Diapositive microclima

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CORSO DI FORMAZIONE SUL MICROCLIMA

IN AMBIENTE DI LAVORO secondo il D.Lgs. 81/2008 e l’Accordo Stato Regioni del

21/12/2011

Stima e valutazione dell’ambiente termico in ambienti di lavoro di tipo MODERATO

Docente: Giuseppe PICCARDI1

Copyright EPC Srl Socio Unico – tutti i diritti riservati, riproduzione vietata 2

Contenuti del corsoContenuti del corso

Processi di scambio termico uomo ambiente:parametri fisici ambientali e personali.

Aspetti normativi.

Microclima e ambiente termico: definizioni.

Sensazione termica e indici di benessere.

Valutazione del benessere termico globale.

Valutazione del benessere termico locale.

Strumenti e metodi.

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Aspetti normativiAspetti normativi

La legislazione vigente non prevede limiti specifici sui parametri microclimatici.

quindi... facciamo il punto?

OBBLIGHI GENERALI art. 2087 cod. civ.

art. 28 D.Lgs.81/08

...prescrive l’obbligo per l’imprenditore di adottare le misure necessarie a tutelare

l’integrità fisica dei lavoratori...

...il datore di lavoro è tenuto ad effettuare la valutazione di tutti i rischi per la salute

e sicurezza dei lavoratori...

3



La tutela dei lavoratori al rischio microclima compare esplicitamente in due sezioni del D.Lgs. 81/2008: Titolo VIII – Capo

I e Allegato IV.

art. 180...per agenti fisici si intendono il rumore,

gli ultrasuoni..., il microclima... che possono comportare rischi per la salute e

la sicurezza dei lavoratori.

...il datore di lavoro valuta tutti i rischi derivanti da esposizione ad agenti fisici...

La valutazione dei rischi derivanti da esposizioni ad agenti fisici è programmata ed effettuata, con cadenza almeno

quadriennale, da personale qualificato (figura i cui requisiti non sono al momento ancora stati formalmente definiti)...

art. 181

TITOLO VIII – Agenti fisiciCapo I – Disposizioni

generali

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Aspetti normativiAspetti normativiL’allegato IV sul tema microclima ripropone concetti (in alcuni casi riprendendoli parola per parola) già espressi da decreti legislativi precedenti (pre-D.Lgs. 81/08), le cui prescrizioni sul tema microclima risultavano piuttosto generiche.

ALLEGATO IV1.9 Microclima...1.9.1.3 Se sono utilizzati impianti di condizionamento dell’aria o di ventilazione meccanica, essi devono funzionare in modo che i lavoratori non siano esposti a correnti d’aria fastidiosa....1.9.2.1 La temperatura nei locali di lavoro deve essere adeguata all’organismo umano durante il tempo di lavoro, tenuto conto dei metodi di lavoro applicati e degli sforzi fisici imposti ai lavoratori.1.9.2.2. Nel giudizio sulla temperatura adeguata per i lavoratori si deve tener conto della influenza che possono esercitare sopra di essa il grado di umidità ed il movimento dell’aria concomitanti....1.9.2.4 Le finestre, i lucernari e le pareti vetrate devono essere tali da evitare un soleggiamento eccessivo dei luoghi di lavoro, tenendo conto del tipo di attività e della natura del luogo di lavoro....

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Altri riferimenti nel D.Lgs.81/08 correlabili al microclima...

1. Le misure generali di tutela della salute e della sicurezza dei lavoratori nei luoghi di lavoro sono:

...

d) il rispetto dei principi ergonomici nell’organizzazione del lavoro, nella concezione dei posti di

lavoro, nella scelta delle attrezzature e nella definizione dei metodi di lavoro e produzione, in

particolare al fine di ridurre gli effetti sulla salute del lavoro monotono e di quello ripetitivo;

...

TITOLO I – Principi comuniCapo I – Disposizioni generali

Art.15 – Misure generali di tutela

TITOLO II – Luoghi di lavoroCapo I – Disposizioni generaliArt.63 – Requisiti di salute e

sicurezza1. I luoghi di lavoro devono essere conformi ai requisiti indicati

nell’allegato IV.

2. Siano strutturati tenendo conto di lavoratori disabili

(pulsantiere, bagni, vie di circolazione, scale ed ascensori e

porte).

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Altri riferimenti nel D.Lgs.81/08 correlabili al microclima...

TITOLO II – Luoghi di lavoroCapo I – Disposizioni generaliArt.64 – Obblighi del datore

di lavoro

1. Il datore di lavoro provvede affinché:

a)i luoghi di lavoro siano conformi ai requisiti di cui

all’articolo 63 commi 1, 2 e 3;

b)Le vie di circolazione, vie che conducano alle

uscite e/o di fuga (in caso siano uscite d’emergenza)

siano tenute sgoere;

c)Gli impianti, i dispositivi e luoghi di lavoro siano

sottoposti a manutenzione e vengano eliminati

eventuali difetti che pregiudichino la sicurezza dei

lavoratori;

d)Gli impianti, i dispositivi e luoghi di lavoro siano

regolarmente puliti, per garantire condizioni igieniche

adeguate;

e)Gli impianti di sicurezza siano sottoposti a regolare

manutenzione e controllo del funzionamento.

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TITOLO VII – Attrezzature munite di videoterminaliCapo II – Obblighi del datore di lavoro, dei dirigenti e dei

prepostiArt.174 – Obblighi del datore di lavoro

1. Il datore di lavoro, all’atto della valutazione del rischio di cui all’articolo 28, analizza i posti di lavoro

con particolare riguardo:

...

c) alle condizioni ergonomiche e di igiene ambientale.

...

3) Il datore di lavoro organizza e predispone i posti di lavoro ... in conformità ai requisiti minimi di cui

all’allegato XXXIV.

