Stato dell’occupazione edificio

(1)

205

parte quarta

4.2 Monitoraggio estivo di un edificio in terra cruda

Nei mesi di Luglio e Agosto 2010 è stato possibile monitorare il comportamento termico di un edificio realizzato in terra cruda, grazie alla collaborazione con il Laboratorio di Efficienza Energetica di Sardegna Ricerche. La raccolta dei dati misurati per questo edificio, Casa Mancosu, rientra all’interno di una ricerca sperimentale avviata nel 2008 dal Dipartimento di Architettura dell’Università di Cagliari, l’Azienda Regionale sarda per l’Edilizia Abitativa (AREA) e l’amministrazione comunale di Cagliari. Il Laboratorio è orientato all’elaborazione di linee guida nel processo edilizio sensibile all’efficienza energetica per quanto riguarda gli interventi di recupero, le costruzioni ex-novo e anche lo studio di nuovi o innovabili materiali edili.

I dati raccolti in fase di monitoraggio hanno permesso l’applicazione della normativa UNI EN ISO 7730, “ Ergonomia degli ambienti termici. Determinazione analitica delle condizioni di benessere termico mediante il calcolo degli indici di PMV e PPD e dei criteri di benessere termico locale” e della normativa UNI EN ISO 7726, “ Strumenti per la misurazione delle grandezze fisiche”. L’utilizzo di tali normative permette di poter fornire, tramite l’elaborazione di dati sperimentali, una valutazione complessiva del benessere o del disagio termico degli ambienti confinati, permettendo la stesura di una classificazione degli ambienti secondo tre classi di benessere e l’individuazione delle parti energeticamente più deboli che creano situazioni di discomfort locale.

Quest’ultima valutazione permette la possibilità di fornire una classifica delle priorità degli interventi di ottimizzazione energetica, nell’ottica di eliminare le prime cause di malessere e nell’ottica di un eventuale investimento economico programmato e sostenuto da dati misurati. L’applicazione delle normative sopracitate si mostrano dunque estremamente utili nell’ambito degli interventi di recupero.

(2)

206

parte quarta 4.2.1 Casa Mancosu

L’edificio appartiene al centro storico del comune di Serramanna, sito nella Provincia del Medio Campidano; tipico esempio di casa a corte campidanese più precisamente a doppia corte, il complesso risulta essere il residuo di un’antica casa agricola il cui loggiato risale al 1920. Il cortile d’ingresso si estende per circa 40m, creando un piacevole filtro tra la strada e il nucleo abitativo:

dislocati lungo il cortile si sud-est e nord-ovest, trovavano posto il pagliaio, piccole stalle e magazzini per il vino.

La struttura è in muratura portante, realizzata in adobe con uno spiccato di 50cm e spessori di circa 45 cm. L’edificio si eleva su due piani al disopra di un vespaio in pietra ventilato; i solai sono in legno e la copertura è dotata di microventilazione sotto tegola. L’involucro non è coibentato, né sui tamponamenti verticali, né sui tamponamenti orizzontali. Il prospetto principale che si affaccia sulla corte di ingresso, è esposto a sud-ovest: su questo lato il piano terra è protetto dall’irraggiamento solare estivo con il loggiato, mentre le camere letto al piano primo risultano completamente esposte e dotate di infissi artigianali con telai in legno e vetrocamera non schermati, se non con degli scuri interni. Il prospetto secondario, che si apre sulla corte retrostante, è esposto a sud-est. Su questo lato, al piano terra in corrispondenza del soggiorno trovano posto tre ampie porte- finestra, con le stesse caratteristiche degli infissi prima descritti ma, come si constaterà dai risultati dell’applicazione della normativa, le condizioni di benessere saranno differenti.

29.5 1 Casa Mancosu

(3)

207

parte quarta

4.2.2 Scheda Edificio

Località : Serramanna (Provincia del Medio Campidano, Regione Sardegna)

Lavoro svolto:

- posizionamento di due centraline microclimatiche nei locali più significativi in relazione all’utilizzo dell’edificio e della loro disposizione, (al centro del soggiorno; al centro di una camera letto)

- posizionamento dei sensori di temperatura superficiale (parete opaca e parete trasparente) sui quattro lati di ciascun locale

- posizionamento dei sensori di temperatura a soffitto e a pavimento (per soffitto camera letto 2 sensori:

falda sud e falda nord

- posizionamento dei sensori di temperatura aria esterna in posizione protetta dalla radiazione diretta

Periodo di misurazione: 28 Luglio- 10 agosto 2010 Tipologia edificio: casa a corte

Tipo di utilizzo: residenza

Numero di abitanti: quattro (famiglia: 2 adulti lavoratori: 2 ragazzi studenti) Modalità di gestione edificio:

. ricambio d’aria al mattino in orari saltuari;

. scuri chiusi circa a metà giornata (variabile);

. riapertura degli scuri in serata (variabile);

. utilizzo di un ventilatore nelle ore più calde

Stato dell’occupazione edificio

nell’arco del monitoraggio: 1 settimana con abitanti 1 settimana senza abitanti

29.5 2 Piante Piano Terra e Piano Primo dell’Edificio: Posizione della centralina microclimatica

(4)

208

parte quarta

(5)

209

parte quarta

(6)

210

parte quarta 4.2.3 Setup Operativo

La strumentazione adottata per questa campagna di misure è così composta:

o Sensori di temperatura e umidità relativa ambientale o Anemometro a filo caldo;

o Sonda globotermometrica;

o Pscicrometro

- I sensori di misura della temperatura RTD Pt1000 in classe 1/3 B in ottemperanza alla normativa DIN/IEC75 (dotati di certificato di taratura individuale) così detti a “bottone” o a

“pastiglia” con trattamento superficiale esterno simile alle finiture ad intonaco tale da renderlo idoneo all’utilizzo anche in esterno grazie ad un coefficiente di assorbimento della radiazione solare simile a quello delle pareti e cablaggio verso il radio modem attraverso cavi intrecciati per minimizzare le interferenze elettromagnetiche.

- La catena di misura hardware è anche costituita da un cablaggio wireless che trasmette sulla banda ISM 2,4 [GHz] compatibile con il protocollo IEEE 802.15.4 e da un data logger dedicato con memoria di massa integrata.

- I parametri caratteristici del data logger sono la risoluzione di 16 bit e il numero dei canali pari a 30. La velocità di campionamento massima è di 1 minuto primo sui 30 canali. Su questa categoria di strumenti non è necessario un sincronismo spinto nei tempi di acquisizione e pertanto i dati provenienti dai singoli canali vengono acquisiti attraverso un multiplexer. Gli scriventi, nella specifica applicazione, hanno programmato il sistema di acquisizione affinché i dati provenienti dal flussimetro e dalle quattro sonde di temperatura vengano acquisiti alla massima velocità. Il software gestione del sistema si incarica di calcolare il valor medio di 5 letture consecutive e di registrare tale valore ogni 5 minuti sulla RAM del data logger.

- I sensori di temperatura superficiale della parete e di flusso termico sono stati poggiati alla struttura e fissati attraverso vari metodi (che prevedono una forza elastica del sensore verso la parete) affinché potesse essere garantita al meglio possibile l’aderenza sulla parete in misura

(7)

211

parte quarta

attraverso metodi meccanici e chimici quali elementi a sbalzo fissati sulla parete, nastri adesivi, paste conduttive e adesive.

