CONDIZIONI DI PROGETTO NEGLI IMPIANTI DI CLIMATIZZAZIONE DELL'ARIA

Secondo una definizione largamente adottata si intende per stato di benessere ambientale l'atteggiamento mentale di completa soddisfazione per l'ambiente entro il quale si opera. Il presupposto del benessere ambientale è che un insieme di grandezze fisiche riferite all'ambiente assumano valori opportuni.
Gli impianti di climatizzazione per il benessere hanno proprio lo scopo di controllare opportunamente i valori di alcune di queste grandezze all'interno dell'ambiente costruito: innanzitutto quelle da cui dipende il benessere termico degli individui (temperatura, eventualmente umidità e velocità dell'aria nella zona occupata, ed almeno in alcuni casi la temperatura radiante); poi possono controllare la ventilazione degli ambienti, dalla quale dipende il mantenimento di condizioni di igiene ambientale oltre che la diluizione di odori molesti (in sostanza la "qualità dell'aria").
Dal funzionamento dell'impianto di climatizzazione non dovrà inoltre conseguire una rumorosità ambientale od esterna che possa costituire disturbo.
Valori opportuni di questi parametri costituiscono dunque condizioni di progetto degli impianti di climatizzazione per il benessere. Sui criteri di scelta di questi valori, anche nella prospettiva di voler contemperare le esigenze di benessere ambientale con quelle di una gestione energeticamente efficiente degli impianti, si tratterà in questa relazione.


Calcolo della potenzialità del Freddo e a Caldo

Il calcolo qui descritto é generico, ma indicativo del fabbisogno di "freddo" e "caldo" dell'ambiente che avete deciso di climatizzare. Ricordate che ogni camera ha bisogno del suo "punto generico di emissione del freddo", proprio come fanno i termosifoni per il caldo. Inoltre più potenza frigorifera o calorifera vi necessita in totale (se climatizzate più ambienti), più deve essere alta la potenza elettrica disponibile al contatore, che é generalmente 3KW nelle nostre case.

  • l1 = primo lato della stanza in metri (es. 3.5);
  • l2 = secondo lato della stanza in metri (es. 5.5);
  •  h = altezza media della stanza in metri (es. 2.7);
  •  k = costante.


Potenzialità a Freddo

 frig/h BTU/h W
l1 l2 h =
k  
  =

Potenzialità in Pompa di Calore

 kcal/h BTU/h W
   


Delucidazioni

Come vedete in tabella il termine "k" per il freddo é uguale a 25. Questo é un valore medio teorico, quindi se avete nell'ambiente un solaio o una parete che bolle, oppure una finestra grande o isolata male, o in cucina vi dilettate a preparare sempre manicaretti, con un uso più impegnativo di forno e fornelli, aumentate tale valore di una, due o tre unità, secondo la necessità del caso.
Per il caldo il termine "k" é uguale a 36. Anche questo é un valore medio teorico, quindi se avete nell'ambiente una parete esposta fortemente a tramontana, oppure una finestra grande o isolata male, o siete freddolosi e avete sempre mani e piedi ghiacciati, aumentate anche qui tale valore di una, due o tre unità, secondo la necessità del caso.
Ora Inserite negli spazi vuoti della tabella soprastante, i valori richiesti secondo quanto specificato e procedete con il calcolo, otterrete il risultato nelle varie unità di misura usate nel settore.

IL BENESSERE TERMICO

L'omeotermia è la caratteristica, propria dell'uomo ed in generale delle specie animali a sangue caldo, di mantenere la temperatura interna (del nucleo) ad una valore pressoché costante (a circa 37°C per l'uomo). Presiede a questa funzione l'ipotalamo attraverso meccanismi complessi che agiscono ·sui processi di generazione interna e scambio di flusso esterno di calore, che si compensano nel medio termine.