ALLEGATO XXXIV2 Ambiente...e) Parametri microclimatici.Le condizioni microclimatiche non devono essere causa di discomfort per i lavoratori.

Le attrezzature in dotazione al posto di lavoro non devono produrre un eccesso di calore che possa essere fonte di discomfort per i lavoratori....

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Il D.Lgs. 81/08 riguardo al microclima, pur dichiarando esplicitamente che si tratta di un rischio di tipo fisico per il quale deve essere effettuata la valutazione, non prevede un Capo specifico.

Metodi e criteri di valutazione definiti da norme tecniche forniscono solidi strumenti

oggettivi di analisi e valutazione.

1) ... il datore di lavoro valuta tutti i rischi derivanti da esposizione ad agenti fisici in modo da identificare e adottare le opportune misure di prevenzione e protezione con particolare riferimento alle norme di buona tecnica ed alle buone prassi....

Che fare... art 181 c.1?

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Normativa Tecnica UNI

UNI EN ISO 7726 – Ergonomia degli ambienti di lavoro. Strumenti per la misurazione delle grandezze fisiche.

UNI EN ISO 8996 – Ergonomia dell’ambiente termico. Determinazione del metabolismo energetico.

UNI EN ISO 9920 – Ergonomia dell’ambiente termico. Valutazione dell’isolamento termico e della resistenza evaporativa dell’abbigliamento.

UNI EN ISO 11079 – Ergonomia degli ambienti termici. Determinazione e interpretazione dello stress termico da freddo con l’utilizzo dell’isolamento termico dell’abbigliamento richiesto (IREQ) e degli effetti del raffreddamento locale.

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UNI EN 27243 – Ambienti caldi. Valutazione dello stress termico per l’uomo negli ambienti di lavoro, basata sull’indice WBGT (temperatura a bulbo umido e del globotermometro).

UNI EN ISO 7933 – Ergonomia dell’ambiente termico. Determinazione analitica ed interpretazione dello stress termico da calore mediante il calcolo della sollecitazione termica prevedibile.

UNI EN ISO 7730 – Ergonomia degli ambienti termici. Determinazione analitica e interpretazione del benessere termico mediante il calcolo degli indici PMV e PPD e dei criteri di benessere termico locale.

UNI EN 13779 – Ventilazione degli edifici non residenziali. Requisiti di prestazione per i sistemi di ventilazione e di climatizzazione.

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UNI EN 15251 – Criteri per la progettazione dell’ambiente interno e per la valutazione della prestazione energetica degli edifici, in relazione alla qualità dell’aria interna, all’ambiente termico all’illuminazione e all’acustica.

UNI 10339 – Impianti aeraulici a fini di benessere. Generalità, classificazione e requisiti. Regole per la richiesta d’offerta, l’offerta, l’ordine e la fornitura.

UNI EN ISO 10551 – Ergonomia degli ambienti termici. Valutazione dell’influenza dell’ambiente termico mediante scale di giudizio soggettivo.

UNI EN ISO 15265 – Ergonomia dell’ambiente termico. Strategia di valutazione del rischio per la prevenzione dello stress o del disagio termico in condizioni di lavoro.

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Aspetti normativi.





Strumenti e metodi.

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Il microclima e l’ambiente termico: Il microclima e l’ambiente termico: definizionidefinizioni

Cos’è il microclima?...definisce l’insieme dei parametri climatici

ambientali (locali) e parametri personali che

caratterizzano i processi di scambio termico

“individuo-ambiente”...

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Si distinguono:Ambienti moderati con condizioni non troppo distanti

dalle condizioni ideali.Ambienti severi caldi e ambienti severi freddi nei quali

specifiche ed ineludibili esigenze produttive determinano

la presenza di alte o basse temperature



Per “ambiente locale” non si intende necessariamente solo quello “confinato”...

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...ma anche quello “outdoor”.

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La caratterizzazione degli scambi termici uomo-ambiente dipende dalla tipologia di ambiente considerato, ma non in

funzione del fatto che si tratti di ambiente confinato o aperto ma in relazione alle sollecitazioni a cui l’individuo è sottoposto

operando in determinate condizioni ambientali.

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Classificazione dell’ambiente termico:

Ambiente Moderato

Ambiente Severo Caldo

Ambiente Severo Freddo

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Secondo quale criterio oggettivo un ambiente può essere considerato MODERATO o SEVERO?

Si definiscono ambienti termici SEVERI (VINCOLATI) quei luoghi di lavoro nei quali esistono esigenze (ambientali e/o produttive) tali da vincolare uno o più parametri microclimatici ambientali (temperatura, umidità, ecc.) o personali (abbigliamento, ecc.) Le condizioni di comfort termico NON SONO realisticamente perseguibili.

Si definiscono ambienti termici MODERATI tutti quegli ambienti nei quali non sussistono condizioni di vincolo. Le condizioni di comfort termico SONO realisticamente perseguibili.

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VETRERIA – Temperatura del “bagno” all’interno del forno: 1600 °C

Temperature rilevate sulla passerella adiacente al forno:

Ta: 40 – 50 °CTr: 70 – 80 °C

SEVERO CALDOAMBIENTE:

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Il “vincolo” è naturalmente determinato da esigenze

produttive



Attività outdoorTa < 0°C

Conservazione prodotti alimentari Ta: -40 °C – +10 °C

SEVEROFREDDO

AMBIENTE:

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Nel primo caso (come nel precedente) il vincolo è produttivo, nel secondo è ambientale. Il vincolo ambientale outdoor è naturalmente determinato dalla stagione e dalle condizioni meteorologiche.



