Gestione energetica e ambientale - prof. Casini

VENTILAZIONE NATURALE

La differenza di pressione tra la zona impattata dal vento (facciata a favore di vento) e la zona di calma (facciata non interessata dal vento) crea un delta di pressione per cui appena apro una finestra si crea un movimento d'aria che, in quanto l'aria va a colmare questa mancanza. Devo avere quindi due aperture.

Le aperture quindi vanno pensate a partire dal fatto che ho un delta tra le zone e più sul lato impatto e meno sul lato calma, così che se apro sul lato + e sul lato - nella stessa posizione potrei avere problemi (disegno 3 riga) per cui aperture sfalsate. Lo studio dei venti quindi mi porta a una scelta progettuale.

Tutte le abitazioni che si trovano sulla costa subiscono il fenomeno della brezza. Ho due materiali differenti a contatto, sabbia e mare. Durante il giorno il sole scalda la sabbia che accumula e rilascia calore e avrò sulla superficie della sabbia una temperatura maggiore rispetto a quella dell'acqua. L'aria calda sulla superficie della sabbia si alza e crea una zona di bassa pressione, mentre l'aria più fredda sopra il mare crea una zona di alta pressione. Questa differenza di pressione genera una brezza marina che soffia dalla zona di alta pressione verso la zona di bassa pressione.

superficie della sabbia riscaldandosi tende a salire così da creare un delta pressorio che viene colmato immediatamente dall'aria presente sulla superficie dell'acqua più fresca e quindi percezione piacevole. (avrò una sorta di effetto camino). La sera avviene l'opposto perché l'aria della superficie del mare che si è riscaldato più lentamente tende a salire (l'acqua cede il calore accumulato) e l'aria della T tende andare verso mare brezza di terra. Se mi pongo ortogonalmente alla brezza sfrutto al meglio tale ventilazione naturale. La brezza di mare avviene per variazione ciclica di pressione atmosferica determinata dalla differenza di T e quindi di densità dell'aria che si viene a creare per effetto della maggiore capacità termica e di riflessione della radiazione solare che l'acqua presenta rispetto al terreno. Brezza di pendio è data da scambio termico radiativo tra i versanti di

Una montagna e l'aria che la lambisce che genera differenza di T a parità di quota tra le masse d'aria a contatto con il pendio e quelle più distanti. Ciò comporta la risalita di aria calda lungo il pendio di giorno e la ridiscesa di aria fredda di notte.

UMIDITÀ DELL'ARIA è la quantità di vapore acqueo contenuta nell'atmosfera e determina il grado di umidità dell'aria. (vapore acqueo ovvero H2O allo stato gassoso, si dice vapore perché può cambiare di stato mentre gas è stabile alle nostre T mentre vapore cambia con variazioni minime di T). Maggiore è elevata la temperatura maggiore è la quantità di vapore acqueo che può essere contenuta in quel volume d'aria. Più alta è la T più valore di vapore contenuta in quell'aria, ovvero la quantità teorica di vapore contenuta in atmosfera è strettamente legata alla T.

dell'aria. Umidità assoluta è la quantità di vapore acqueo contenuta nell'unità di volume di aria al momento della determinazione (g/m3). Valore reale

Umidità massima è il contenuto massimo che può essere contenuto nell'aria ad una data temperatura (g/m3). Valore teorico

Umidità relativa UR è il rapporto tra l'umidità assoluta e la quantità che potrebbe essere contenuta nello stesso volume alla stessa T e a alla pressione se l'aria fosse satura (umidità massima)

UR (%) = umidità assoluta / umidità massima

Se aumento la T aumenta l'umidità massima, mentre l'assoluta resta quella perciò la relativa si abbassa essendo un rapporto. Devo umidificare per far risalire umidità aria e quindi aria era secca. È secca perché il rapporto con la massima è problema, perché l'assoluta è rimasta

costante…devosemplicemente aggiungere vapore.

NB Il problema è legato all’umidità relativa perché la modalità di trasferimento del calore che il corpo umano utilizza per mantenere costante la sua T è l’evaporazione dei liquidi nel corpo (che passano dallo stato liquido a vapore in modo continuo e inconsapevole per uomo) per passare da stato liquido a gas ho bisogno di calore che prendo dal corpo e quindi ho bisogno di un ambiente non saturo di umidità e quando ho un’umidità relativa alta tale meccanismo non è più efficiente e quindi percepisco molto più caldo.