- La catena di misura si completa con un Notebook Acer Extensa 5230E che attraverso un cablaggio USB si connette al data logger per scaricare i dati acquisiti. Un driver si preoccupa di gestire la connessione e i dati vengono trasportatati in formato ASCII sul notebook.

- Il sensore di temperatura e umidità relativa ambientale è stato utilizzato per misurare la temperatura dell’aria nell’ambiente di interesse. Questo è marchiato Tinytag_ultra_2 , modello TGU-4500, dotato di certificato di taratura. E’ un sensore dedicato per applicazioni nel settore civile detto “limone” per via del suo colore e dimensione. Tale strumento è stato posizionato ad almeno un metro da ogni fonte di radiazione diretta e non è stato sottoposto a correnti d’aria dirette. Costituiscono un sistema integrato, dai sensori di temperatura (un termistore NTC da 10kΩ) e umidità relativa, al condizionamento del segnale, alla digitalizzazione e registrazione dello stesso. Un cablaggio USB ed un software dedicato consentono di settare e scaricare i dati dallo strumento. Tra le caratteristiche metrologiche di maggior interesse si riporta la risoluzione di 8 bit; il campo di misura: -25, 85°C, la precisione di ±0,2°C nel range tra 0 e 70°C.

- L’anemometro a filo caldo misura la velocità dell’aria; nei pressi della parete è stata valutata attraverso delle sonde Lsi-Lastem modello BSV105 con le seguenti caratteristiche metrologiche:

. Campo di misura: 0…20 m/s . Soglia: 0,01 m/s

. Accuratezza (+10…+30°C): 0...0,5 m/s: ±5 cm, 0,5..1,5 m/s: ±10 cm, >1,5 m/s: 4 %

- La sonda globo termometrica è marchiata Lsi-Lastem modello BST 131; si tratta di una sonda globotermometrica in rame nero opaco (riflessione<2% ASTM 97-55) il cui elemento sensibile è una temoresistenza PT100 DIN-A.

La sonda fa riferimento alle norme UNI EN ISO 7726/02 (Strumenti per la misurazione delle grandezze fisiche) e 7730/06 (Determinazione analitica e interpretazione del benessere termico mediante il calcolo degli indici PMV e PPD e dei criteri di benessere termico locale).

(8)

212

parte quarta Attraverso la configurazione standardizzata secondo la norma UNI EN ISO 7726/02 la sonda fornisce la misura diretta della temperatura del globo stesso.

Le caratteristiche metrologiche più rilevanti sono:

o Campo di misura: -40 ÷ 80 °C;

o Accuratezza: ± 0,35 °C a -40 e a 80°C.

- sensore per la misura dell’umidità relativa con metodo psicrometrico (diagramma psicrometrico di Asmann). Il sensore DME020 viene collegato direttamente a sistemi di acquisizione LSI- LASTEM oppure al convertitore a microcalcolatore DEE043 per fornire una uscita analogica corrispondente al valore di umidità relativa o punto di rugiada, oltre al valore di temperatura secca dell’aria. Questi sistemi sono adatti per misure di umidità o punto di rugiada con ottima accuratezza e dove l’ambiente è particolarmente inquinato da non permettere l’utilizzo della sonda igro-capacitiva che si sporcherebbe in breve tempo.

29.5 3 Centralina microclimatica nella camera letto monitorata

(9)

213

parte quarta

4.3 Interpretazione del benessere termico mediante calcolo degli indici PMV e PPD secondo normativa UNI EN ISO 7730

Le interazioni tra l’uomo e l’ambiente sono di difficile determinazione poiché ogni individuo recepisce in modo differente le condizioni del benessere abitativo indoor. Con l’ausilio del monitoraggio degli edifici e dunque del rilievo dei dati descritti dalla norma UNI EN ISO 7730, è possibile determinare il livello di comfort e di disagio presente in un ambiente confinato. Per questa finalità la norma indica come determinare gli indici globali PMV (voto medio previsto) e PPD (percentuale di insoddisfatti previsti) e i quattro criteri di benessere termico e di disagio locale (la corrente d’aria, la differenza verticale di temperatura dell’aria, il pavimento caldo o freddo, l’asimmetria radiante).

Il livello di soddisfazione termica di un individuo può essere determinato con l’analisi delle seguenti informazioni:

- temperatura dell’aria interna

- umidità relativa dell’aria interna

- velocità dell’aria interna

- temperatura radiante

- tipo di abbigliamento indossato dagli individui nel locale analizzato

- Il tipo di attività svolta dagli individui nel locale analizzato

E’ utile ricordare che il bilancio termico tra l’uomo e l’ambiente è dato dalla relazione:

S = M(± P ± E ± R ± C)

dove

S= variazione dell’energia interna, del corpo umano nell’unità di tempo

(10)

214

parte quarta

M= potenza termica dovuta all’attività metabolica

P= potenza meccanica scambiata dal corpo con l’ambiente esterno

E= potenza termica associata alle perdite d’acqua per evaporazione

R= flusso termico scambiato per irraggiamento tra corpo e ambiente

C=flusso termico scambiato per convezione tra corpo e ambiente

L’edificio esaminato corrisponde ad una residenza alla quale possiamo associare un’attività di tipo sedentario (abitazione,ufficio, seduti) per la quale il valore di M, utile al calcolo degli indici PMV e PPD, corrisponde a:

M= 1,2 met= 70 W/m²

29.5 4 Prof. G. Dall’O’-Comfort Termoigrometrico⁹⁰-

La somma (R+C), corrisponde al flusso termico tra l’ambiente e la superficie corporea, flusso influenzato dal tipo di abbigliamento indossato. Per la definizione della resistenza termica totale tra la pelle e la superficie esterna del corpo vestito, utilizziamo il parametro I

cl

[m

²

K/W], l’isolamento termico dell’abbigliamento, (espresso in CLO):

I

cl

= R

cl

/ 0,155 (CLO)

90 DALL’O’_G., “Comfort Termoigrometrico”, Centro di Competenze sulla gestione del Costruito, MIP, Milano

(11)

215

parte quarta

dove

Rcl= resistenza termica specifica (pelle+abiti)

0,155= resistenza termica di riferimento

Poiché il periodo di monitoraggio dell’edificio esaminato corrisponde al periodo estivo, consideriamo come valore di resistenza termica corporea:

Icl= 0,5 CLO

29.5 5 Prof. G.Dall’O’- Comfort Termoigrometrico⁹¹-

Il metodo affrontato dalla norma UNI EN ISO 7730, riprende il metodo inventato dal Prof. Povl Fanger Ole (1934 –2006), docente dell’Università di Copenhagen. Egli partì da un approccio statistico, attivando una serie di test su circa 1500 studenti posti in una camera climatica, ciascuno con vestiti e in condizioni di attività differenti non superiori a 175W/m

²

. Dal raffronto tra i test compiuti tra studenti danesi e statunitensi emerse che, per lo meno nelle zone temperate, non vi sono significative differenze tra le sensazioni termiche provate, nonostante nazionalità e collocazione geografica diverse, età, sesso, ritmo cardiaco ecc. Le persone potevano dare la loro impressione sulle sensazioni che

91 DALL’O’_G., “Comfort Termoigrometrico”, Centro di Competenze sulla gestione del Costruito, MIP, Milano

(12)

216

parte quarta

provavano grazie ai voti dati in base ad una scala che oscillava tra -1 e +1 (0=

benessere; -1= disagio per freddo; +1= disagio per caldo). La scala di sensazione termica è costituita da sette punti e dipende dunque dal bilancio di energia termica sul corpo umano, (verificato quando la produzione interna di energia termica eguaglia la quantità di energia termica ceduta all’ambiente).