Ufficio soleggiato Ta: 32 – 36 °CTr: 40 – 42°C

MODERATOAMBIENTE:

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L’ambiente “ufficio” è di tipo moderato; tali valori evidenziano un problema le cui cause possono essere molteplici: assenza di impianti di climatizzazione o malfunzionamento, criticità strutturali e di esposizione, ecc. Pertanto l’ambiente in questione necessità di un intervento migliorativo.



Impongono un moderato grado di intervento all’organismo umano (sistema di termoregolazione) al fine di realizzare la condizione di equilibrio termico (omeotermia).

Sono caratterizzati da:

•condizioni ambientali omogenee con ridotta variabilità nel tempo;

•assenza di scambi termici localizzati rilevanti sul bilancio complessivo;

•attività fisica modesta e analoga per i diversi occupanti;

•uniformità del vestiario indossato dagli occupanti.

Gli ambienti MODERATI sono quegli ambienti che:

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AMBIENTETERMICO

MODERATO

condizioni microclimatiche

confortevoli

?suscitano soddisfazione

nella più ampia maggioranza degli individui esposti

mantenimento della neutralità termica;equilibrio termico uomo-ambiente

OMEOTERMIA

?

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OMEOTERMIA = COMFORT TERMICO

Condizioni microclimatiche ottimali consentono il mantenimento dello stato di “omeotermia” dell’organismo umano.In queste condizioni l’individuo è portato a non esprime preferenza né per un ambiente più caldo né per un ambiente più freddo, il benessere è legato ad uno stato di soddisfazione psico-fisico.

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L’allontanamento dalle condizioni ambientali ottimali si determina una condizione di discomfort. Più ci si allontana dalle condizioni ottimali più l’organismo si affatica.



L’uomo è un organismo “omeotermo” ovvero con una temperatura interna costante (37°C). Il mantenimento

della condizione di omeotermia può comportare affaticamento per l’organismo, determinando una

situazione di discomfort.

I meccanismi di termoregolazione intervengono nelle situazioni ambientali di caldo o freddo per l’organismo

umano, al fine di mantenere la temperatura interna costante.

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Pelle e tessuti sottocutaneiLa temperatura degli strati

superficiali è fortemente variabile.La zona esterna rappresenta il rivestimento che comprende: l’

epidermide, tessuto sottocutaneo e adiposo.

NucleoIn condizioni di neutralità

37°C.Il Nucleo comprende gli organi vitali del corpo.

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Nucleo T: 1 ÷ 2 °C

Guscio T: 4 ÷ 5 °C

Variazioni limitate provocano disagio, malessere.

Variazioni elevate provocano situazioni di stress termico, che possono comportare rischi per la salute.

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L’organismo umano tende a mantenere stabile la propria temperatura attraverso meccanismi di

termoregolazione che consentano l’adeguamento alle variazioni climatiche esterne.

SISTEMA DI TERMOREGOLAZIONE

È governato dall’IPOTALAMO che agisce attraverso dei meccanismi nervosi a “feed-back” (o

“retroazione”).

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“retroazione”: processo di autoregolazione per cui gli effetti in uscita da un sistema (meccanismo, circuito, organismo) modificano le grandezze in ingresso del sistema stesso.



SISTEMA DI TERMOREGOLAZIONE

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I recettori termici centrali e periferici inviano segnali di temperatura (e della sua velocità di variazione) all’ipotalamo, che li confronta con i

valori di riferimento e determina l’attivazione, quando necessaria, degli opportuni meccanismi di termoregolazione.



MECCANISMI DI TERMOREGOLAZIONE

Meccanismi di difesa verso il CALDO

Meccanismi di difesa verso il FREDDO

vasodilatazione

sudorazione attiva

diminuzione attività motoria

FALLIMENTO DEI SISTEMI

brivido

vasocostrizione

aumento dell’attività motoria

FALLIMENTO DEI SISTEMI

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Impegno organico elevato modificazione delle attività psicosensoriali e psicomotorie, abbassamento

del livello di attenzione, interferenza con l’attività lavorativa svolta.

gli scambi termici sono strettamente dipendenti dai parametri microclimatici dell’ambiente in esame e parametri personali

degli individui che vi operano

Il bilancio energetico risultante è descritto attraverso: L’EQUAZIONE DEL BILANCIO ENERGETICO UOMO-

AMBIENTE.

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Aspetti normativi.





Strumenti e metodi.

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Processi di scambio termico uomo-Processi di scambio termico uomo-ambienteambiente

BILANCIO ENERGETICO SUL CORPO UMANO

L’organismo umano è un sistema

termodinamico sul quale è possibile fare un bilancio energetico considerando i flussi di

energia entranti ed uscenti attraverso la

sua superficie.

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EQUAZIONE DEL BILANCIO ENERGETICO

S = M-W ± Cres ± Eres ± K ± C ± R - E

Dove:

M: potenza prodotta nei processi metabolici;

W: potenza utilizzata nel compiere lavoro meccanico;

CRES: potenza scambiata nella respirazione per convezione;

ERES: potenza scambiata nella respirazione per

evaporazione;

K: potenza scambiata per conduzione;

C: potenza scambiata per convezione;

R: potenza scambiata per irraggiamento;

E: potenza ceduta per evaporazione (sudorazione, traspirazione);

S: differenza tra potenza ceduta e acquisita dal corpo umano.

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S=0 omeotermiaS>0 sensazione di caldoS<0 sensazione di freddo

S esprime la potenza termica netta accumulata o persa dal corpo umano.


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Nella maggior parte delle situazioni in ambiente moderato, sia industriale che civile, i meccanismi di scambio dominanti sono

convezione, irraggiamento ed evaporazione, pertanto i termini C, R, E, congiuntamente al metabolismo M, sono preponderanti rispetto agli

altri. La conduzione ha un peso limitato (rilevanza solo in attività leggere tipicamente sedentarie).




attività svolta dal soggetto

Respirazione: attività, umidità dell’aria, temperatura dell’aria

Evaporazione: percentuale di pelle bagnata, umidità, velocità e temperatura

dell’aria, abbigliamento.

