III - Scheda “MICROCLIMA AMBIENTI MODERATI”

APRILE 2017

microclima

 

Per microclima si intende l’ambiente termico dei luoghi di lavoro, caratterizzato dai seguenti principali parametri fisici: temperatura dell’aria (Ta), temperatura radiante (Tr), umidità relativa (Ur), velocità dell’aria (Va). Accanto a tali parametri vanno considerati il carico di lavoro dovuto all’attività svolta (Met), l’impedenza termica del vestiario (Clo), i movimenti effettuati (energia meccanica).

L’organismo umano, in condizioni ambientali di caldo o di freddo tenta di mantenere il proprio bilancio termico in pareggio, attraverso la dispersione di calore quando fa caldo (ad es., per convezione, irraggiamento o con la sudorazione) ovvero attraverso la produzione di calore quando fa freddo (ad es., attraverso le contrazioni muscolari volontarie ed i brividi).

La potenza termica scambiata (S) dipende dal metabolismo, basale e lavorativo (M), dall’energia meccanica scambiata (W), dagli scambi di calore con l’aria per convezione (C), dagli scambi di calore con le superfici circostanti (pareti, finestre, etc.) per irraggiamento (R) e per conduzione mediante contatto diretto (K), detratto il calore disperso con l’evaporazione cutanea (traspirazione e sudorazione) (E), oltre che per via polmonare attraverso la ventilazione (Cres - Eres). L’equazione degli scambi termici, in riferimento a tali parametri, viene abitualmente rappresentata con la seguente espressione:

+ S = M + W + C + R + K – E

In igiene industriale un ambiente è definito “moderato” quando il sistema di termoregolazione dell’organismo è scarsamente impegnato per il mantenimento della omeotermia. Tali ambienti sono caratterizzati da condizioni fisiche tendenzialmente omogenee, ridotti scambi termici tra organismo ed ambiente, attività fisica limitata, uniformità del vestiario. La valutazione del microclima in ambienti “moderati” è rivolta alla verifica delle condizioni di comfort/discomfort (% di soggetti soddisfatti o insoddisfatti per il clima).

I limiti entro cui si valuta l’ambiente “moderato” sono compresi: tra 10° e 30°C per la Ta, tra 10 e 40°C per la Tr, tra 0 e 1 ms-1 per la Va, con un dispendio energetico non superiore alle 4 Met ed una resistenza termica del vestiario non superiore alle 2 unità clo.

Il discomfort termico (per il fresco o per il caldo, globale o localizzato a mani e piedi) può essere più accentuato quando presenti delle correnti d’aria, pavimenti troppo freddi o troppo caldi, temperature non omogenee fra ambienti contigui, in caso di frequenti cambiamenti di sito: le condizioni di discomfort solitamente causano disagio, non patologie. Quando le condizioni di disagio diventano eccessive, tuttavia, i soggetti più sensibili possono vedere accentuati alcuni disturbi di cui già soffrono (dolori cervicali, sinusite, faringite).

La temperatura operativa viene usata come parametro descrittore della temperatura uniforme di un ambiente virtuale in cui il complesso degli scambi termici che si verificano per convezione ed irraggiamento è pari alla somma degli scambi termici che effettivamente si verificano tra soggetto e ambiente reale, ambiente in cui la temperatura dell’aria coincide con la temperatura radiante media.

Considerando i singoli parametri in grado di assicurare una percentuale contenuta di insoddisfatti, definiamo:

-     Temperatura (operativa) estiva:                        22,5-26,0°C (con 60% di Ur) / 23,5-27,0°C (con 30% di Ur)

-     Temperatura (operativa) invernale:                  20,0-23,5°C (con 60% di Ur) / 20,5-24,0°C (con 30% di Ur)

-     Umidità relativa dell’aria:                                   40-60 % (compare secchezza delle mucose quando <30%)

-     Velocità dell’aria:                                                  <0,15 ms-1 (con Ta di 20°C) / <0,25 ms-1 (con Ta di 26°C)

-     Carico lavoro seduto a riposo:                            1 Met (58 Wm-2)

-     Carico prevalentemente seduto ufficio             1,2 Met (70 Wm-2)

-     Carico in piedi laboratorio (leggero)                 1,6 Met (93 Wm-2)

-     Carico in piedi pulizie (medio)                            2,0 Met (116 Wm-2)

-     Abbigliamento estivo:                                          0,35-0,60 clo (insieme di capi leggeri: 0,5-0,7 clo)

-     Abbigliamento invernale:                                    0,80-1,20 clo (completo invernale 1,1-1,5 clo)

(1 clo = gradiente termico di 0,18°C su un’area di 1 m2, attraversata da un flusso termico di 1 Kcal/h 0,155 m2°C/Watt; corrisponde, in pratica al seguente abbigliamento: pantaloni lana + camicia + golf + biancheria di cotone + calze di lana + scarpe accollate)

Norme di legge

– Il D. Lgs. 81/08 include il Microclima nel Titolo VIII, fra gli “Agenti fisici” da sottoporre a valutazione ma non fornisce indicazioni specifiche su come valutarlo.

La normativa, inoltre, all’art. 63, in combinato con l’Allegato IV comma 1.9, richiama i principi da rispettare in materia di microclima con i punti 1.9.1 (aerazione dei luoghi di lavoro chiusi), 1.9.2 (Temperatura dei locali), 1.9.3 (Umidità).