Il metodo analitico di determinazione degli indici PMV e PPD può essere applicato quando sono verificate certe condizioni, ovvero:

o

il metabolismo deve risultare 0,8 < met < 4, ossia tra un minimo di 46W/m

²

e un massimo di 232 W/m

²

o l’isolamento termico dell’abbigliamento deve essere 0 < clo <2, ossia tra un minimo di 0 m

²

K/W e un massimo di 0,310 m

²

K/W

o la temperatura dell’aria 10°C <t

a

< 30°C o la temperatura media radiante 10°C <t

a

< 40°C o la velocità dell’aria 0m/s <v

ar

< 1m/s

o la pressione parziale del vapore 0<P

a

< 2 700

Nel calcolo degli indici globali (PMV e PPD) come visto, uno dei parametri utili è costituito dalla temperatura media radiante (TmR). Questo valore è dipendente dalla temperatura di tutte le superfici dell’involucro che circonda l’individuo e dalla sua posizione rispetto alle superfici stesse⁹². Non è un valore direttamente misurabile ma può essere o calcolato con l’ausilio della temperatura del globotermometro o servendoci dei fattori di vista: in quest’ultimo caso la TmR è calcolata considerando lo scambio termico per irraggiamento e dunque la frazione della radiazione emessa dalle superfici⁹³ (fattori di vista valutabili, graficamente o analiticamente) e i coefficienti di emissione dei materiali (e).

92 2007, SASSO U., “Il nuovo manuale europeo di bioarchitettura”, Mancosu Editore, Roma.1

93 1975, F. KREITH, “Principi di trasmissione del calore”, Edizione Liguori, Napoli

(13)

217

parte quarta

94

Per quanto riguarda la determinazione della TmR con l’ausilio della temperatura del globotermometro (Tglobo) è necessario precisare che la figura del corpo umano è approssimabile ad un ellissoide, pertanto è necessario tener conto di un fattore di correzione per passare dalla forma sferica dello strumento di misura all’equivalente forma associabile al corpo umano (ellissoide). Tale fattore è funzione della posizione della persona (in piedi o seduta) e della direzione della radiazione considerata rispetto alla persona (alto/basso; destra/sinistra;

fronte/retro). Nel caso della posizione del corpo sdraiato, (esaminato come vedremo nello studio del benessere termico dell’ambiente nelle ore notturne), non possiamo far riferimento alla tabella precedente riportata nella UNI 7726 (formula 7 dell’annesso B). La formula utilizzata per la persona in posizione seduta è stata scelta in base al diametro dello strumento utilizzato (0,15m).

Per la posizione della persona sdraiata è necessario provvedere al calcolo del Tmr secondo la metodologia descritta nel paragrafo 4 dell’annesso B UNI EN ISO 7726:

Tale metodo, adottato per il calcolo della TmR è valido soltanto nel caso in cui si ipotizzino tutte le superfici coinvolte associate a dei corpi neri⁹⁵, ovvero posto , come accade sostanzialmente per quasi tutti i materiali utilizzati in edilizia.

942002, Tabella dei fattori di correzione per il calcolo della TmR tratto dalla UNI EN ISO 7726 “Strumenti per la misurazione delle grandezze fisiche”, Ente Nazionale Italiano di Unificazione

95Il flusso termico scambiato tra l’individuo e l’ambiente per irraggiamento è pari a:

Eq.n°40

Eq.n°41

(14)

218

parte quarta I risultati ottenuti con la formula precedente, adottata per il calcolo della TmR nel caso di persona in posizione di riposo, sono stati confrontati con la formula della TmR legata allo scambio termico convettivo descritta nella nota n°…. Le due formule sono confrontabili, dunque il metodo adottato con la formula n°… ripresa dalla UNI EN ISO 7726 è attendibile.

Inoltre la TmR può essere calcolata dalla formula:

𝑇𝑚𝑅 = ⁶_𝑖=1𝑓_𝑝,𝑖𝑇𝑝𝑅_𝑖 𝑓_𝑝,𝑖

6𝑖=1

dove TpR , la temperatura piana radiante, è definita come la temperatura di un’ideale cavità isoterma in cui il flusso radiante incidente sulla faccia di un elemento piano è lo stesso flusso incidente nell’ambiente reale. Questo concetto, (TpR=S1 fiTi4

) meglio si presterà al calcolo della percentuale di insoddisfatti da asimmetria radiante per il quale l’ambiente sarà suddiviso in due porzioni (sinistra-destra o alto-basso) per ricavare il DTpR tra parti opposte.

con , ^Fi fattori di vista; coefficiente radiativo, s=5,67 *10^-8 W/m²K, Sp costante di S. Boltzmann, Sp superficie pelle, Tp temperatura pelle. Più precisamente, considerando un corpo p all’interno di un ambiente racchiuso da 4 superfici, in riferimento alla superficie1, si avrà:

𝑄_𝑟 = 𝜎 𝑇₁⁴− 𝑇_𝑝⁴ 1 − 𝜀₁

𝜀₁∗ 𝑆₁+ 1 − 𝜀_𝑝 𝜀_𝑝∗ 𝑆_𝑝+ 1

𝐹_1𝑝𝑆₁

Se possiamo semplicemente scrivere:

𝑄_𝑟 = 𝜎 𝑇₁⁴− 𝑇_𝑝⁴ ∗ 𝑆₁𝐹_1𝑝

Considerando la componente di scambio convettivo tra l’individuo e l’ambiente possiamo scrivere:

𝑇𝑚𝑅 = 𝑇_𝑚𝑖𝑠 +ℎ

𝛼(𝑇_𝑚𝑖𝑠 − 𝑇_𝑎𝑖)

con T_mis media di tutte le temperature delle superfici che compongono l’ambiente, h coefficiente convettivo pari a 2,5 W/m²K (per flusso orizzontale), t_ai temperatura dell’aria, Eq.n°42

Analogia elettrica del flusso termico radiativo

(15)

