Benessere e Climatizzazione

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L’essenziale per capire quali sono le condizioni termoigrometriche più rispondenti ai requisiti di benessere delle persone negli ambienti Livello: basic

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  • 1. Cap. 2Benessere e climatizzazione BENESSERE E CLIMATIZZAZIONEIl benessere termoigrometrico Antonio Briganti1 Copyright Impianti Clima

2. LO SCOPO DELLA CLIMATIZZAZIONELo scopo principale della Climatizzazione Civile quello direalizzare delle condizioni pienamente confortevoli per lepersone : CONTROLLO DELLA TEMPERATURA AMBIENTE CONTROLLO DELLUMIDITA RELATIVA RINNOVO E FILTRAZIONE DELLARIA TRATTATA DIFFUSIONE DELLARIA UNIFORME, PRIVA DICORRENTI E ZONE STAGNANTIQueste condizioni devono essere realizzate contenendo il livellosonoro allinterno dellambiente, e allesterno delledificio, entrolimiti definiti secondo il tipo di utilizzo o i valori a capitolato. 2Copyright Impianti Clima 3. TEMPERATURABULBO SECCOBULBO UMIDO il livello o lintensit di calore di un corpo, o di un liquido,o di un gas ed tanto pi alta quanto pi elevata lavelocit delle molecole che lo costituiscono.Nel condizionamento si considerano due temperature:a bulbo seccoE la temperatura letta su un normale termometro a bulbodi mercurio.a bulbo umidosi legge su un termometro sul cui bulbo avvolta unagarza umida attraversata da una leggera corrente daria.T.B.S. e T.B.U. determinano il contenuto di umidit nellariasul diagramma psicrometrico.3 Copyright Impianti Clima 4. UMIDITA:ASSOLUTA E RELATIVA UMIDITA ASSOLUTA il contenuto naturale di umidit nellaria. Si misura in g/kg di aria secca. ARIA SATURA quando contiene il massimo quantitativo di umidit consentito alla temperatura e alla pressione in cui si trova. UMIDITA RELATIVA rapporto tra contenuto effettivo e contenuto a saturazione. 4Copyright Impianti Clima 5. UMIDITA RELATIVA1 kg daria a 21 Ccontiene 7,8 g di vapore.A saturazione potrebbeContenerne 15,6 g.7,8:15,6 x 100 = 50% U.R.5 Copyright Impianti Clima 6. CALORE LATENTE DI VAPORIZZAZIONESi dice calore latente di vaporizzazione il quantitativo dicalore necessario per provocare il passaggio di 1 kg di unacerta sostanza dallo stato liquido allo stato di vapore atemperatura costante.Unit di misuraNel Sistema Tecnico il calore latente di vaporizzazione simisura in kcal/kg. Nel Sistema Internazionale esso simisura in kJ/kg.Il calore latente di vaporizzazione dellacqua di 540 kcal/kg(S.T.) equivalenti a 2257 kJ/kg (S.I.). 6Copyright Impianti Clima 7. CALORE SPECIFICOE la quantit di calore necessaria per aumentare di1C la temperatura di 1 kg di una certa sostanza.Unit di misuraIl calore specifico nel Sistema Tecnico si misura inkcal/kg . Nel Sistema Internazionale esso vienemisurato in kJ/(kg K).Il calore specifico dellacqua di 4,18 kJ/(kg K) a 20C; quello dellaria secca (a pressione costante) di1,006 e a volume costante di 0,716 kJ/(kg K). 