Norme tecniche per ambienti moderati

– In assenza di norme di legge specifiche si fa riferimento alla norme di buona tecnica ISO, in particolare per gli ambienti moderati alla Norma UNI EN ISO 7730 (1984 à1997 à 2006): 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. Tale norma raccomanda l’uso del PMV (predicted mean vote= voto medio previsto) ai fini della valutazione del comfort termico. Il PMV (indice di Fanger), esprime un valore adimensionale riferito alla sensazione termica prevedibile in un certo ambiente, secondo una scala empirica compresa tra +3 (estremamente caldo, al limite dello stress termico per il caldo) e –3 (estremamente freddo, al limite dello stress termico per il freddo), in cui il valore 0 (zero) rappresenta la condizione ideale di comfort termico (c.d. “benessere termico”= condizione mentale che esprime soddisfazione in relazione all’ambiente termico).

Il benessere termico è definito dall’ASHRAE (American Soc. of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers Inc.) come una “condizione di benessere psico-fisico dell’individuo rispetto all’ambiente in cui vive e opera”: ciò presuppone il mantenimento della condizione di omeotermia con un modesto intervento dei sistemi di termoregolazione.

Negli ambienti moderati la norma UNI EN ISO 7730 indica come “accettabili” i valori metrologici di PMV compresi tra +0,5 e –0,5 cui corrisponde una percentuale di insoddisfatti delle condizioni termiche (PPD = Predicted Percentage of Dissatisfied) inferiore/uguale al 10%, essendo provato scientificamente che non è possibile garantire in un ambiente di lavoro moderato la piena soddisfazione termica per tutti i presenti (100%). I valori di correlazione fra PMV e PPD sono riportati nella tabella seguente, tralasciando volutamente gli estremi che, come detto, sono al confine con lo stress termico.

Valore PMV Valore PPD % correlato

Valutazione prevista per

ambiente termico

+ 2

ca 76% di insoddisfatti

(tutti per il caldo)

CALDO
+ 1

ca 26% di insoddisfatti

(tutti per il caldo)

LEGGERMENTE CALDO
+ 0,5

ca 10% di insoddisfatti

(>9 % per il caldo)

ACCETTABILITA’ TERMICA
0

ca 5% di insoddisfatti

(2,5% per caldo / 2,5% freddo)

PIENA ACCETTABILITA’ TERMICA
– 0,5

ca 10% di insoddisfatti

(>9 % per il freddo)

ACCETTABILITA’ TERMICA
1

ca 26% di insoddisfatti

(tutti per il freddo)

LEGGERMENTE FREDDO
2

ca 76% di insoddisfatti

(tutti per il freddo)

FREDDO

Disagio localizzato - La stessa norma 7730 prevede, ove ritenuto necessario ai fini della determinazione del benessere termico, anche la valutazione degli scambi termici localizzati in specifiche aree superficiali dell’organismo. I principali fattori che possono causare disagio termico localizzato sono:

-          Correnti d’aria (temperatura, velocità e turbolenza dell’aria)

-          Asimmetria radiante (asimmetria della temperatura radiante piana)

-          Gradiente di temperatura (valori di temperatura dell’aria c/o testa e caviglie)

-          Temperatura del pavimento (temperatura di contatto sul pavimento tcp)

In relazione al disagio localizzato, i valori limite e di accettabilità per il discomfort localizzato, con percentuali massime di soggetti disturbati (PD) sono indicati nella tabella sottostante.

Fattori da considerare

Limite massimo

(o intervallo di accettabilità)

PD massima

raccomandata

Correnti d’aria

Va < 0,15 m/sec (20°C)

Va < 0,25 m/sec (26°C)

15%
Gradiente di temperatura (testa/caviglie) Δ ta < 3°C 5%
Temperatura del pavimento 19 < tcp < 29°C 10%
Asimmetria radiante

Δ tr < 10° verticale

Δ tr < 5° orizzontale

5%

Classi di qualità - La norma 7730 prevede inoltre, per la graduazione del comfort termico degli ambienti moderati, tre classi di qualità, denominando “A”, la classe migliore per il comfort, “B” la classe intermedia, in cui gli insoddisfatti sono ancora una limitata minoranza e “C”, la meno favorevole per il comfort.

Nella tabella seguente vengono rappresentati i valori massimi ammissibili delle percentuali di disturbati o insoddisfatti in relazione sia agli indici di comfort globale che di discomfort localizzato negli ambienti analizzati. Va notato che tali valori sono puramente indicativi, in quanto è elevata l’incertezza con la quale si determinano alcuni indici, soprattutto per il disagio localizzato.

Classe di

comfort

Comfort globale Disagio termico localizzato
PMV PPD % Insoddisfatti per correnti d’aria % Insoddisfatti gradiente verticale % Insoddisfatti temperatura pavimento % Insoddisfatti per asimme-tria radiante
A -0,2 ÷ +0,2 < 6% < 15% < 3% < 10% < 5%
B -0,5 ÷ +0,5 < 10% < 20% < 5% < 10% < 5%
C -0,7 ÷ +0,7 < 15% < 25% < 10% < 15% < 10%

Come trarre le conclusioni sul microclima– I rilievi interni (indoor) vanno sempre rapportati alle condizioni climatiche esterne (outdoor). Per prima cosa, poi, va commentata la situazione delle temperature (dell’aria e radiante) e dei relativi indici di comfort (PMV/PPD).

Quindi va rilevato se e dove sono stati riscontrati i valori di umidità relativa al di fuori della piena accettabilità (40-60%). E’ frequente il riscontro di aria secca da riscaldamento in inverno.

Infine vanno evidenziate le eventuali postazioni lavorative in cui sono state riscontrate delle correnti d’aria potenzialmente fastidiose (Va > 0,15 m/sec), specie con raffrescamento (particolarmente in estate).

Nelle conclusioni vanno indicate le possibili azioni di miglioramento suggerite ed inoltre se e come continuare a monitorare il microclima in ambienti di ufficio, soprattutto open space.