219

parte quarta

Calcolo della TmR per PMV e PPD posizione riposo CAMERA (Tmis) con Tglo

Tai TmR ISO 7726 T GloboT Media T tutte Sup TmR=Tmis +

M ogni QUATTRO ore h=110cm h(Tmis-Tai)/a h=hci=flusso orizz

°C °C con M tutte S = 2.5W/m2K a=

START 29/07/2010 00.10 27.102 27.52 27.25 27.31 27.69 6.138921761

21 1 29/07/2010 00.20 27.147 27.17 27.25 27.29 27.18 6.138921761

22 1 29/07/2010 00.30 27.164 27.21 27.25 27.29 27.23 6.138921761

23 1 29/07/2010 00.40 27.111 27.23 27.25 27.31 27.28 6.138921761

24 1 29/07/2010 00.50 27.088 27.22 27.25 27.32 27.27 6.138921761

25 1 29/07/2010 01.00 27.016 27.20 27.25 27.35 27.28 6.138921761

26 1 29/07/2010 01.10 27.005 27.15 27.25 27.35 27.21 6.138921761

27 1 29/07/2010 01.20 27.037 27.16 27.25 27.34 27.21 6.138921761

28 1 29/07/2010 01.30 27.053 27.13 27.25 27.33 27.16 6.138921761

29 1 29/07/2010 01.40 27.077 27.45 27.25 27.32 27.60 6.138921761

30 1 29/07/2010 01.50 27.083 27.41 27.25 27.32 27.54 6.138921761

31 1 29/07/2010 02.00 27.076 27.16 27.25 27.32 27.19 6.138921761

32 1 29/07/2010 02.10 26.960 27.03 27.25 27.37 27.06 6.138921761

33 1 29/07/2010 02.20 26.922 26.95 27.25 27.38 26.96 6.138921761

34 1 29/07/2010 02.30 26.914 27.18 27.25 27.39 27.29 6.138921761

35 1 29/07/2010 02.40 26.871 27.01 27.25 27.40 27.07 6.138921761

36 1 29/07/2010 02.50 26.804 26.99 27.25 27.43 27.07 6.138921761

37 1 29/07/2010 03.00 26.777 27.09 27.25 27.44 27.22 6.138921761

38 1 29/07/2010 03.10 26.751 27.22 27.25 27.45 27.41 6.138921761

39 1 29/07/2010 03.20 26.765 27.14 27.25 27.45 27.29 6.138921761

40 1 29/07/2010 03.30 26.711 26.87 27.25 27.47 26.93 6.138921761

41 1 29/07/2010 03.40 26.702 26.88 27.25 27.47 26.95 6.138921761

42 1 29/07/2010 03.50 26.713 26.94 27.25 27.47 27.03 6.138921761

43 1 29/07/2010 04.00 26.699 26.95 27.25 27.471M Tglobo 27.05 6.138921761

44 1 29/07/2010 04.10 26.695 26.84 27.25 27.48 29-lug 26.90 6.138921761

26.930 27.124 00:10- 06:10

27.34 27.38 27.12 27.203

Gli ambienti che saranno analizzati in questo studio appartengono ad una residenza, nella quale i locali significativi della vita dell’individuo sono rappresentati dal soggiorno e dalla stanza da letto. I valori del met e del clo fanno riferimento ad un’attività di tipo sedentario o da ufficio sia per la zona giorno che per la zona notte in orario diurno. In orario notturno, nella zona notte, scegliamo di introdurre il minimo metabolismo previsto, (per poter ancora applicare il metodo), corrispondente a 0,8 met. Questo valore è legato al tasso metabolico di una persona distesa.

Seconda la norma UNI EN ISO 8996, il met attribuito al riposo è di 40 W/m², ossia 0,7 met: con questo valore, per la normativa UNI EN ISO 7730 non è più possibile applicare il metodo del PMV e del PPD ma, come suggerito da alcuni studi, di cui parleremo in seguito, condotti presso l’Istituto di di Tongji e il Dipartimento di Ingegneria Edile del Politecnico di Hong Kong, sarebbe opportuno applicare delle correzioni al metodo di Fanger. In questa sede ci limitiamo ad applicare quanto stabilito dalla normativa UNI EN ISO 7730 e a considerare per la zona notte, durante il periodo di riposo, il minimo metabolismo previsto, servendoci comunque degli studi condotti in Cina per il valore del clo.

Eq.n°

(16)

220

parte quarta 4.3.1 Codice di calcolo per la determinazione degli indici PMV e PPD

Il codice di calcolo “Comfort 7730” è stato stilato seguendo i dettami descritti nella norma UNI EN ISO 7730. La scrittura dei comandi, redatta su un editor di testo, si compone di quattro parti:

1- Dichiarazione delle variabili (che includono la creazione dei vettori pari alle grandezze da considerare, clo-met-Ta-TR-vel-RH-DTav- ..ecc)

[…Dim CLO(2000), MET(2000), WME(2000), TA(2000), TR(2000), VEL(2000), RH(2000)…..]

2- Acquisizione dati immessi dall’utente e verifica della congruenza tra acquisizione e quantità delle variabili dichiarate

[…Input "Digita numero di righe contenute nel file dati.txt, min 2 max 2000 ", ndati….]

3- Scrittura del blocco di istruzioni* indicato dalla norma per il calcolo degli indici globali e locali e scrittura del processo iterativo per rendere automatico la trattazione di più gruppi di dati

[Input #1, CLO(i), MET(i), WME(i), TA(i), TR(i), VEL(i), RH(i) ' " abbigliamento (clo)", CLO

' " energia metabolica (met) ", MET

' " lavoro esterno, generalmente circa 0 (met)", WME ' " temperatura dell'aria (°C) ", TA

…..

..FNPS(i) = EXP (16.6536-4030.183/(TA(i)+235)) ': press di vapore saturo, kPa PA(i) = RH(i) * 10 * FNPS(i) ' pres. parz. del vapor d'acqua Pa

ICL(i) =0.155 * CLO(i) ' isolamento termico dell'abbigliamento, in m2 K/W……….]

(17)

221

parte quarta

4- Creazione del file di uscita contenente i risultati

[…PRINT "Predicted Mean Vote (PMV):….]

Il file eseguibile “Comfort 7730.exe” è stato realizzato compilando le istruzioni in linguaggio Basic, utilizzando il compilatore freeware Free Basic (www.freebasic.com)

E’ stato eseguito il test, utilizzando i dati indicati dalla norma

[CLO, MET, WME, TA, TR, VEL, RH (%) 1.0, 1.2, 0, 19.0, 18.0, 0.1, 40]

i risultati forniti corrispondono a quelli indicati.

[PMV PPD -0.7 15.3]

Il codice di calcolo elaborato è dunque attendibile.

* Durante la scrittura del programma è stato riscontrato un errore nella formula 2, pag 4 Norma UNI EN ISO 7730, individuato tramite analisi dimensionale dei vari addendi della

formula stessa.

L’errore è stato corretto in fase di elaborazione del software descritto.

(18)

222

parte quarta 4.3.2 Metodologia di analisi dei dati di monitoraggio: indici di benessere globale

I dati sperimentali registrati ogni 10 minuti dalle centraline microclimatiche poste nei locali significativi dell’edificio analizzato, sono stati elaborati suddividendo l’arco delle 24 ore in quattro sottogruppi di sei ore ciascuno per il locale di soggiorno e di quattro ore per la camera letto monitorata:

INTERVALLO DATI SOGGIORNO INTERVALLO DATI CAMERA

00:06 notte-mattina 06:00-12.00 mattina

12:00- 18:00 pomeriggio 18:00- 00:00 sera-notte

Sono state dunque ricavate le medie dei valori di:

o temperatura aria registrata all’altezza di 110cm da terra dai sensori di temperatura ambiente

o umidità relativa dell’ambiente interno secondo i valori indicati dallo psicrometro o la velocità dell’aria interna, registrata dall’anemometro

o la temperatura radiante ottenuta dai valori di temperatura del globotermometro (grandezze necessarie al calcolo degli indici globali PMV e PPD)

00:04 notte

04:08 prima_mattina 08:12 mattina

12:16 primo_pomeriggio 16:20 pomeriggio 20:00 sera

(19)

223

parte quarta

o temperatura aria registrata all’altezza di 10cm da terra dai sensori di temperatura ambiente (cosiddetti limoni)

o temperatura di tutte le superfici che racchiudono l’ambiente tramite i sensori di temperatura (cosiddetti pastiglie)

o la percentuale di turbolenza

(ulteriori grandezze necessarie al calcolo degli indici di disagio locale)

Il raggruppamento dei dati ogni sei ore e ogni quattro ore è stato stabilito in seguito alla verifica positiva delle variazioni cicliche della temperatura indicate dalla norma UNI EN ISO 7730 (paragrafo 8.2 e 8.3, pag 11) secondo la quale se la variazione da picco a picco è minore di un Kelvin e la variazione di temperatura per impulso o gradino è minore di 2 K/h, si applicano i metodi validi a regime permanente.