Irraggiamento: abbigliamento e temperatura media radiante

Convezione: abbigliamento, temperatura e velocità dell’aria

Conduzione: punti di contatto tra

soggetto e ambiente ed ha un

peso limitato

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L’interazione uomo-ambiente dal punto di vista termico può essere determinata mediante il contributo di soltanto sei

variabili: quattro sono quantità fisiche che caratterizzano l’ambiente (parametri ambientali), due sono descrittori delle

caratteristiche dell’individuo che opera in tale contesto ambientale (parametri

personali).

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Grandezze ambientali

ta [°C] – temperatura secca dell’aria

tr [°C] – temperatura media radiante

U.R. [%] – umidità relativa

var [m/s] – velocità relativa dell’aria

Grandezze personali

M [W/m2 o met] – attività metabolica

Icl [°C m2/W o clo] – resistenza termica del

vestiario39



Temperatura secca dell’aria – Ta [°C].

Si intende la temperatura dell’aria ambiente in cui il soggetto svolge la propria attività o compito lavorativo, escludendo lo strato d’aria riscaldata aderente alla superficie dell’individuo. Influenza gli scambi termici convettivi. Temperatura media radiante – Tr [°C].

Caratterizza gli scambi termici radiativi e dipende dalla temperatura di tutte le superfici che si trovano attorno al soggetto. È un indice dell’intensità della componente radiante globale delle sorgenti presenti nell’ambiente occupato dalla persona. Formalmente è definita come la temperatura uniforme di una cavità nera in cui il soggetto scambierebbe lo stesso flusso radiativo che scambia nell’ambiente reale non uniforme dove ogni superficie ha una temperatura propria.

Linee guida microclima, aerazione e illuminazione

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Umidità relativa – U.R. [%].Definisce il grado igrometrico ad una determinata temperatura dell’aria. Normalmente viene espressa anche in termini di pressione parziale di vapore, pa [Pa], condiziona gli scambi

termici evaporativi che avvengono attraverso la respirazione e la superficie della pelle. Negli ambienti di tipo moderato ha un’influenza limitata sulla sensazione termica. La suo controllo è legato più ad esigenze di qualità dell’aria e problematiche di carattere igienico-sanitarie.Velocità relativa dell’aria – var [m/s].

Influisce sugli scambi termici che avvengono per convezione. La velocità relativa dell’aria è un parametro corretto, funzione

della velocità dell’aria (va) e dell’indice metabolico (M), per

tenere conto del movimento del soggetto nell’ambiente. Negli ambienti indoor la velocità dell’aria è generalmente caratterizzata da moto turbolento variando rapidamente in direzione e intensità


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Attività metabolica – M [W/m2 o met].Chiamata in modi diversi (energia metabolica, tasso metabolico, ecc.) è legata all’attività che il soggetto compie e rappresenta l’energia termica prodotta all’interno del corpo umano nei processi metabolici.


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Attività metabolica – M [W/m2 o met].Oltre a W/m2 è spesso utilizzata l’unità di misura met:

1 met = 58,2 W/m2

Può essere distinta in due componenti:“metabolismo basale”, necessario al funzionamento degli organi vitali (43met);“metabolismo legato all’attività” che l’individuo sta compiendo. Linee guida microclima, aerazione e

illuminazione

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Attività metabolica – M [W/m2 o met].La valutazione del metabolismo energetico viene effettuata con metodi lunghi e complessi di difficile applicazione negli ambienti di lavoro. Il metodo più utilizzato per la misura del metabolismo energetico prevede la determinazione della quantità di calore prodotta dal corpo dalla misura della quantità di ossigeno consumato dal soggetto durante l’ attività. Nelle valutazioni di tipo ambientale è spesso sufficiente disporre di valori approssimati, si fa pertanto ricorso a tabelle che permettono di determinare M in modo indiretto in base all’attività svolta.

Nel termine M è quasi sempre contenuto il termine W che rappresenta l’energia convertita (attività muscolare) in lavoro meccanico scambiato con l’esterno. Anche W è funzione dell’attività svolta ed è valutabile mediante tabelle.

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La stima di M si può effettuare in modo indiretto mediante tabelle:

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Le tabelle possono essere divise in due categorie che consentono rispettivamente valutazioni di massima (più grossolane) e valutazioni più dettagliate, ricavando il metabolismo energetico come somma di diverse aliquote: metabolismo basale, aliquota legata alla postura, aliquota all’attività, ecc.



Resistenza termica del

vestiario – Icl [°C m2/W o

clo].Rappresenta la resistenza che il vestiario, congiuntamente allo strato d’aria presente tra pelle e vestiti, oppone al flusso termico. L’unità di misura generalmente utilizzata è il clo.

1 clo = 0,155 m2 °C/W46



Resistenza termica del vestiario – Icl [°C m2/W o clo].

La stima di Icl è complessa e viene effettuata in laboratorioin camera climatica mediantemetodi e misure che prevedonol’utilizzo di manichini riscaldatielettricamente.Nelle valutazioni di tipoambientale (analogamente ad M)è spesso sufficiente disporre di valori approssimati: anche la resistenza termica del vestiario si valuta mediante valori riportati in tabelle.

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Resistenza termica del vestiario – Icl [°C m2/W o clo].

Icl può essere valutata con differenti livelli di

approfondimento.Vi sono tabelle che forniscono la stima di Icl per

combinazioni tipiche di capi di vestiario:

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Vi sono tabelle che forniscono la stima di Icl per singoli capi

di vestiario:

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Queste ultime consentono una valutazione più accurata, la resistenza termica complessiva si ottiene sommando quella di ogni singolo capo.