7Copyright Impianti Clima 8. ENTALPIAIl contenuto di calore posseduto da 1 kg di una certasostanza o da un fluido ad una data temperatura vienedefinito entalpia. Lentalpia aumenta con laumentaredella temperatura e diminuisce al suo diminuire.Unit di misuraLentalpia nel Sistema Tecnico viene misurata in kcal/kg.Nel Sistema Internazionale essa si misura invece in J/kg onel suo multiplo kJ/kg. 8Copyright Impianti Clima 9. BENESSERE TERMOIGROMETRICOIl benessere termoigrometrico si raggiunge quando ilcalore ed il vapore acqueo prodotto dallorganismo vengonodispersi con la stessa velocit con cui si producono. Quando vengono dispersi troppo rapidamente la personasubisce una sensazione di freddo. Quando la dispersione del calore e del vapore acqueo pilenta di quanto non si producano, la persona subisce unasensazione di caldo poich il calore si accumula nei tessuticorporei.Il benessere termoigrometrico una condizione di equilibrio con lambiente.9 Copyright Impianti Clima 10. PRODUZIONE DI CALORE CORPOREO DAPARTE DELLE PERSONE ATTIVITAPRODUZIONE DI SVOLTA CALORE MEDIA, WATT Persona dormiente65 Persona seduta 96 Persona in piedi110 Persona seduta in leggera attivit dufficio 90 Persona che cammina in ambienti civili160 Lavoro leggero in piedi 130 Lavoro di media intensit 190 Attivit di bowling e ballo 200 - 400 10 Copyright Impianti Clima 11. DUE FORME DI CALOREIl corpo umano emette calore e vapore acqueo. Si tratta di dueforme di calore: calore sensibile: produce un aumento della temperatura abulbo asciutto. Non modifica lumidit assoluta dellaria.Modifica lumidit relativa. calore latente, sotto forma di emissione di vapore acqueo,produce un innalzamento della temperatura a bulbo umido.Modifica lumidit assoluta dellaria e lumidit relativa. Si dice calore totale la somma del calore sensibile + latente 11 Copyright Impianti Clima 12. TRASMISSIONE DEL CALORE DAL CORPOUMANOIl corpo umano emette calore soprattutto in tre modi: per convezione, per effetto della differenza tra la temperatura corporea, a 36 - 37 C, e quella dellaria. per evaporazione del vapore acqueo dalla pelle (perspirazione) e di quello emesso con la respirazione. E una invisibile nebbia di vapore acqueo emessa con continuit assorbita dallaria circostante. per radiazione verso superfici fredde circostanti, ad esempio le pareti, il pavimento e il soffitto. 12 Copyright Impianti Clima 13. CONVEZIONE Laria ambiente a contatto con la superficie corporea a 36 37 C si riscalda, diminuisce di densit e sale verso lalto. In questo modo asporta calore dal corpo. Lasportazione tanto pi efficace quanto minore la temperatura dellaria ambiente. A 10 C lasportazione intensa e la persona avverte freddo A 36 C lasportazione nulla e la persona accumula calore 13 Copyright Impianti Clima 14. EVAPORAZIONE Il vapore acqueo emesso attraverso i pori della pelle viene assorbito dallaria che si carica di umidit. Lasportazione di umidit dal corpo (a parit di temperatura) tanto pi efficace quanto minore il contenuto di umidit assoluta dellaria. Se lumidit assoluta elevata lasportazione di vapore si riduce e si ha formazione di sudore sulla pelle. 14 Copyright Impianti Clima 15. RADIAZIONE, CESSIONE DI CALOREIl corpo umano cede calore perradiazione infrarossa a superficifredde in prossimit.La cessione di calore tantomaggiore quanto pi alta ladifferenza di temperatura tra ilcorpo e le superfici.15Copyright Impianti Clima 16. RADIAZIONE, GUADAGNI DI CALORE Se le superfici circostanti sono pi calde del corpo, il flusso di calore si inverte e il corpo subisce un riscaldamento, tanto pi efficace quanto maggiore la differenza di temperatura.16Copyright Impianti Clima 17. LEQUILIBRIO DEL BENESSEREAi fini del benessere importante che non vi siano squilibrieccessivi della asportazione del calore dal corpo. Per attivitsedentarie dovrebbe essere: Convezione:35% Evaporazione:30% Radiazione:35%Nel caso di squilibri eccessivi si avverte disagio, anche se latemperatura ambiente nella norma. 