I dati tabellati su Excel e copiati in un editor di testo sono stati successivamente immessi in Comfort 7730, ottenendo i risultati di seguito riportati. Il primo gruppo di risultati riguarda il locale di soggiorno dell’edificio analizzato; ricordiamo che i dati registrati si compongono di una settimana con abitanti e una settimana senza abitanti. Il primo periodo rientra nelle categorie C, dalla mezzanotte al mezzogiorno e in B dal mezzogiorno alla mezzanotte.

Il secondo periodo, nonostante l’assenza delle persone sulle quali si basa lo studio del benessere termico secondo le normative precedentemente citate, è stato comunque affrontato per poter avere una visione più ampia della rispondenza dell’involucro rispetto alle variazioni dell’ambiente esterno e usufruire di maggiori dati nella formulazioni di un processo di ottimizzazione dell’involucro stesso.

In quest’ottica si possono leggere i risultati relativi all’intervallo dell’edificio non abitato, i quali mostrano un miglioramento complessivo del comfort termico, in assenza delle perturbazioni legate al normale utilizzo dell’edificio. Questo vale soprattutto per il locale di soggiorno, mentre la zona notte studiata, come si vedrà in seguito, è affetta da alcune problematiche che continuano ad influire negativamente sul benessere del locale anche nel lungo periodo di non permanenza dei suoi abitanti.

(20)

224

parte quarta La norma UNI EN ISO 7730:2006 definisce tra categorie di requisiti di benessere, alle quali corrispondono intervalli di parametri più stretti per la categoria A (elevata qualità termica coincidente con la minor percentuale di insoddisfatti prevista); intervalli più ampi nel caso di qualità termica media, la categoria B; o ancora più ampi per la categoria C (bassa qualità).

L’ambiente considerato, (locale di soggiorno al piano terra con superficie trasparente esposta ad sud-est), mostra le condizioni di maggior benessere con una media di 26,5°C di temperatura e del 45% di umidità relativa. E’ stato registrato un solo intervallo, (il pomeriggio del 3 agosto dalle 12:00 alle 18:00), appartenente ad una condizioni di disagio al di fuori della categoria C, con valori di PMV=0,78 e PPD= 17,91.

La classificazione elaborata per il locale di soggiorno, racchiude al suo interno le considerazioni sui risultati del calcolo degli indici di disagio locale che risulta assente: la rispondenza ad una classe di benessere termico deve infatti essere contemporaneamente verificata da tutti gli indici calcolati.

L’analisi del benessere termico dei due ambienti è legata ad un’attività della persona di tipo sedentaria: l’analisi del soggiorno è riferita ad una persona seduta in fase di relax. La zona notte monitorata è stata articolata in due sezioni, una relativa alla posizione studio della persona e una relativa alla posizione dormiente. Questa distinzione tra il periodo diurno e notturno, (non richiesta dalla normative UNI EN ISO 7730 e 7726), permette di avere una visione più completa di quali siano le condizioni di benessere termico durante tutto l’arco della giornata.

4.3.3 Il disagio termico locale

Nella prima parte dello sviluppo dei dati utili alla determinazione del comfort o del discomfort negli ambienti confinati, sono stati analizzati gli indici globali PMV, (voto medio previsto) e PPD (percentuale prevista di insoddisfatti), che esprimono in definitiva il disagio da calore o da freddo del corpo nel suo complesso. La determinazione analitica del benessere termico, secondo la normativa UNI EN ISO 7730, deve essere completata dall’analisi dei fenomeni legati al disagio locale, creato più frequentemente dalle seguenti condizioni:

- 1) Corrente d’aria (DR)

il disagio sarà determinato calcolando la percentuale di insoddisfatti da corrente d’aria.

(21)

225

parte quarta

Per

Per DR> 100% si utilizza DR= 100%

dove è la temperatura locale dell’aria, espressa in °C compresa tra 20°C e 26°C

è la velocità media locale dell’aria, espressa in m/s, <0,5 m/s

è l’intensità locale di turbolenza, in percentuale, compresa tr 10% e il 60%

Il piccolo softaware di calcolo in linguaggio Basic è stato implementato con la suddetta formula.

- 2) Differenza verticale della temperatura dell’aria (DVERta)

tale disagio è riferito alla differenza di temperatura presente tra le caviglie e la testa.

Il disagio sarà determinato calcolando la percentuale di insoddisfatti causato da questo delta t.

Il piccolo software di calcolo in linguaggio Basic è stato implementato con la suddetta formula

- 3) Pavimenti caldi - freddi (Tpav)

il disagio sarà determinato calcolando la percentuale di insoddisfatti da pavimenti troppo caldi o troppo freddi.

Il piccolo software di calcolo in linguaggio Basic è stato implementato con la suddetta formula

- 4) Asimmetria radiante (AR)

Questo tipo di disagio merita un paragrafo specifico sulla sua determinazione (descritto più avanti) visto il livello di difficoltà del calcolo per procedimenti alquanto laboriosi.

Eq.n°43

Eq.n°44

Eq.n°45

(22)

226

parte quarta Nel nostro caso specifico determineremo l’AR data da “Parete Calda” e da “Soffitto Caldo”

in quanto il monitoraggio è eseguito nella stagione estiva.

Il disagio sarà dunque determinato calcolando la percentuale di insoddisfatti da parete calda

e da soffitto caldo

dove

= Asimmetria della temperatura radiante °C

Tale disagio è calcolato con l’utilizzo di Excel.

4.3.4 L’asimmetria radiante

Se gli scambi di calore tra il corpo umano e l’ambiente si verificano maggiormente su un lato del corpo piuttosto che su un altro lato si ha l’insorgere della cosiddetta asimmetria radiante che contribuisce a creare disagio termico locale. Considerando di sostare all’interno di un locale geometricamente regolare, composto da sei superfici piane opposte e parellele (come nel caso del soggiorno in esame), saremo soggetti al fenomeno di asimmetria radiante data da soffitto e pavimento caldo/freddo lungo la direzione verticale e da pareti opposte calde/fredde lungo la direzione orizzontale. Nel caso oggetto di studio non avendo particolari condizioni per considerare la direzione lungo l’asse verticale (per l’assenza di riscaldamento a pavimento/soffitto o la presenza di solai controterra particolarmente freddi), si può ipotizzare che la condizione di maggior disagio risieda in corrispondenza di una direzione orizzontale.

Secondo la distribuzione degli ambienti interni, il soggiorno è così composto:

- una parete nord (totalmente opaca), confinante con l’esterno

Eq.n°46

Eq.n°47

(23)

227

parte quarta

- una parete est, dotata di estesa superficie vetrata per la presenza di tre porte-finestre, confinante con l’esterno

- una parete sud (opaca), con passaggio di accesso al vano d’ingresso, quindi confinante con un ambiente riscaldato

- una parte ovest (opaca), con passaggio di accesso al vano cucina, quindi confinante con un ambiente riscaldato

Tra le due direzioni orizzontali, nord-sud ed est-ovest, consideriamo la situazione termicamente più disagiata, ossia quella che si verifica lungo l’asse est-ovest dove si contrappone un’estesa superficie vetrata ad una superficie opaca interna. Per esaminare questo caso dividiamo l’ambiente in due zone, est e ovest (Fig.29.5.9).