FACCIAMO IL PUNTO…

MICROCLIMA

PROCESSI DI SCAMBIO TERMICO UOMO-

AMBIENTEEQUAZIONE DEL

BILANCIO TERMICO

VALUTAZIONE DI 6 VARIABILI

4 AMBIENTALI

2 PERSONALI

STIMA MEDIANTE

MISURAZIONI STRUMENTALI

OSSERVAZIONE E STIMA

MEDIANTE TABELLE

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Il microclima e l’ambiente termico: Il microclima e l’ambiente termico: definizioni.definizioni.

OMEOTERMIA

f(M, Icl, ta, tr, U.R., var) = 0

S = M-W ± Cres ± Eres ± K ± C ± R – E = 0

51

La funzione f può essere individuata come indice descrittore dell’ambiente termico, ovvero indicatore sintetico della sensazione

termica dell’individuo.




Aspetti normativi.





Strumenti e metodi.

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Sensazione termica e indici di Sensazione termica e indici di benesserebenessere

L’indice sintetico descrittore della sensazione termica dell’individuo, esprime una definizione analitica delle condizioni di (dis)comfort attraverso le combinazioni assunte dalle variabili.

Le combinazioni che definiscono lo stesso valore dell’indice sono espressione delle medesime

sensazioni termiche.

f(M, Icl, ta, tr, U.R., var) = 0

53



Noti i parametri ambientali e personali è possibile valutare di quanto le condizioni termoigrometriche reali si discostano da quelle ideali (condizione di OMEOTERMIA).

QUALI STRUMENTI?

Attualmente l’indice termico più utilizzato in campo internazionale è l’indice PMV (Predicted Mean Vote – Voto Medio Previsto).

54



55

Sul PMV esiste un ampio consenso riguardo al fatto che sia il miglior descrittore delle condizioni microclimatiche in ambienti termici moderati. Il PMV è riconosciuto a livello internazionale per la valutazione degli ambienti termici moderati.



L’indice PMV è stato sviluppato secondo un modello previsionale proposto da Povl Ole Fanger:

PMV Correlazione statistica con la grandezza S

Relazione biunivoca fra bilancio energetico del corpo umano e sensazione termica determinata

attraverso l’analisi statistica condotta su un campione di individui sottoposti a condizioni

ambientali controllate. La teoria proposta da P. O. Fanger si fonda sulla correlazione tra i

parametri fisici e le sensazioni soggettive delle persone esposte ad un determinato ambiente termico.

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Quasi 1300 individui sottoposti a condizioni ambientali controllate erano invitati ad esprimere un giudizio sulla gradevolezza del

clima utilizzando una scala di sensazione termica a sette livelli:

VOTO SENSAZIONE

+3 molto caldo

+2 caldo

+1 leggermente caldo

0 neutro

-1 leggermente freddo

-2 freddo

-3 molto freddo

BENESSERE

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Fanger evidenziò che per ambienti moderati in condizioni di comfort aumentando l’attività è tollerato un incremento della sudorazione ed è preferita una diminuzione della temperatura della pelle le variabili

fisiologiche sono allora legate all’attività svolta dall’individuo.



Fanger propose un legame funzionale tra la votazione mediamente espressa dai soggetti esposti ed il loro carico

termico:

PMV = f(M, Icl, ta, tr, U.R., var)

L’indice PMV è una funzione matematica delle “6 variabili uomo-ambiente”

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L’indice PMV è la media dei voti espressi da un grande numero di persone, pertanto i voti individuali

risultano dispersi intorno al valore medio.

Per un gruppo di persone esposte alle stesse condizioni ambientali non è individuabile una

situazione microclimatica ideale che soddisfi tutti.

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Il PMV rappresenta un valore medio (Voto Medio Previsto) correlato all’indagine statistica, implica pertanto l’esistenza di

una variabilità individuale.



Un secondo indice PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied) associato al PMV rappresenta la percentuale di insoddisfatti correlata ad un

determinato valore di PMV.

PMVPPD

percentuale di persone insoddisfatte

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Percentuale Prevista di Insoddisfatti in funzione del Voto Medio Previsto:

PMV

PPD

PMV=0PPD=5%

NEUTRO LEGGERMENTECALDO

CALDOLEGGERMENTEFREDDO

FREDDO

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Non è realizzabile un ambiente termico che soddisfi tutti. La percentuale minima di insoddisfatti accettabile è del 5%




Aspetti normativi.





Strumenti e metodi.

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Valutazione del benessere termico Valutazione del benessere termico globaleglobale

Il modello di Fanger è alla base della norma UNI EN ISO 7730 la cui ultima revisione risale al 2006.

La norma, che ha recepito la procedura di valutazione dell’ambiente termico mediante gli indici di benessere,

definisce i criteri di applicabilità, limiti e intervalli di accettabilità.

UNI EN ISO 7730 – Ergonomia degli ambienti termiciDeterminazione analitica e interpretazione del benessere termico mediante il calcolo degli indici PMV e PPD e dei criteri di benessere termico locale. Sebbene la norma sia stata elaborata specificatamente per i luoghi di lavoro essa è applicabile a qualunque altro tipo di ambiente.

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L’indice PMV è stato ricavato da studi condotti in ambienti termici a regime stazionario, tuttavia esso può essere applicato con buona approssimazione anche in presenza di minime variazioni di uno o più parametri.La UNI EN ISO 7730 quantifica la tolleranza con la quale condizioni non stazionarie possono essere approssimate a stazionarie:

• In caso di fluttuazioni cicliche della temperatura la variazione picco-picco deve risultare inferiore a 1°C.

• In caso di derive termiche il gradiente non deve superare i 2°C/ora.

