolgono un’attività sedentaria per molte ore, oppure che si trovano in fase di riposo. Ecco perché la progettazione di uffici e camere da letto piuttosto che di zone soggiorno, teatri o sale cinema deve necessariamente tenere conto di tali aspetti.

 

PARAMETRI DEL COMFORT GLOBALE 

Ma come fare per capire se un ambiente è più o meno confortevole termicamente? 

Proprio perché il comfort è dovuto a una condizione di benessere ed è soggettivo, non basta misurare temperatura e umidità. Può infatti accadere che due individui all’interno dello stesso ambiente possano percepire due sensazioni diverse e opposte. Ma se all’interno dello stesso ambiente si accogliesse in momenti successivi un campione rappresentativo di persone, è probabile che la maggior parte di queste esprima un giudizio uniforme sul comfort in tale ambiente. È anche possibile riscontrare una certa uniformità di valutazione dell’ambiente da parte di persone vestite allo stesso modo o della stessa età.
Ecco che diventa utile valutare il comfort con un vero e proprio voto sulla sensazione termica, espresso da un numero consistente di persone. In particolare la sensazione termica è espressa su una scala a 7 punti, dove con 0 si esprime la neutralità termica, con +3 si indica una sensazione di grande caldo e con –3 una sensazione di molto freddo. I voti individuali saranno dispersi a un valore medio: è il cosiddetto indice PMV (Voto Medio Previsto), alla base di tutte le considerazioni sul comfort.

il comfort termico grafico parametri del comfort globale

Accanto al PMV esiste il PPD (Percentuale Prevista di Insoddisfatti), che esprime il numero di persone termicamente insoddisfatte. Tale valore non potrà mai essere pari a 0 perché diversi studi che hanno coinvolto migliaia di persone hanno dimostrato che anche nelle migliori situazioni di neutralità termica esiste sempre almeno il 5% di soggetti insoddisfatti.
 

Dal momento che il PMV esprime il bilancio termico tra il corpo umano e l’ambiente che lo circonda, ecco che i fattori che intervengono nella sua determinazione sono collegati a:

  • Attività metabolica della persona, espressa in met o in W/m2
  • Potenza meccanica efficace, espressa in W/m2 a carico della persona
  • Condizioni di temperatura dell’aria, in genere a 1,1 m da terra (corrispondente all’altezza del collo di una persona seduta)
  • Temperatura media radiante, in genere a 1,1 m da terra (corrispondente all’altezza del collo di una persona seduta) 
  • Velocità dell’aria
  • Tipo di vestiario, espresso con l’indice clo.

 

Il PMV può essere valutato mediante:

  • Calcolo, attraverso le formule riportate sulla norma UNI EN ISO 7730
  • Da tabella, secondo la norma UNI EN ISO 7730, conoscendo informazioni sul tipo di vestiario, attività, temperatura operativa e velocità dell’aria
  • Tramite misurazione diretta usando particolari sensori (mediante centralina microclimatica)
  • I parametri del comfort, come temperatura dell’aria e temperatura media radiante, possono essere:
  • Stimati mediante calcolo
  • Misurati mediante una centralina microclimatica secondo le istruzioni contenute nella norma ISO 7726.

 

I PARAMETRI DEL DISCOMFORT LOCALIZZATO
 

Il discomfort locale o localizzato esprime quella sensazione di caldo o freddo percepita in una determinata area del corpo e che contribuisce inevitabilmente alla percezione di comfort complessivo. I principali parametri di discomfort locale sono i seguenti:

  • - TEMPERATURA DEL PAVIMENTO
  • - DIFFERENZA DI TEMPERATURA ARIA TESTA-CAVIGLIE
  • - ASIMMETRIA RADIANTE
  • - CORRENTI D’ARIA.

I valori riportati nelle tabelle sottostanti derivano dalla UNI EN ISO 7730
 



TEMPERATURA DEL PAVIMENTO

Descrizione
Per persone in piedi o sedute, con scarpe leggere, la temperatura del pavimento influisce sulla sensazione termica. 