Per calcolare il valore del disagio provocato da questo fenomeno, le formule indicate nella normativa UNI EN 7726 introducono il concetto del DTpr, ossia la differenza di temperatura piana radiante tra superfici opposte e parallele. La relazione che esprime la temperatura piana radiante si esprime con:

Dove T⁴1..N , espresse in gradi Kelvin, sono le temperature delle superfici con le quali la persona scambia calore per radiazione ed Fp-1..N i relativi fattori di vista. Tale relazione è valida nell’ipotesi che tutte le superfici che costituiscono l’ambiente siano dei corpi neri visto e considerato che la maggior parte dei materiali utilizzati in edilizia presenta valori di emissività prossimi all’unità⁹⁶.

I fattori di vista sono calcolati secondo le indicazioni della normativa UNI EN ISO 7726, vale a dire secondo la combinazione della larghezza a, dell’altezza b e della distanza c tra la superficie considerata (superficie efficace) e il soggetto del quale si prende in considerazione l’area della più piccola superficie convessa che racchiude il corpo (detta area proiettata); l’area proiettata coincide col baricentro del corpo sul quale si suppone di posizionare una terna cartesiana formata dagli assi a,b, e c. (fig. 29.5 6 e 29.5 7).

Calcolata la Tpr della zona est e la Tpr della zona ovest, saremo in grado di determinare il delta di temperatura tra le due zone, ossia lungo la direzione prescelta per la quale si suppone ci sia il

96 2007, SASSO U., “Il nuovo manuale europeo di bioarchitettura”, Mancosu Editore, Roma

Eq.n°48

(24)

228

parte quarta maggior disagio. Con queste considerazioni immaginiamo di esaminare il disagio dovuto ad asimmetria radiante di una persona che sosta in soggiorno, seduta sul divano (in posizione centrale rispetto al locale per poter usufruire delle geometrie e delle formule della normativa, che vedono l’area proiettata collocata in corrispondenza dello spigolo della superfcie efficace) e rivolta verso la parete nord; il suo baricentro ha un’altezza di 0,60 m: poiché l’altezza interna del locale è di 2,70m si avrà c1=0,60 (distanza baricentro-pavimento) e c2= 2,10m (distanza baricentro-soffitto). Con questa configurazione siamo in grado di esaminare il disagio provocato sul soggetto dalle differenze di temperatura percepite al fianco destro e al fianco sinistro. Sono state dunque esplicitate le condizioni di partenza per il calcolo dei fattori di vista.

29.5 6 Caso di ortogonalità 29.5 7 Caso del parallelismo

29.5 8 Calcolo dei fattori di vista

(25)

229

parte quarta

4.3.5 Calcolo dei fattori di vista relativi al locale di soggiorno

Per poter calcolare di volta in volta i fattori di vista necessari alla valutazione del DTpr, la normativa descrive due formule: una da utilizzare nel caso in cui la superficie efficace è perpendicolare all’area proiettata (fig.29.5.6) e una da utilizzare nel caso in cui la superficie efficace è parallela all’area proiettata (fig. 29.5 7).

29.5 9 Casa Mancosu: locale di Soggiorno zona est zona ovest

1)Analizziamo il fattore di vista relativo al soffitto In questo caso specifico l’area proiettata risulta perpendicolare alla superficie del soffitto (Fig.3). Secondo le indicazioni della normativa UNI EN ISO 7726:

X= (a/b) Y= (c/b)

Per cui, dalle quote dell’ambiente in analisi (fig.29.5.9) ricaviamo:

a1=a2=2,30m (distanza uomo-parete ovest/est) b=3,20m (distanza uomo- parete nord/sud) c2= 2,10m (distanza baricentro-soffitto)

X=2,30/3,20= 0,718 Y= 2,10/3,20= 0,656

Applicazione della formula,

Risulta:

(26)

230

parte quarta 29.5 10 Fattori di vista Soffitto: caso di ortogonalità

Fd1-2 = F soffitto- NO = F soffitto-parte NE = F soffitto-parte SO = F

soffitto-parte SE = 0,143

F soff parte NO e F soff parte SO risultano uguali (per questo nella formula è presente un fattore 2); mentre nel calcolo successivo vedremo che sarà necessario applicare due volte la formula perché una dimensione (l’altezza, in quel caso b) è da considerarsi sia per 0,60m (distanza baricentro-pavimento), che per 2,10m (distanza baricentro-soffitto).

2)Analizziamo il fattore di vista relativo alla parete Nord (e dunque parte nord-ovest e parte nord-est)

In questo caso l’area proiettata risulta perpendicolare alla superficie della parete nord (fig.29.5 6). Secondo le indicazioni della normativa UNI EN ISO 7726:

X= (a/b) Y= (c/b)

a1=a2= 2,30m (distanza uomo-parete ovest/est) b2= 2,10m (distanza baricentro-soffitto) b1=0,60m (distanza baricentro -pavimento) c2=3,20m (distanza uomo-parete nord) X=3,834

Y=5,34 (caso con b1)

Poiché l’area proiettata è perpendicolare alla parete nord consideriamo ancora una volta la formula che considera l’ortogonalità tra superfici.

Risulta:

(27)

231

parte quarta

29.5 11 Fattori di vista Parete: caso di ortogonalità

Fd1-2 (caso con b1)= 0,0099 X=1,095

Y=1,523 (caso con b2) Risulta:

Fd1-2 (caso con b2)= 0,02917

Fd1-2 parete Nord zona ovest (b1+b2)= 0,03907

3)Analizziamo il fattore di vista relativo al pavimento In questo caso l’area proiettata risulta perpendicolare alla superficie del pavimento (fig.29.5 6).

Analogamente a quanto descritto nel calcolo del fattore di vista relativo al soffitto, i valori di a e b saranno i medesimi mentre il valore di c questa volta sarà quello relativo alla distanza baricentro-pavimento.

Secondo le indicazioni della normativa UNI EN ISO 7726:

X= (a/b) Y= (c/b)

a1=a2= 2,30m (distanza uomo-parete ovest/est) b= 3,20m (distanza uomo- parete nord/sud) c=0,60m (distanza baricentro-pavimento) X=0,718

Y=0,187

Essendo ancora in caso di ortogonalità applichiamo la formula:

(28)

232

parte quarta 29.5 12 Fattori di vista Pavimento: caso di ortogonalità

Risulta:

Fd1-2 = F pavimentoNO =F pavimento NE= F pavimento SE = FpavimentoSO

= 0,183

4)Analizziamo il fattore di vista relativo alla parete ovest La parete ovest deve essere considerata in due diverse modalità per la presenza del passaggio nel locale cucina. Consideriamo dunque la parete nella sua metà

“intera” e nella sua metà “forata”. In questa rappresentazione l’area proiettata è parallela alla superficie efficace, ovvero alla parete ovest (fig.29.5 7): la formula da utilizzare è quella relativa al parallelismo tra le superfici considerate.