Le condizioni di stazionarietà degli ambienti si intendono considerando le medie temporali relative all’ultima ora; la valutazione del comfort/discomfort va effettuata nelle condizioni peggiori (massimo caldo o massimo freddo). 64



L’applicazione degli indici PMV-PPD è ritenuta rappresentativa della previsione del grado comfort/discomfort quando i parametri ambientali e individuali rientrano all’interno di determinati intervalli di valori (intervalli di applicabilità):

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Comfort e Discomfort…

Criteri di accettabilità per il comfort definiti dalla UNI EN ISO 7730. 66

Al di sopra del 15% per l’indice PPD ovvero al di fuori della categoria C si è in una condizione di disagio

termico.

Gli ambienti di lavoro dal punto di viste delle condizioni termoigrometriche saranno soggetti a limiti più o meno restrittivi in funzione della categoria di comfort a cui sono associabili.



Nella precedente versione della norma era definito un unico intervallo di accettabilità i cui limiti corrispondevano all’attuale Categoria B: (-0,5 < PMV < + 0,5)

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Avere suddiviso le condizioni per il comfort in differenti classi di qualità rappresenta in linea di principio una scelta opportuna in quanto permette una differenziazione di prestazione tra tipologie di ambienti diversi.

Tuttavia tale suddivisione contiene due criticità di carattere applicativo…

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CRITICITA’:1) Ampiezza degli intervalli 2) Classificazione degli ambienti

1) Ampiezza degli intervalli

Gli intervalli che definiscono le tre categorie sono troppo ristretti (in particolare per la Categoria A) in relazione all’entità degli errori di valutazione.

Infatti considerando gli errori che si commettono nella valutazione dei parametri personali (mediante osservazione) e dei parametri ambientali (mediante misure; in questo caso riferendosi alla precisione richiesta agli strumenti dalla UNI EN ISO 7726) risulterebbe che il PMV è stimabile con un’incertezza non inferiore a ± 0,2.

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2) Classificazione degli ambienti

La norma non definisce i criteri in base i quali attribuire ad un determinato ambiente/attività una specifica categoria di comfort, non è quindi possibile determinare l’accettabilità ai fini del benessere termico.

Nell’ambito di un processo di verifica delle condizioni di benessere termico l’appartenenza di un ambiente/attività ad una classe di comfort, deve essere un prerequisito ai fini della valutazione, pertanto deve essere nota a priori.

La classificazione dell’ambiente effettuata a posteriori perde di significato in termini valutativi.

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I criteri di attribuzione alle categorie di comfort permetterebbero di razionalizzare la gestione degli ambienti con caratteristiche antropiche e strutturali differenti permettendo: flessibilità in fase progettuale, ottimizzazione nella gestione degli impianti, risparmio energetico, ecc...

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La norma tecnica UNI EN ISO 7730 raccomanda di applicare la procedura di valutazione mediante l’indice PMV solo quando esso è compreso nell’intervallo [-2; +2].

Al di fuori di tale intervallo la percentuale di insoddisfatti PPD supera il 75% elevato discomfort.

In questo caso l’ambiente è caratterizzato da forte discomfort, tale da ritenere l’associazione dell’indice PMV con la sensazione termica non rappresentativa, in quanto non adeguatamente supportata da evidenze sperimentali.

72



In casi particolari, in alternativa all’indice PMV, sono applicabili criteri semplificati di benessere basati su indici di temperatura.

La UNI EN ISO 7730 considera principi di valutazione delle condizioni climatiche in ambienti confinati in funzione

della temperatura operativa - to

La temperatura operativa (o operante) è definita come la temperatura uniforme di una cavità in cui il soggetto

scambierebbe mediante i meccanismi di irraggiamento e convezione, la stessa energia che scambia affettivamente

nell’ambiente reale non uniforme.

73



to può essere stimata dalla seguente relazione:

to= A · ta + (1-A) · tr

A: parametro funzione della velocità relativa.

Quando var<0,2m/s o la differenza tra ta e tr è piccola (<4°C), to si può

approssimare come media aritmetica tra ta e tr.

var(m/s)

<0,2 0,2÷0,6

0,6÷1,0

A 0,5 0,6 0,7

La temperatura operativa costituisce un primo parametro di interesse pratico per la valutazione del benessere

termico. Per un dato spazio, attività e vestiario, esiste una

temperatura operativa ottimale cui corrisponde PMV=0

74




Aspetti normativi.





Strumenti e metodi.

75


Valutazione del benessere termico Valutazione del benessere termico localelocale

Il discomfort locale è determinato da disuniformità nei valori delle variabili ambientali che danno origine

a scambi termici localizzati uomo-ambiente.

“discomfort locale” ?

In un ambiente termico moderato viene verificata la condizione di benessere termico per l’individuo

secondo la UNI EN ISO 7730 quando sono soddisfatti simultaneamente i criteri di comfort globale e comfort

locale.

76



Il rispetto dei limiti per l’indice PMV-PPD è una condizione necessaria ma non sufficiente a soddisfare il requisito di

benessere termico.

77



Le persone sensibili al disagio locale sono soprattutto quelle che svolgono attività

leggera e sedentaria, che hanno una sensazione termica globale prossima alla neutralità. A livelli di attività più elevati la

sensibilità diminuisce.

78



Per ogni disagio locale sono definiti gli indici di

riferimento in termini di percentuali di insoddisfatti (PD), correlati al parametro ambientale che caratterizza il discomfort, che dovranno

soddisfare criteri di accettabilità suddivisi

anch’essi in tre classi di qualità.

79



SCAMBI TERMICI LOCALIZZATI

1. Correnti d’aria.

2. Gradiente di temperatura verticale.

3. Temperatura del pavimento troppo

calda/fredda.

4. Asimmetria radiante.

La UNI EN ISO 7730 definisce e analizza quattro forme di disagio localizzato principali che possono verificarsi frequentemente negli ambienti confinati.