17 Copyright Impianti Clima 18. EFFETTI DELLA VELOCITA DELLARIAAMBIENTE SULLE PERSONEVELOCITA EFFETTI SULLE PERSONE APPLICAZIONI, m/s CARATTERISTICHE 0 0,08Oppressione, aria stagnanteNessuna 0,13Condizioni ideali di progettoImpianti di benessere 0,13 0,25 Condizioni idonee per ambienti Impianti di tipo commerciali. La velocit di 0,25 commerciale m/s la massima accettabile per queste utenze0,35 Sensazioni di fastidio, movimentoImpianti per grandi di fogli di carta di piccolo formato magazzini,supermercati, ecc.0,40 Limite delle condizioni accettabiliImpianti per grandi per persone in leggero movimento magazzini, capannoniartigianali, ecc.18Copyright Impianti Clima 19. CORRETTA VELOCITA DELLARIAUna corretta velocit dellaria importante per il benessereperch: Attiva la convezione Aumenta lasportazione divapore acqueo Elimina sensazioni di ristagno.La velocit dellaria in ambientedovrebbe essere tra 0,13 e 0,20m/s con uniformit.19Copyright Impianti Clima 20. LA ZONA DEL BENESSERELa zona di benessereTermoigrometricoCoppie di valori ditemperatura a b.s. e diumidit relativaproducono condizioniconfortevoli.UNI 10339Inverno:20 C / 35 45% u.r.Estate:26 C / 50 60% u.r.20Copyright Impianti Clima 21. CAMPO DI BENESSEREEvoluzione del campo di benessere sul diagrammapsicrometrico ASHRAE nel tempo21Copyright Impianti Clima 22. VARIAZIONI AMMESSEIn generale: Un lieve aumento di temperatura pu esserecompensato da una diminuzione dellU.R., e viceversa. la temperatura pu variare di non oltre 0,5 C per oranella giornata con il variare della temperatura esternama senza uscire dalla zona di comfort di oltre 0,5 C peril tempo massimo di unora. La differenza di temperatura tra lambiente e lesternonon deve essere maggiore di 5 7 C. 22 Copyright Impianti Clima 23. LIMITI IN AMBIENTE La differenza tra temperatura ambiente e temperaturaradiante di una superficie verticale fredda deve essereminore di 10 C. La differenza tra la temperatura radiante del soffitto e quellaambiente deve essere minore di 5 C. La differenza verticale di temperatura dellaria ambiente tratesta (h 1,80 m) e caviglie (h 0,10 m dal pavimento) nondeve superare 3 C. La temperatura superficiale del pavimento deve esserecompresa tra 18 e 29 C. 23Copyright Impianti Clima 24. LA ZONA OCCUPATATutte le condizioni dette si applicano entro la zonaoccupata: 0,6 m dalle pareti e h fino a 1,8 m per ambienticon h fino a 2,5 3,0 m. Al di fuori della zona occupatalimpianto non tenuto a mantenere le condizioni diprogetto.24Copyright Impianti Clima 25. CONDIZIONI DI BENESSERE PER VARIAMBIENTI CIVILI TIPICITipo di InvernoEstate Velocit ariaRicircoli Rendimento filtriOra diapplicazionem/s daria (ASHRAE std. 52-massimo76 opacimetrico caricoAlberghi, 20 - 22 C 25 - 26 C0,13 - 0,154 - 10 > 60 %15.00-16.00 camere 40 - 50 %45 - 50 % U.R. U.R.Appartamenti20 - 22 C 24 - 26 C0,13 - 0,154 - 10 > 35 %14.00-15.0040 - 50 %45 - 50 % U.R. U.R.Negozi, 22 - 23 C 24 - 26 C0,15 - 0,254 - 10 > 35 %15.00-16.00 agenzie di 25 - 30% 45 - 50 % U.R.banche, ecc. U.R. Ristoranti 21 - 23 C23 - 25,5 C 0,13 - 0,158 - 12> 35%13.00-14.0020 - 30 %55 - 60 % U.R. U.R.Caffetterie e 21 - 23 C 26 C 40% U.R.0,25 m/s a12 - 15 > 35 %13.00-1400tavole calde20 - 30 % 1,8 m dal U.R.pavimento Uffici 21 - 23 C23 - 25,5 C 0,13 - 0,234 - 1060 % o maggio