MI basta bere per far evaporare acqua

LEZIONE 21 APRILE

TRA I REQUISITI ESSENZIALI DI PROGETTAZIONE‐ IGIENE E SALUTE (qualità dell’aria)‐ BENESSERE (termoigrometrico luminoso acustico respiratorio e olfattivo)

La Temperatura interna del corpo 37° (optimum tra ambiente terra e corpo umano clima esterno e necessità

alti negativi o positivi mi trovo in condizioni di Ipertermia o ipotermia

Metabolismo è la quantità di energia chimica (da cibi e bevande) per unità di tempo che viene trasformata in energia termica e lavoro (forza per spostamento)

Il benessere è il soddisfacimento alla sollecitazione al microclima che portano neutralità termica (es. non ho necessità di sudorazione per andare in equilibrio con clima)

MODALITÀ DI TRASFERIMENTO DEL CALORE ATTRAVERSO LA CUTE:

• CONVEZIONE (25-30%) siamo immersi nell'aria che scaldiamo innescando moto (quando c'è vento arriva aria fresca costantemente che io compenserò cedendo calore e sentendo quindi sensazione di fresco, inoltre il vento favorisce il movimento dell'aria calda dal corpo così da permettermi di cederne ancora)
• IRRAGGIAMENTO (45/50%) presente in natura inanimato o animato è la restituzione dell'infrarosso solare in infrarosso termico

EVAPORAZIONE (20/30%)

Il problema è legato all'umidità relativa perché la modalità di trasferimento del calore che il corpo umano utilizza per mantenere costante la sua temperatura è l'evaporazione dei liquidi nel corpo (che passano dallo stato liquido a vapore in modo continuo e inconsapevole per l'uomo) per passare da stato liquido a gas ho bisogno di calore che prendo dal corpo e quindi ho bisogno di un ambiente non saturo di umidità e quando ho un'umidità relativa alta tale meccanismo non è più efficiente e quindi percepisco molto più caldo. Mi basta bere per far evaporare acqua. Se l'umidità è 90% non posso immettere vapore nell'ambiente. Se l'aria è satura non ho scambio per evaporazione con ambiente.

CONDUZIONE

La temperatura interna di due pavimenti sono identiche, ma la conduttività termica del calore è diversa (se la temperatura del corpo è 37°C e il pavimento ha 20°C e un...

delta per il quale il corpo umano cede calore), per cui per lamattonella di materiale lapideo (lambda 1 W/mk) mente quella di legno (lamdba 0,22 W/mK) che trasferisceil calore in maniera più lenta dando la percezione di caldo. (è sensazione di pendere meno calore)

Conducibilità è una grandezza termica che misura l’attitudine di una sostanza a trasmettere il caloreattraverso la conduzione termica

Meccanismi di termoregolazione comportamentale e vasometriche

Inverno: brividi per provocare calore localmente) vasocostrizione periferica porto meno calore alleestremità

Estate sudorazione e vasodilatazione periferica (mi si gonfiano le mani)

Peso:

Acqua 1000Kg /m3

I metalli più pesanti: 11300 Kg/m3 con piombo più pesante in assoluto e 2700 alluminio più leggero tra imetalli. In mezzo rame

Poi Rocce che si aggirano tutte tra 3000‐1500 con le differenze date da porosità

Calcestruzzo 2000/1700 a seconda dell’impasto

Rocce +

acqua ma – metalli

Sotto Acqua legno che galleggia

Isolanti sono ottimi elementi per isolamento termico perché presente tanta aria all’interno e quindi pesanopoco.

Aria 1,025 kg ogni m3

Conduttività termica:metalli maggiori conduttori, mentre aria miglior isolante in assoluto

acqua (λ 0,6) molto più dell’aria e del legno

la buona conducibilità termica dell’acqua mi porta a ipotermia e morte in acqua a basse T tenendo conto che la dispersione di Calore in acqua è maggiore di 26 volte rispetto all’aria alla stessa T. Per questo caldo mi faccio doccia fredda e viceversa.

Meccanismi di termoregolazione comportamentale e vasomotrice

Inverno: brividi / spasmi (per provocare calore localmente) vasocostrizione periferica porto meno calorealle estremità riduco afflusso di sangue all’estremità rispetto agli organi freddi (mani fredde)

Estate: sudorazione e vasodilatazione periferica (mi si gonfiano le mani)

Differenza di T verticale dell'aria, ideale sarebbe una T costante ai piedi.