80



DISAGIO GENERATO DA CORRENTI D’ARIA

Si riferisce al raffreddamento localizzato dovuto al movimento dell’aria. È una delle cause di disagio locale più frequenti negli ambienti indoor in particolare in quelli dotati di impianti di climatizzazione con ventilazione forzata.

Spesso induce i soggetti esposti ad intervenire con

misure non adatte (fino alla chiusura delle bocchette o lo spegnimento dell’impianto),in genere peggiorative, nel

tentativo di limitare il disturbo.

81



La sensazione di disagio dipende da diversi fattori:

a)dalla temperatura della corrente;

b)dalla differenza tra la temperatura della corrente e dell’aria ambiente;

c)dalla zona del corpo investita dalla corrente;

d)dall’attività del soggetto;

e)dalle fluttuazioni della velocità istantanea dell’aria nel punto in esame;

TURBOLENZA

82



La velocità dell’aria negli ambienti è caratterizzata da moto TURBOLENTO con ampie fluttuazioni nello spazio e nel tempo attorno al valore medio.La sensazione di DISAGIO può ulteriormente essere

incrementata dall’intensità locale di turbolenza (Tu).

Tu è una stima dell’irregolarità del moto dell’aria

ed è definito, in termini percentuali, come il rapporto tra la deviazione standard e la velocità

media dell’aria.

83



84



Il discomfort da corrente d’aria è quantificato da un indice (DR – Draught Rate) che esprime la percentuale di insoddisfatti.La UNI EN ISO 7730 propone un modello in cui il rischio da corrente d’aria è calcolato mediante il seguente algoritmo:

Dove:ta è la temperatura locale dell’aria (20°C÷26°C), va è la velocità locale dell’aria (0,05m/s÷0,5m/s) e Tu è l’intensità di turbolenza (10%÷60%).

DR = (34 - ta)·(va - 0,05)0,62·(0,37·va·Tu +

3,14)

La UNI EN ISO 7730 definisce i valori limite di DR per ciascuna categoria di comfort A, B, C rispettivamente pari a

10%, 20%, 30%.

85



GRADIENTE DI TEMPERATURA VERTICALE

Si riferisce alla differenza verticale di temperatura dell’aria rilevata a livello della testa e delle caviglie. Differenze elevate possono generare discomfort nei soggetti presenti. In genere negli ambienti confinati la temperatura dell’aria tende dal pavimento a crescere con l’altezza.

86



GRADIENTE DI TEMPERATURA VERTICALEDa studi empirici su campioni di soggetti è stata ricavata la relazione tra la differenza di temperatura dell’aria (∆t) a livello testa-caviglie e la percentuale di insoddisfatti (PD).

87



La condizione di accettabilità dell’indice PD per ciascuna categoria di comfort A, B, C è rispettivamente <3%, <5%, <10% che

espressa in termini di ∆t risulta: <2°C, <3°C, <4°C.

PD(%)

∆ta,v(°C)

88



TEMPERATURA DEL PAVIMENTO TROPPO CALDA/FREDDA

Disagio localizzato indotto dal contatto tra piedi e pavimento nel caso quest’ultimo risulti troppo caldo o troppo freddo.La sensazione termica può essere influenzata da diversi fattori: tempo di esposizione, tipologia di calzature e materiali di cui sono composte, postura del soggetto, materiale di cui è costituito il pavimento, presenza di riscaldamento a pavimento.

89



TEMPERATURA DEL PAVIMENTO TROPPO CALDA/FREDDA

Da studi empirici è stata determinata la correlazione tra la temperatura superficiale del pavimento e la percentuale di insoddisfatti (PD).

90



Gli intervalli di accettabilità di temperatura sono (19°C÷29°C) per le categorie A e B, (17°C÷31°C) per la C, le rispettive condizioni per l’indice

PD sono <10%, <15%.

PD(%)

tf(°C)

91



ASIMMETRIA RADIANTE

Disagio indotto da vaste superfici radianti a differente temperatura presenti negli ambienti indoor che generano un campo radiante asimmetrico o non uniforme (es. forni, vetrate, pannelli radianti, ecc.). Il parametro ambientale utilizzato per valutare questo disagio è la differenza delle temperature piane radianti rilevate sulle facce opposte di un elemento piano.

Da studi sperimentali è stata determinata la relazione tra percentuale di insoddisfatti (PD) ed asimmetria radiante, evidenziando una differente sensibilità ad asimmetrie generate da superfici verticali o orizzontali, calde o fredde.

92



PD(%)

∆tpr(°C)

soffittocaldo

parete fredda

soffittofreddo

parete calda

La condizione di accettabilità dell’indice PD è <5% per le categorie A e B, <10% per la C.

tpr [°C] A e B C

soffittocaldo

<5°C <7°C

paretefredda

<10°C <13°

C

soffittofreddo

<14°C <18°

C

paretecalda

<23°C <35°

C

93



Riassumendo...

94




Aspetti normativi.





Strumenti e metodi.

95


Strumenti e metodiStrumenti e metodi

Stima mediante tabelleM: UNI EN ISO 8996

Icl: UNI EN ISO 9920

Misurastazione di monitoraggio microclimatico:

centralina + sonde

96



dispendio metabolico - M

osservazione dell’attività:

tabelle diriferimento

UNI EN ISO 8996

UNI EN ISO 7730 – prospetto B

differenti livellidi approfondimento

classificazione secondo il tipo di

occupazione

97



dispendio metabolico - M UNI EN ISO 8996

La determinazione di M relativa ad un ciclo lavorativo variabile, composto da più fasi, può richiedere una valutazione approfondita: stima dei tempi,

analisi dei movimenti, osservazione del lavoro ciò comporta la classificazioni di ogni singola attività, dei relativi tempi, distanze percorse,

dislivelli, pesi manipolati, numero d’ azioni effettuate, ecc.

dove:

Mi: metabolismo energetico dell’attività i-esima;

Ti: durata dell’attività i-esima;

T: i ti.

