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Comfort termico
Gli indici di valutazione


Paolo LENZUNI*

Caldo o freddo, creare condizioni di comfort quando possibile, tutelare la salute sempre


E' opinione diffusa che gli ambienti termici possano essere suddivisi, ai fini della loro valutazione in rapporto ai soggetti che li occupano, in due macro classi identificate come "ambienti termici moderati" e "ambienti termici severi". In questo schema, un ambiente termico viene analizzato secondo la procedura di valutazione del comfort, ovvero dello stress termico, a seconda che esso possieda caratteristiche termiche vicine o distanti da quelle di benessere. Questo tipo di classificazione "a posteriori", benché tecnicamente corretta in quanto utilizza indici che risultano comunque coerenti con la condizione fisiologica del soggetto esposto, è strategicamente sbagliata. Infatti, ignorando i vincoli dettati dalle attività svolte nell'ambiente e gli eventuali vincoli macroclimatici presenti in ambienti outdoor, prescinde dall'obiettivo (tutela della salute ovvero comfort) che deve essere perseguito nell'ambiente in esame. Di conseguenza è possibile che un ambiente termico venga valutato con criteri incoerenti con tale obiettivo, e pertanto inadeguati sia nella fase di valutazione che in quella successiva di bonifica.
É dunque importante chiarire in quali contesti ha realmente senso parlare di comfort termico. Definiamo ambienti termici "vincolati" tutti i luoghi (di lavoro) nei quali esistono specifiche esigenze produttive o elementi naturali (ambienti outdoor) che, vincolando uno o più dei parametri microclimatici (principalmente la temperatura, ma talvolta anche umidità, temperatura radiante e abbigliamento), impediscono di fatto che l'obiettivo del comfort sia realisticamente perseguibile. In modo complementare, definiamo "moderabili" tutti quegli ambienti nei quali tali specifiche esigenze produttive, o vincoli naturali, non sussistono, e nei quali l'obiettivo da perseguire è il comfort.
All'interno di questa seconda classe, gli ambienti "moderati" sono quelli nei quali avvengono deviazioni appunto moderate dalla condizione di massimo comfort. É a questi ambienti, e solo a questi, che si applica il metodo basato sugli indici PMV e PPD descritto nello standard tecnico UNI EN ISO 7730. É lo standard stesso, a chiarire come esso «sia applicabile a uomini e donne in buona salute esposti ad ambienti indoor dove il comfort termico sia desiderabile, limitatamente a situazioni nelle quali esistono moderate deviazioni da condizioni di comfort termico». Cosa si debba intendere per moderate deviazioni viene specificato nello stesso documento al capitolo 4.1 nel quale si afferma che l'indice PMV «deve essere usato soltanto per valori di PMV compresi fra -2 e +2, e quando i sei parametri (quelli che intervengono nella sua determinazione

ossia metabolismo, resistenza termica dell'abbigliamento, temperatura dell'aria, temperatura media radiante, velocità dell'aria, pressione parziale del vapore acqueo) sono all'interno di opportuni intervalli» che vengono definiti nei successivi capoversi dello standard. Stabilito l'ambito all'interno del quale lo standard UNI EN ISO 7730 risulta applicabile, è evidente che esiste un dominio esterno a esso costituito dagli ambienti moderabili ma non moderati, e cioè da ambienti che per problemi connessi a cattiva progettazione e/o malaccorta gestione, presentano forti deviazioni da condizioni di comfort senza che vi siano particolari vincoli che pregiudicano il raggiungimento del comfort stesso. Tali ambienti sono detti per semplicità "impegnativi", dove con questo termine si è inteso sottolineare che si tratta di ambienti che richiedono un certo "impegno" da parte del sistema termoregolatore, senza indurre (tranne che in casi eccezionali) condizioni di stress. É importante sottolineare come ambienti moderabili, anche se impegnativi, non devono mai essere valutati mediante indici di stress, sia perché questi ultimi sono stati sviluppati primariamente per individui professionalmente esposti e dotati di DPI, tutele mediche, formazione, informazione etc., sia perché il giudizio di assenza di stress (esposizione ammessa superiore a 480 minuti) sarebbe, nella sua accezione positiva, totalmente fuorviante in un ambiente che, invece, deve poter essere ricondotto a condizioni di comfort.