Valore corretto
Min 19°C in freddo
Max 29°C in caldo

Elementi interessati
Pavimenti radianti ad acqua.
Pavimenti scaldati elettricamente ma per brevi permanenze.

Grandezze interessate
Temperatura superficiale del pavimento.


 

DIFFERENZA DI TEMPERATURA DELL’ARIA TRA TESTA E CAVIGLIE

Descrizione
Quando esiste una elevata differenza verticale della temperatura dell’aria tra testa e caviglie, la persona può provare disagio.  

Valore corretto
Max 2°C per persone sedute (tra 1,1 m e 0,1 m da terra).

Elementi interessati
Pavimenti radianti ad acqua, sistemi di ventilazione dal basso a dislocamento, vetrate. 

Grandezze interessate
- Flusso di calore  scambiato dalle pareti e dal pavimento.
- Ventilazione meccanica.
- Infiltrazione.
 


ASIMMETRIA RADIANTE

Descrizione
Quando la persona si trova in mezzo a due pareti caratterizzate da un’elevata differenza di temperatura può percepire un disagio termico; lo stesso dicasi quando c’è un’elevata differenza di temperatura tra pavimento e soffitto.  

Valore corretto
Asimmetria  orizzontale:
parete calda <23°C
parete fredda <10°C

Asimmetria verticale:
soffitto caldo < 5°C
soffitto freddo < 14°C

Elementi interessati 
Soffitti radianti, pareti radianti, finestre, pareti o solai scarsamente isolati.

Grandezze interessate
Temperatura media delle superfici intorno alla persona.
 


CORRENTI D’ARIA FREDDA (DRAUGHT RATING)

Descrizione
La corrente d’aria fredda, specialmente in prossimità del collo, può infastidire le persone; il rischio di disagio (DR%) è maggiore per persone che svolgono attività sedentaria e che avvertono caldo. Il parametro DR% va da 0 a 100%. 

Valore corretto
<10%

Elementi interessati 
Soffitti radianti, pareti radianti, finestre, pareti o solai scarsamente isolati.

Grandezze interessate
- Temperatura dell’aria
- Velocità media dell’aria
- Intensità della turbolenza 

 

Temperatura dell’aria (Ta): la temperatura dell’aria in ambiente è importante per definire lo scambio convettivo tra una superficie o la pelle della persona e l’ambiente. Ai fini del comfort è importante valutarla a livello delle caviglie, all’altezza della testa di una persona seduta (1,1 m) e all’altezza di una persona in piedi (1,7 m).

Temperatura media radiante (Tmr): la temperatura media radiante è definita come la temperatura uniforme di una cavità in cui la perdita di calore per radiazione è uguale a quella di una persona in esame all’interno di una stanza reale; esprime quindi la temperatura di tutte le superfici che circondano una persona all’interno di un ambiente. Il calcolo di tale temperatura è abbastanza complesso e richiede la conoscenza delle temperature di tutte le superfici e dei fattori di vista (ovvero della relazione geometrica che esprime lo scambio termico radiativo tra le varie superfici). In alternativa la temperatura media radiante è misurabile con la globosonda, secondo le indicazioni presenti nella norma ISO 7726.

Temperatura operativa (To): la temperatura operativa esprime lo scambio termico complessivo di una persona con l’ambiente che la circonda. È concettualmente pari alla somma dello scambio sensibile scambiato per convezione con l’aria (Ta) e dello scambio radiante scambiato con le superfici (Tmr). Per ambienti termici moderati, se la differenza tra temperatura media radiante e temperatura dell’aria è inferiore a 4°C e la velocità dell’aria inferiore a 0,2 m/s, la temperatura operativa può essere facilmente calcolata con la seguente formula:

Per la misura della temperatura operativa è possibile utilizzare un dispositivo di forma ellissoidale grigio chiaro, come da UNI EN 7726.

 

 

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