98



resistenza termica del vestiario - Icl

UNI EN ISO 9920

È difficile stimare in modo rigoroso l’abbigliamento delle persone.

I valori sono tabulati per combinazioni di vestiario e capi singoli tipici.

0,28

0,25

0,04

0,25

0,05

0,04

Icl = 0,91

99



Un abbigliamento tipico estivo ha una resistenza termica di 0.5÷0.6 clo, mentre un abbigliamento tipico invernale ha una

resistenza di 0.9÷1.0 clo.

Negli ambienti moderati le modifiche all’abbigliamento non devono essere utilizzate come strumento di controllo del

microclima, fatta eccezione per interventi che vanno contro il “buon senso”.

100



Parametri ambientali – ta, tr, U.R., var

La strumentazione utilizzata per la misura dei parametri ambientali microclimatici, deve rispettare specifiche caratteristiche fissate

dalla norma UNI EN ISO 7726.

101



PMVPPD

centralina di acquisizione

psicrometroglobotermome

tro

tr

connessione alle sonde

ta – U.R. var

acquisizione

parametri

elaborazione: calcolo indici

anemometro a filo caldo

102



UNI EN ISO 7726: nel caso di ambienti termici omogenei è sufficiente un’unica misura; in ambienti eterogenei è necessario compiere più misure nel volume occupato dal soggetto esposto

ed effettuare la media.

103



La UNI EN ISO 7730 riporta dei prospetti per la stima del PMV in relazione a

M, Icl, var, to (U.R.=50%).

104



correnti d’aria

temperatura del

pavimento

Tu(%)DR(%)

misura della temperatura superficiale

tf[°C]PD(%)

Discomfort locale...

va

105



asimmetria radiante

gradiente di temperatura

verticale

lato caldo

sensore: termopila

tp,r[°C]

PD(%)

misura della temperatura

dell’aria a livello caviglie ta,v[°C]

PD(%)combinato a una

sonda di temperatura (es. psicrometro) a

livello testa

106



Al momento non esistono documenti di riferimento (linee guida, standard tecnici, ecc.) sui criteri e strategie di conduzione

dei monitoraggi finalizzati alla valutazione del (dis)comfort negli ambienti di lavoro.

L’ambiente di lavoro moderato ricopre un’ampia gamma di tipologie di ambienti diversificati per caratteristiche strutturali,

requisiti energetici, attività produttive, ecc.

107



Quale deve essere il fine del monitoraggio strumentale?

Consentire una valutazione attendibile e rappresentativa, rispondente alla

realtà dell’ambiente di lavoro.

Individuare le criticità e le cause che le hanno generate.

108



Quale deve essere il fine del monitoraggio strumentale?

Si deve tenere sempre presente che nella percezione dell’ambiente termico

possono influire fattori soggettivi e psicosociali correlati ad elementi di

condizionamento esterni (stress lavorativo, difficili rapporti con colleghi

e/o superiori, carichi di lavoro eccessivi, scarsa gratificazione, orari

di lavoro eccessivi, ecc.).109



Quali domande ci si pone nel pianificare una “campagna” di misure microclimatiche?

Come e dove effettuare la misura?

Quante misure effettuare?

In quale periodo della giornata effettuare la misura?

In quale periodo dell’anno effettuare la misura?

Durata del campionamento?

110


Strumenti e metodiStrumenti e metodiSuggerimenti, buone pratiche… criteri di “buon

senso”…

nel percorso conoscitivo finalizzato a definire i criteri di

intervento è opportuno procedere per gradi:

Analizzare in via preliminare la documentazione disponibile

sulle caratteristiche degli ambienti (impianti, cicli di

lavoro, ecc.)

Osservazione e acquisizione di informazioni

dirette negli ambienti di lavoro.

Coinvolgimento e integrazione tra le diverse figure interessate: tecnico, datore di lavoro (RSPP),

lavoratori (RLS), medico competente.

Redazione di una checklist delle problematiche

riscontrate.

Pianificazione della campagna di misure.

111



SUD

OVEST

EST

NORD

orientamento geografico

disposizione degli ambienti

soleggiamento

impianti di trattamento e ricambio d’aria

valutazione dell’edificio

valutazione degli ambienti

superficie

affollamento

vetrate e soleggiamento

disposizione bocchette - moduli di

trattamento

AMBIENTI CAMPIONE

PUNTI DI MISURA

CAMPIONE

112



DURATA DELLA MISURA

essere rappresentativa dell’ambiente termico

condizioni termiche stazionarie

tenere conto dei tempi di adattamento delle

sonde

NUMERO DI PUNTI DI MISURA

disposizione delle postazioni di lavoro

variabilità spaziale

variabilità giornaliera e stagionale

Può essere utile correlare gli esiti delle misurazioni indoor con le condizioni meteorologiche esterne.

Spesso è opportuno ripetere i rilievi: nella stessa giornata, più giornate nella stessa stagione,

in differenti periodi stagionali.

113


StrumentiStrumenti ee metodimetodi

La valutazione dell’ambiente termico dipende da numerosi fattori.

Le tipologie di ambienti moderati possono ricoprire un’ampia casistica di situazioni.

Normativa, Linee guida e standard tecnici sono, nella pianificazione e conduzione del processo di valutazione, punti di riferimento per il valutatore al quale è demandata una certa discrezionalità applicativa che dipende dal particolare caso in

esame.

Il fine della valutazione è la caratterizzazione rappresentativa dell’ambiente termico ovvero

delle condizioni ricorrenti di massimo disagio/rischio.

114


StrumentiStrumenti ee metodimetodi

115

Grazie dell’attenzioneGiuseppe PICCARDI

Documents

Diapositive microclima