(3/5) Fisica tecnica ambientale: Controllo del microclima

BENESSERE AMBIENTALE

Controllo del microclima

METABOLISMO DEL CORPO UMANO

Corpo umano = Macchina termica.

Trasforma energia chimica contenuta nei cibi ed espandela in altre forme di energia soprattutto termica.

Tali trasformazioni costituiscono il METABOLISMO che è un processo ossidativo.

La quantità di energia chimica trasformata in energia termica e lavoro muscolare viene espressa in unità di area di superficie corporea ed è la POTENZA METABOLICA (M).

La potenza metabolica è funzione unicamente dell'attività svolta e viene riferita all'unità di superficie corporea (W/m²). Viene misurata in 'Met'.

• 1 Met = 58,2 W/m² = 50 Kcal/hm²

Calore prodotto nell'unità di tempo e di superficie da una persona seduta a riposo (uomo medio 1.70 m 70 kg Area: 1.8m²).

RENDIMENTO MECCANICO

Lavoro meccanico

η = W/H (Dove W è la Potenza Meccanica, H è la Potenza Metabolica)

H-W = H(q- η) (Dove q = Rendimento assoluto)

[0,0.20]

Parte di caloria metabolica che non è trasformata in lavoro esterno e quindi deve risultare essere come scambio di energia termica con l'ambiente e come variabile dell'energia interna.

SCAMBI TERMICI TRA UOMO E AMBIENTE

Equazione bilancio energetico

Sistema corpo umano - ambiente circostante

S = M - W - Ed - Esw - Eve - Cre - C - R - C_x

• M: Potenza metabolica [W]
• W: Potenza meccanica compiuta [W]
• Ed: Potenza termica dispersa per traspirazione [W]
• Esw: Potenza termica dispersa per sudorazione [W]
• Eve: Potenza termica dispersa per respirazione [W]

BENESSERE AMBIENTALE

Metabolismo del Corpo Umano

Corpo umano = macchina termica.Trasforma energia chimica (sistema) nei cibi e espandendo in altre forme di energia.Scambio termico.Tali trasformazioni costruttive sono il metabolismo che è un processo ossidativo.La quantità di energia chimica trasformata in energia termica e lavoro (Watt/m²) viene denominata con la potenza metabolica (M).La potenza metabolica è funzione unicamente dell'attività svolta e viene riferita all'unità di superficie corporea (W/m²), poi viene misurata in "met".1 met = 58,2 W/m² = 50 kcal/m²

Calore prodotto nell'unità di tempo e di superficie da una persona seduta a riposo (uomo medio 1.70 m, 70 kg area 1.8m²)

Rendimento Meccanico

Lavoro meccanico

_{Rendimento = Wm/Wm}

_{(M - W) = M (1 - η)}

_{Rendimento assoluto [0, 0.20]}

Parte di caloria metabolica chimica trasformata in lavoro esterno e quindi deve in qualche modo essere comportata nello scambio di energia termica con l'ambiente e come variabile dell'energia interna.

Scambi Termici tra Uomo e Ambiente

Equazione bilancio energetico

Sistema corpo-umano - ambiente circumstante

• In ambienti termicamente moderati in caso di condizioni di omotermia e trascurando l’ermine la diag. di bilancio mostra che il calore prodotto dal metabolismo meno quello disperso per traspriazione, sudorazione e respirazione, attraverso per convezione il dubbio umetto viene scambiato dall’ambiente per convezione e irraggiamento su superficie corporea negli abiti e tramite l’ambiente stesso; quest’ultima potenza dissipata è anche chiamata potenza termica secca

Benessere Termoigrometrico

η = L / M

Q_prodotto = Q_p = M - L = M - M_n = M (1 - η)

Q_p prodotto

M (1 - η) + C + R + C_r + E - 0

Q_prodotto dal metob.

Potenza termica secca

Convezione

C = Ab · fc · hc (t_ce - t_aria)

• Superficie corpo nudo
• Fattore correz. luoghi
• Coff. convez. assm._ac
• T_{medo ciclo su ext omologio nuvoloso estivo}
• T_{emp.aria ambiente}

Irraggiamento

R = G_o · Ab · fc · H_r2 F_w2 (t_ce⁴ - T_muro⁴)

R = Ab · fc · hr (t_ce - t_mr)

• Emissione radiazione
• Fattore cor forma
• Temperatura media radiazione

R + C = Ab · fc · K (ta - te)

TEMPERATURA OPERATIVA(media pesata tra t.ambiente + t.radiale)

CALORE SCAMBIATO PER Respirazione

• Cs = Css + Csl
• CALORE SENSIBILE RESPIRAZIONE + TEMP.(aria che inspiriamo viene riscaldata nei polmoni ed espirata)
• CALORE LATENTE EVAPORAZIONE + UMIDITÀ(vaporizzazione dell'acqua nei nostri polmoni)

Cr_s = mw Cpw (te - ta)

Cr_L = mw r (37-t) [W = ls]

• NON PRODUCE AUMENTO DI TEMPERATURA