Valutazione di ambienti termici caldi
Fermo restando che all'interno dell'area degli ambienti moderati nella quale risulta applicabile l'indice PMV non è messo in discussione, rimane da capire come muoversi all'esterno di tale area. Esistono almeno tre indici semplificati per ambienti caldi che hanno larga applicazione su scala internazionale, ovvero Humidex, Indice di calore (Heat Index o HI) e Summer Simmer Index (SSI). Tutti e tre sono facilmente calcolabili on-line sono stati sviluppati in nord-America per esposizioni outdoor di soggetti senza particolari tutele, e si basano su due sole quantità (contro le sei del PMV), ovvero temperatura e umidità relativa. Quest'ultimo elemento chiarisce come si tratti di indici assai meno sofisticati del PMV. Tuttavia va notato che, almeno in ambienti caldo-umidi, essi contengono sicuramente l'informazione essenziale da un punto di vista fisico. La Figura 1 mostra il confronto fra numerose curve limite, relative sia a questi tre indici, sia al PMV, sia ad indici appropriati alla valutazione di ambienti severi caldi, quali PHS (UNI EN ISO 7933) e WBGT (UNI EN 27243).

Il grafico è relativo a condizioni tipiche di ambienti moderabili nella stagione estiva, ossia impegno metabolico non troppo elevato (M =1,6 met), vestiario leggero (Icl = 0,6 clo), velocità dell'aria trascurabile e assenza di radiazione solare diretta. L'elemento più interessante che emerge dalla Figura 1 è il fatto che, a livello di condizioni caldo-umide estreme, esiste un eccellente accordo fra le curve limite dei tre indici semplificati (in rosso, arancio e marrone) e quella dell'indice analitico PHS (in blu), accordo che è del tutto assente per il PMV, la cui curva limite (in marrone) è molto più ripida, a causa di una insufficiente sensibilità all'effetto dell'umidità. Ciò rappresenta un elemento a supporto dell'applicabilità degli indici semplificati anche in regimi meno estremi, come quelli intorno alle curve in giallo, verde chiaro e verde scuro, che rappresentano la soglia di passaggio a condizioni di forte discomfort.
Si nota, inoltre, come le curve limite relative ai tre indici semplificati siano fra loro largamente sovrapponibili. É importante puntualizzare che l'uso degli indici semplificati Humidex, HI e SSI fornisce indicazioni affidabili soltanto se avviene nel loro giusto contesto, ovvero in ambienti caldo-umidi senza esposizione diretta al sole, con velocità dell'aria modesta, e impegno metabolico parimenti modesto. Il vincolo imposto dal rispetto di questi criteri è comunque debole, in quanto tali condizioni rappresentano la regola in ambienti moderabili, che sono per definizione indoor e nei quali assai raramente si svolgono compiti che richiedono un impegno strenuo.
É dunque possibile concludere che limitatamente agli ambienti caldi nei quali l'uso del PMV viene sconsigliato dallo standard UNI EN ISO 7730 (nella Figura 1 l'area esterna a quella delimitata dalle curve in turchese), l'informazione che proviene da questi indici semplificati consente una valutazione del rischio che è allo stesso tempo più veloce e spesso non meno affidabile di quella basata sul PMV.
Valutazione di ambienti termici freddi
La Figura 2 mostra un analogo quadro per ambienti freddi, in questo caso relativo a condizioni tipiche di ambienti moderabili nella stagione invernale, ossia vestiario di media pesantezza (Icl =1 clo), velocità dell'aria trascurabile e assenza di radiazione solare diretta.
In tali ambienti è facile individuare nella temperatura dell'aria e nel metabolismo le due quantità chiave. L'elemento più interessante che emerge dalla Figura 2 è il fatto che la curva PMV=-2 (in blu) si trova, a parità di metabolismo, posizionata a temperature considerevolmente inferiori alla curva IREQmin = 1 clo (in rosso), ovvero la curva che, per un abbigliamento di 1 clo, definisce il limite degli ambienti stressanti, e indica la necessità di ridurre l'impegno lavorativo ad una durata inferiore alle 8 ore. Di conseguenza alcuni ambienti si trovano a venire classificati come "a medio discomfort" e allo stesso tempo come "termicamente stressanti", facendo emergere un punto di criticità per il momento non risolto. Inoltre si nota come la curva PMV = -2 si trovi quasi sempre al di fuori della zona delimitata dalle curve in turchese, che definisce l'area di applicabilità del PMV stesso. Nell'area in cui l'uso del PMV viene sconsigliato dallo standard UNI EN ISO 7730 sarebbe molto importante disporre di uno schema valutativo alternativo, o almeno integrativo del PMV.
Purtroppo in ambienti moderabili freddi, al contrario di quanto avviene per gli ambienti caldi, non esistono indici semplificati di uso consolidato. Si apre dunque un altro problema verso il quale indirizzare i nostri sforzi nel prossimo futuro.

Ricercatore ISPESL - Dipartimento di Firenze

paolo.lenzuni@gmail.com