Caso Parete ovest “intera”

X= (a/c) Y= (b/c)

Per cui, dalle quote dell’ambiente in analisi (fig.29.5 9) ricaviamo:

a=3,20m (distanza uomo-parete nord) c= 2,30m (distanza uomo-parete ovest) b1=0,60 (distanza baricentro-pavimento) X=3,20/2,30= 1,391

Y= 0,60/2,30= 0,2608 Applicazione della formula:

(29)

233

parte quarta

29.5 13 Fattori di vista Parete: caso di parallismo

29.5 14 Fattori di vista Parete: caso di parallelismo

Risulta:

Fd1-2= 0,05699 (caso con b1)

(Caso con b2)

Caso Parete ovest “intera”

X= (a/c) Y= (b/c)

a1 =3,20m (distanza uomo-parete nord) b2=2,10m (distanza baricentro- soffitto) c2=2,30m (distanza uomo-parete ovest)

X=1,391 Y= 0.913

Applicazione della formula,

Risulta:

Fd1-2= 0,149 (caso con b2) Fd1-2 Metà parete ovest “intera”=

=0,05699 +0,149 = 0,206

(30)

234

parte quarta 29.5 15 Fattori di vista Parete: caso di parallelismo

29.5 16 Fattori di vista Parete: pieni e vuoti

Per il calcolo della parete ovest “forata” ci serviamo di qualche interpretazione geometrica, sottraendo l’area che costituisce l’apertura.

Considerando le due sottozone B1 e B2, analizziamo dapprima ciò che avviene in b2(distanza baricentro-pavimento). Consideriamo la zona “bassa B1”

e calcoliamo ora il Fattore di Vista relativo alla superficie tra metà parete, coincidente con la posizione della persona e porta compresa. Resta invariata la dimensione c (distanza uomo-parete ovest).

X= (a/c) Y= (b/c)

a1=3,00m (distanza uomo- porta compresa) b1=0,60m (distanza baricentro- pavimento) c= 2,30m (distanza uomo-parete ovest) X= 1,304

Y= 0,260

Applicazione della formula:

Fd1-2 Parete ovest “forata” (1°sottogruppo basso)= 0,05609

(31)

235

parte quarta

Considerando ancora la parte bassa B1, calcoliamo ora il Fattore di Vista relativo all’area compresa tra metà parete (coincidente con la posizione della persona) e porta esclusa. Resta invariata la dimensione c (distanza uomo-parete ovest).

X= (a/c) Y= (b/c)

a=2,10m (distanza uomo-porta esclusa) b1=0,60m (distanza baricentro- pavimento) c= 2,30m (distanza uomo-parete ovest) X= 0,913

Y= 0,260

Fd1-2 Parete ovest “forata” (2°sottogruppo alto)= 0,0495 Fd1-2 Tot Parete ovest “forata” (B1)=

(0,05609+0,0495)2= 0,2112

(32)

236

5)Analizziamo il fattore di vista relativo alla parete est

La valutazione dei fattori di vista della parete est è più laboriosa rispetto alla parete ovest per la presenza di tre infissi. La simmetria ci consente di studiarne i fattori di vista su metà parete.

Studiamo prima il fattore di vista della parete est come se questa fosse una parete piena senza aperture.

X= (a/c) Y= (b/c)

Per cui, dalle quote dell’ambiente in analisi (fig.29.5) ricaviamo:

a=3,20m (distanza uomo-parete sud/nord) c=2,30m (distanza uomo- parete est) b1= 0,60m (distanza baricentro-pavimento) X= 1,3913

Y= 0,2608

Questi valori sono uguali ai valori per il calcolo della parete ovest “intera”; riportiamo dunque i risultati precedenti:

Fd1-2 = 0,05699 (caso con b1) Fd1-2= 0,149 (caso con b2)

Fd1-2 Metà parete est “intera”= 0,05699 +0,149 = 0,206 Scomponiamo ora la parete in sottogruppi.

Prendiamo come riferimento la metà di sinistra. Come nel caso precedente dividiamo ulteriormente il problema in una zona alta (B2) e in una zona bassa (B1).

(33)

237

parte quarta

29.5 21 Fattori di vista Parete: pieni e vuoti

Iniziamo dalla zona “bassa B1” e calcoliamo dunque il Fattore di Vista relativo all’area compresa tra metà parete (coincidente con la posizione della persona) e il primo infisso, (sul lato sinistro) incluso.

econdo le indicazioni della normativa UNI EN ISO 7726:

X= (a/c) Y= (b/c)

a=2,70m (distanza uomo-primo infisso incluso) b1=0,60m (distanza baricentro- pavimento) c= 2,30m (distanza uomo-parete ovest/est) X= 1,173

Y= 0,2608

Fd1-2 Parete est “forata” (1°sottogruppo basso)= 0,0544 Considerando ancora la zona “bassa B1”

calcoliamo ora il Fattore di Vista relativo all’area compresa tra metà parete (coincidente con la posizione della persona) e il primo infisso escluso.

X= (a/c) Y= (b/c)

(34)

238

parte quarta

Per cui, dalle quote dell’ambiente in analisi (Fig.A1) ricaviamo:

a=1,60m (distanza uomo-primo infisso escluso) b1=0,60m (distanza baricentro- pavimento) c= 2,30m (distanza uomo-parete ovest/est) X= 0,6956

Y= 0,2608

Fd1-2 Parete est “forata” (2°sottogruppo basso)= 0,0429 Considerando ancora la zona “bassa B1”, calcoliamo ora il Fattore di Vista relativo all’area compresa tra metà parete (coincidente con la posizione della persona) e metà infisso centrale incluso.

X= (a/c) Y= (b/c)

a=0,60m (distanza uomo-infisso centrale incluso) b1=0,60m (distanza baricentro- pavimento) c= 2,30m (distanza uomo-parete ovest/est) X= 0,2608

Y= 0,2608

(35)

239

parte quarta

Fd1-2 Parete est “forata” (3°sottogruppo basso)= 0,0198

Fd1-2 Tot Parete est “forata” (B1)=

0,0544+0,0429+0,0198= 0,1171

Consideriamo ora la zona “alta B2” e calcoliamo il Fattore di Vista relativo all’area compresa tra metà parete (coincidente con la posizione della persona) e il primo infisso, (sul lato sinistro) incluso.

X= (a/c) Y= (b/c)

a=2,70m (distanza uomo-primo infisso incluso) b2=1,50m (distanza baricentro- infisso)

c= 2,30m (distanza uomo-parete ovest/est) X= 1,173

Y= 0,6521

(36)

240

Fd1-2 Parete est “forata” (1°sottogruppo alto)= 0,1160

Analizzando ancora la zona “alta B2”, calcoliamo ora il Fattore di Vista relativo all’area compresa tra metà parete (coincidente con la posizione della persona) e il primo infisso escluso.

X= (a/c) Y= (b/c)

a=1,60m (distanza uomo-primo infisso escluso) b2=1,50m (distanza baricentro- infisso)

b= 2,30m (distanza uomo-parete ovest/est) X= 0,6956

Y= 0,6921

(37)

241

parte quarta

Per cui, dalle quote dell’ambiente in analisi (Fig.A1) ricaviamo:

a=0,60m (distanza uomo-primo infisso escluso) b2=1,50m (distanza baricentro- infisso)

c= 2,30m (distanza uomo-parete ovest/est) X= 0,2608

Y= 0,6521

F_{d1-2 Tot}Parete est “forata” (B2)=

0,1160+0,0905+0,0413= 0,2478

Poichè per la superficie est disponiamo di due temperature rilevate, sulla parte opaca e sul vetro, sarà opportuno disporre dei rispettivi fattori di vista, per il calcolo corretto della Tpr. Il fattore di vista relativo alla superficie trasparente si calcolerà con le stesse considerazioni geometriche del calcolo per la superficie opaca: sommeremo dunque le parti

“forate” piuttosto che sottrarle dal calcolo.