La generazione interna di calore corrisponde all'energia chimica liberata dall'insieme dei processi (essenzialmente ossidativi) che interessano gli alimenti e le bevande ingerite nonché eventualmente sostanze di riserva, chiamata energia metabolica, diminuita del lavoro meccanico esterno fatto dall'individuo nell'espletamento dell'attività svolta (questo termine può generalmente essere assunto di valore nullo per attività di tipo sedentario). Nel documento allegato sono indicati i valori tipici del metabolismo energetico specifico per differenti attività. Il documento inoltre, a completamento della definizione delle condizioni di benessere termico, descrive le modalità di calcolo della potenza termica globale che l'individuo deve scambiare con l'ambiente, secondo i differenti meccanismi (convezione, radiazione, evaporazione, conduzione).

Inoltre vengono descritte le variabili che concorrono alla determinazione della relazione di bilancio termico stazionario per un individuo in un determinato ambiente. Inoltre dalle sperimentazioni del Fanger, è possibile dedurre un legame di mutua dipendenza tra quattro variabili ambientali (temperatura dell'aria a bulbo secco, temperatura media radiante, umidità e velocità dell'aria nell'ambiente) e le due soggettive (attività svolta ed isolamento del vestiario indossato) in condizioni ottimali di benessere termico in un ambiente uniforme.

Vengono quindi descritti i risultati delle sperimentazioni con la definizione di due parametri il PMV (Predicted Mean Vote) ed il PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied). Gli indici PMV e PPD, calcolati secondo le procedure sviluppate da Fanger, vengono attualmente adottati per la valutazione delle condizioni termoigrometriche ambientali nei riflessi del benessere da numerose norme o raccomandazioni sull'argomento, in particolare dalla norma ISO-7730 (Moderate thermal environments - Determination of the PMV and PPD indices and specification of the conditions for thermal comfort).

LA VENTILAZIONE DEGLI AMBIENTI

Il secondo capitolo del documento si occupa di definire le condizioni relative alla ventilazione degli ambienti. All'interno degli spazi abitati vincolati a realizzare solo condizioni di benessere per gli occupanti la qualità dell'aria deve essere mantenuta a livello accettabile per quanto riguarda il contenuto di sostanze contaminanti. Nel secondo capitolo vengono definiti i principali metodi comunemente impiegati per il controllo della qualità dell'aria all'interno degli spazi climatizzati nei riguardi delle sorgenti interne di contaminazione. Sono inoltre contenute alcune tabelle redatte dall'ASHRAE in relazione alla ventilazione minima per assicurare un livello accettabile della qualità dell'aria all'interno degli spazi confinati.

In linea di principio le portate d 'aria esterna richieste per mantenere per diluizione all'interno degli ambienti condizioni accettabili di igiene e purezza possono essere calcolate fissando opportuni valori di soglia per le concentrazioni ammissibili degli elmenti contaminanti, una volta che si possano individuare quantitativamente le sorgenti interne di contaminazione. In questo contesto si deve naturalmente tenere nel debito conto la necessità di contemperare le esigenze dì accettabile qualità dell'aria con quelle di risparmio energetico nella gestione dell'impianto di climatizzazione.

IL RUMORE AMBIENTALE

Il problema del controllo del rumore negli impianti di climatizzazione viene ripreso nel documento in relazione all'individuazione delle più opportune condizioni progettuali.

Attualmente i criteri utilizzati per caratterizzare in maniera sintetizzata da un solo parametro il rumore ambientale di tipo stazionario sono i tre seguenti:

· livello sonoro ponderato A, espresso in dBA;
· indice NR (Noise Rating), o similari criteri NC (Noise Criterion) e PNC (Preferred Noise Criterion);
· criterio RC (Room Criterion).

Nel documento vengono descritti i differenti criteri e vengono indicati all'interno di una tabella, i valori raccomandati per la rumorosità ambientale in ambienti a diverse destinazioni d'uso, quale utile riferimento da adottare nella progettazione degli impianti di climatizzazione. Infine insieme all'esame dei criteri di accettabilità del rumore generato dagli impianti di climatizzazione negli ambienti serviti, è opportuno aggiungere quello relativo al rumore generato verso l'esterno; spesso infatti apparecchiature componenti di impianti di climatizzazione (ad esempio torri evaporative o refrigeratori d'acqua condensati ad aria installati sulla copertura di un edificio) possono indurre livelli di rumorosità ritenuti non tollerabili in corrispondenza di circostanti edifici o spazi utilizzati da persone.