Riassunto esame Impianti Termotecnici, prof. Di Perna Costanzo

IRRAGGIAMENTO TERMICO

L’irraggiamento termico è un meccanismo di scambio di energia che consiste nello scambio di onde

elettromagnetiche tra particelle cariche in movimento a causa dell’ agitazione termica. Diversamente da

conduzione e convezione, l’ irraggiamento avviene anche in caso di vuoto tra due corpi (es. sole nello

spazio). Visto che ogni corpo a temperatura superiore allo zero assoluto è costituito da particelle in moto

con velocità e quindi energia cinetica tanto maggiore quanto più alta è la sua temperatura, ogni corpo

irradia nello spazio onde elettromagnetiche con energia tanto maggiore quanto più elevata è la sua

temperatura. L’ energia emessa dai gas risulta nella maggior parte dei casi trascurabile a meno che non

vengano portati a temperature molto elevate.

COMFORT TERMOIGROMETRICO: personale soddisfazione verso il microclima (livelli di

temperatura e di umidità).

MICROCLIMA è l’insieme dei parametri che condizionano gli scambi termici tra soggetto e

l’ambiente negli spazi confinati.

MODELLO DI FANGER(1970)

1970: Fanger mette a punto il primo MODELLO DI COMFORT basato su BILANCIO

ENERGETICO.

Il Modello di Fanger vede le persone come soggetti passivi di scambio termico, all’interno di

ambienti chiusi verso l’esterno e climatizzati. Tale modello prescrive temperature ottimali

pressoché costanti, a parità dei valori di sei variabili indipendenti:

1. temperatura (Ta)

2. umidità relativa (Ur)

3. velocità dell’aria (v)

4. temperatura media radiante (Tm.rad) (sinteticamente, è la media delle temperature

superficiali di pareti, solai, finestre e porte di una stanza)

5. isolamento termico del vestiario (clo)

6. livello di attività metabolica (met)

Il comfort può essere raggiunto solo in AMBIENTI MODERATI ovvero ambienti di vita

o di lavoro dove non esistono le critiche situazioni degli ambienti termicamente severi.

AMBIENTI SEVERI: ambiente lavorativo in cui esigenze produttive(fonderie, altiforni)

determinano condizioni termoigrometriche particolarmente critiche che possono mettere a

forte rischio la salute dei lavoratori.

Fanger considera il corpo umano come un sistema termodinamico che converte il cibo in

lavoro e calore. Il surplus energetico non convertito in lavoro va disperso in ambiente

mediante meccanismi di perdita di calore sensibile e latente.

MECCANISMI DI SCAMBIO TERMICO SENSIBILE:

-perdita radiante verso superfici più fredde

-perdita per convezione verso l aria più fredda

-perdita di calore per respirazione

MECCANISMI DI SCAMBIO TERMICO LATENTE:

-perdita di calore latente per respirazione

-diffusione di vapore attraverso la pelle

-sudorazione

Fanger raccoglie dati in laboratorio ponendo 1300 soggetti in una camera climatica

controllata con il principale obiettivo di determinare la temperatura ambientale ideale per

ogni set di parametri ambientali in modo da delineare regole e correlazioni tra parametri

coinvolti.

Gli indici di comfort secondo il modello di Fanger sono:

- PMV(Voto medio previsto) che predice il voto del comfort attribuito da un considerevole

gruppo di individui per un set definito di condizioni ambientali, valori metabolici e

resistenza termica degli indumenti.

La scala dei voti dei soggetti andata da -3 a +3 con range di comfort tra -0,5 e +0,5.

-PPD(percentuale prevista di insoddisfatti) ovvero la % delle persone che votano al di fuori

del range del PMV da -1 a +1. Statisticamente anche con PMV prossimi allo zero si avrà

una piccola percentuale di insoddisfatti. Per PMV pari a zero ci sarà circa il 5% di soggetti

insoddisfatti.

IL METODO ADATTIVO(1980-2000)

Nel Modello di comfort adattivo l’occupante di un edificio non è più semplicemente inteso come un

soggetto passivo, così come appariva nel modello statico (Fanger PMV), ma come un agente attivo che

interagisce a tutti i livelli con l’ambiente in cui soggiorna.

Alla base del modello di comfort adattivo c’è la convinzione che il soggetto, consciamente o

inconsciamente, svolge un ruolo attivo nella creazione delle condizioni termiche che preferisce e che, per

raggiungere più facilmente la soddisfazione nei confronti del microclima, attua un processo di adattamento.

Si distinguono tre tipi di adattamento:

1. comportamentale: complesso dei cambiamenti che una persona mette in atto, consciamente

o no, per modificare i parametri che regolano il bilancio termico del corpo(modifiche di

vestiario, consumo di cibo e bevande); può essere suddiviso in personale, tecnologico e

culturale

2. fisiologico: sotto vasocostrizione/vasodilatazione si riduce/aumenta il flusso del sangue

sotto pelle, la temperatura della pelle e la dissipazione del calore.

3. psicologico: le esperienze pregresse e le aspettative modificano la percezione degli stimoli

sensoriali e la reazione ad essi.

Il modello adattivo, generalmente, definisce temperature di comfort maggiori e più flessibili rispetto al

modello di Fanger. Spesso la temperatura di comfort adattiva ottimale può essere raggiunta utilizzando

strategie di raffrescamento passivo, come l’ombreggiamento delle finestre e la ventilazione notturna. In

questi casi, il fabbisogno di raffrescamento si riduce praticamente a zero, e non è necessario (o quasi) un

raffrescamento meccanico.

NEW R&D TRENDS(2000-2010)

Consiste nell’ utilizzo di software, nuovi modelli termo-fisiologici del corpo umano per

realizzare approcci avanzati di PMV/PPD, utilizzo di indici di comfort e nuovi algoritmi

PONTI TERMICI

Come evitare i ponti termici

La temperatura di rugiada indica a che temperatura deve essere portata l'aria per far condensare

[

in rugiada il vapore d'acqua in essa presente]

I possibili interventi di isolamento sono principalmente tre:

Nelle finestre è possibile usare il serramento

ovvero creare una soglia isolata.

L’interposizione di blocchi prefabbricati isolanti armati.

L’acciaio è un buon conduttore di calore quindi ogni struttura metallica che collega

l’esterno con l’interno deve essere protetta interponendo materiale isolante.

CALCOLO FLUSSO TERMICO