(38)

242

parte quarta 29.5 26 Fattori di vista verifica

29.5 27 Fattori di vista Parete: caso di perpendicolarità

Fd1-2 TOT Parete EST “forata”opaca=

Fd1-2 Metà parete est “intera”= 0,05699 +0,149 = 0,206 Fd1-2 1/4 parete est “intera”= 0,103

Fd1-2 Tot Parete est “forata” OPACA (B1)=

0,103-0,0544+0,0429-0,0198= 0,0717 Fd1-2 Tot Parete est “forata” OPACA (B2)=

0,103-0,1160+0,0905-0,0413= 0,0362

Fd1-2 Tot Parete est “forata” OPACA tot =

2(0,0717+0,0362)= 2(0,1079)= 0,2158

Fd1-2 Tot Parete est “forata” TRASPARENTE (B1)=

+0,0544-0,0429+0,0198= 0,0313 Fd1-2 Tot Parete est “forata” TRASPARENTE (B2)=

+0,1160-0,0905+0,0413= 0,0668

Fd1-2 Tot Parete est “forata” TRASPARENTE tot = 2(0,0313+0,0668)= 2(0,0981)= 0,1962

Eseguiamo una verifica per la veridicità di quanto ottenuto.

(A+B) - C=0

I fattori di vista calcolati risultano corretti

A= Parete opaca “forata”

F d1-2= 0,2158

B= Superficie trasparente F d1-2= 0,1962

C= Superficie opaca “intera”

F d1-2= 2(0,206)= 0,412

+

=

0,412

(39)

243

parte quarta

6)Analizziamo il fattore di vista relativo alla parete sud

In questo caso l’area proiettata risulta perpendicolare alla superficie della parete sud (Fig.29.5 6).

Adottando la stessa logica utilizzata in precedenza, dividiamo il problema in più sottogruppi analizzando prima la parte “intera” e successivamente la parte forata.

Per quanto riguarda i valori della parete piena possiamo riprendere i valori ottenuti per la parete nord.

X= (a/b) Y= (c/b)

a= 2,30m (distanza uomo-parete ovest/est) c= 3,20m (distanza uomo- parete nord/sud) b1= 0,60 (distanza baricentro- pavimento) b2=2,10 (distanza baricentro-soffitto)

Fd1-2 (caso con b1)= 0,0099 Fd1-2 (caso con b2)= 0,02917

Fd1-2 parete Sud zona est (b1+b2)= 0,03907

(40)

244

parte quarta Verifica dei fattori di vista

(secondo la normativa UNI EN ISO 7726 la somma dei fattori di vista di un emisfero deve essere pari a 1)

Verifica FdV

soffitto per 4 spigoli 0.287478

P Nord 0.078295

Pavimento per 4 spigoli 0.73262

P Ovest 0.412164368

P est opaca 0.218053716

p est trasparente 0.194110652

P Sud 0.078295

2.001016736

sommatoria di entrambi gli emisferi

Ovest Est

soffitto 2 spigoli 0.14 0.14 soffitto 2 spigoli

Pnord metà 0.04 0.04 Pnord metà

Pavimento 2 spigoli 0.37 0.37 Pavimento 2 spigoli

Povest 0.41 0.22 P est opaca

Psud metà 0.04 0.19 P est trasparente

0.04 Psud metà 1.000508368 1.000508

Sommatoria emisfero Ovest Sommatoria emisfero Est

Povest=P est trasp+P est op = 0.41 Sommatoria 2 emisferi = 2.001017

P nord= P sud

verifica P ovest=P est

Emisfero est+Emisfero ovest=2

29.5 28 Fattori di vista: verifiche

(41)

245

parte quarta

Impostazione Calcolo del Tpr del DTpr

Tpr^4 ovest= (F soffitto NO *Ts^4)+( F pavimento NO * Tp^4)+( F parete NO*Tp^4)+( F parete SO* Tpso^4)+

+ ( F parete ovest* Tpo^4

) D

Tpr^4

est= (F soffitto NE *Ts^4

)+( F pavimento NE * Tp^4

)+( F parete NE*Tp^4

)+( F parete SE* T1pso^4

)+

+( F parete SE* T2pso^4

)+ ( F parete trasparente est* T1po^4

)+ ( F parete opaca est* T2po^4

)

4.3.6 Calcolo dei fattori di vista relativi alla zona notte monitorata: asse verticale

La stanza da letto, al primo piano dell’abitazione in esame, comporterà qualche passaggio di calcolo maggiore rispetto all’analisi del soggiorno nel quale il soffitto è piano: le superfici inclinate, derivanti dalla presenza della copertura a due falde, impongono la scomposizione dei piani in più settori. Come svolto precedentemente, per semplificazione di calcolo, dividiamo l’ambiente in due emisferi, in questo caso in un emisfero “alto” e in un esmifero “basso”: l’area proiettata (la più piccola superficie convessa che racchiude il corpo), in questo caso sarà parallela alla superficie del pavimento(fig.29.5 7); il motivo di tale scelta risiede nell’elemento più “debole” dello spazio oggetto di studio, ovvero la copertura. Ricordiamo che il monitoraggio dell’edifico è stato svolto in periodo estivo: la norma UNI EN ISO 7730/2006 ci illustra, (al paragrafo 6.5), l’andamento della percentuale di insoddisfatti al variare del valore di asimmetria radiante e nella rappresentazione appare chiaro come il disagio dovuto alla presenza di un “soffitto caldo” sia portatore di maggior disagio locale rispetto ad una parete calda. Per tale motivo trascuriamo l’area proiettata sul piano verticale, (dove la direzione prescelta era quella sull’asse x – dalla superficie trasparente “calda” alla superficie opaca interna), per adottare l’area proiettata sul piano orizzontale nella quale la direzione prescelta è quella sull’asse z (dal pavimento al soffitto).

(42)

246

parte quarta Nella corrente rappresentazione dello spazio da analizzare, l’asse EF (Fig.14), passante per la posizione dell’uomo in attività di studio, divide i due emisferi, all’altezza del baricentro della persona. Come per lo studio del soggiorno l’asse AB divide la superficie in quattro sottozone (la posizione dell’uomo deve risultare sullo spigolo dell’area); la presenza del colmo ci invita a suddividere ulteriormente lo spazio, tramite l’asse CD, in ulteriori sottozone. In definitiva avremo: sei fattori di vista, (secondo lo schema della fig. 29.5 29) da calcolare nell’emisfero

“alto”, (dove si avrà il contributo delle superfici inclinate della copertura e parte delle superfici piane delle pareti) e gli stessi sei FdV da calcolare nell’emisfero “basso”, (relativamente alle restanti superfici piane).

In particolare, per la soluzione dei FdV relativi alle due falde, adotteremo ancora le formule indicate dalla UNI EN ISO 7730/2006, relative al parallelismo o all’ortogonalità dell’area proiettata rispetto alla superficie efficace, ricorrendo a semplici espedienti geometrici che risolveremo graficamente.

29.5 29 Schematizzazione dello spazio della Camera da letto da analizzare

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247

parte quarta

29.5 30 Schematizzazione dello spazio della Camera: analisi del benessere per la posizione “studio” lungo l’asse verticale