equilibrio termico
Studio del confort ambientale
con tecniche per riscaldare, illuminare, arredare e restaurare.
Equilibrio termico
Gli esseri umani hanno un sistema di controllo
termico che permette un adattamento a condizioni ambientali molto variabili.
Tenendo presente che il nostro organismo è in grado di misurare il flusso termico in ingresso e
quello in uscita e di attivare delle regolazioni affinché la temperatura
corporea rimanga sempre mediamente attorno ai 37 °C. La temperatura cutanea
può invece variare molto di più al mutare delle condizioni ambientali. La
pelle funziona infatti come scambiatore di calore con l’esterno. Si hanno
quindi differenze fra la temperatura corporea interna (praticamente costante)
e quella cutanea variabile in funzione della temperatura ambientale e della
posizione corporea.
In ambienti caldi o per attività intense il meccanismo di regolazione adottato
è in primo luogo la dilatazione dei vasi sanguigni dell’epidermide con
conseguente aumento del flusso di calore verso la pelle e aumento del calore
superficiale. Nel caso la vasodilatazione fosse insufficiente si attiva la
produzione di sudore che evaporando causa una ulteriore dissipazione di
calore.
In ambienti freddi inversamente l’organismo economizza il calore riducendo
l’afflusso di sangue verso la cute attraverso la vasocostrizione e quindi
riducendo il calore disperso per convezione e irraggiamento. Nel caso la
vasocostrizione risultasse insufficiente sopraggiungono i brividi che
incrementano il metabolismo muscolare e quindi la produzione di calore. Oltre
un dato limite queste regolazioni automatiche del nostro organismo non sono
più sufficienti ed allora si hanno sensazioni di malessere di troppo caldo o
troppo freddo. Andando oltre possono sopraggiungere gravi disturbi fino alla
morte (mediamente sotto i 35 °C e sopra i 40 °C di temperatura corporea
profonda). Per avere l’equilibrio termico la somma delle quantità espresse in
termini di flusso termico deve essere nulla:
Si ha quindi l’equazione del bilancio termico del corpo umano in condizioni
stazionarie:
M - E ± R ± C = 0
con: C = scambi di calore per convezione e conduzione;
R = scambi di calore per irraggiamento;
M = calore prodotto dal corpo per effetto del metabolismo corporeo;
E = calore disperso per la traspirazione della pelle, l’evaporazione
dell’umidità e del sudore sulla pelle e per effetto della respirazione.
In particolare nel caso di un soggetto intento in attività sedentarie
all’interno di un locale climatizzato, nel periodo invernale, si hanno le
seguenti dispersioni di calore:
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Irraggiamento: 40 %;
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Convezione: 25-30 %;
-
Evaporazione: 20-25 %;
-
Conduzione: trascurabile
I parametri principali che influenzano il benessere termico sono quindi:
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