Benessere termoigrometrico in ambiente esterno ed interno: sviluppo di modelli predittivi, analisi di materiali innovativi e ripercussioni sui consumi energetici

Nell’ambito del presente lavoro di tesi sono stati investigati differenti aspetti legati al thermal comfort in ambiente interno ed esterno. Per quanto concerne gli ambienti aperti, sono stati sviluppati modelli predittivi della percezione termoigrometrica, è stata valutata l’influenza sul microclima di materiali innovativi e di varie strategie di mitigazione e si è proceduto a mappare, attraverso opportuni indici, il territorio italiano e globale in relazione anche ai flussi turistici nazionali ed intercontinentali. Per gli spazi indoor è stata invece valutata la relazione intercorrente tra sensazione termica e temperatura di colore della luce con l’obiettivo di ridurre i consumi energetici. La tesi è stata quindi suddivisa in cinque sezioni. Nella prima sono stati individuati, con riferimento all’area mediterranea, i valori della Physiological Equivalent Temperature (PET) neutrale e preferita, della temperatura dell’aria neutrale, del Physiological Equivalent Temperature (PET) comfort range ed è stato ricavato un nuovo indice empirico in grado di predire, sulla base dell’ASHRAE 7-point scale, la sensazione termica della popolazione mediterranea in ambienti aperti. Questo indice, denominato MOCI (Mediterranean Outdoor Comfort Index), predice però un voto medio ed è per tale ragione che è stata anche riadattata alla popolazione mediterranea la relazione della PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied) proposta nell’ISO 7730. Le prestazioni del MOCI sono state poi confrontate numericamente con quelle di Actual Sensation Vote Europe (ASVEUROPE), Effective Temperature (ET), Physiological Equivalent Temperature (PET) e Predicted Mean Vote. È stato inoltre proposto e validato il Global Outdoor Comfort Index (GOCI), un indice empirico in grado di predire la percezione termica a livello globale. Nella seconda sezione sono state invece analizzate differenti strategie di mitigazione del microclima urbano. I siti analizzati sono il campus dell’Università degli Studi Sapienza di Roma, il chiostro di San Pietro in Vincoli (sede della Facoltà di Ingegneria del medesimo Ateneo) ed il canyon urbano di via delle Carrozze, anch’esso sito in Roma. Oltre ad un aumento dello urban greening, sono state implementate configurazioni caratterizzate dall’uso di materiali ad elevato coefficiente di albedo. L’analisi dei valori assunti dalle variabili micrometeorologiche e dagli indici di comfort termico è stata possibile grazie a modelli validati sperimentalmente ed elaborati attraverso il software ENVI-met. Per quest’ultimo, è stato inoltre proposto un nuovo approccio simulativo basato su dati provenienti da radiosondaggi. Nella terza sezione è stata valutata, con riferimento al territorio italiano e mondiale, la percezione termica di un individuo afferente all’area mediterranea (mediante il MOCI) e quella di un normotipo globale (mediante il PMV). I risultati, relazionati ai flussi turistici, sono stati elaborati in termini di andamenti orari annuali, valori medi settimanali e relativi picchi, diagrammi di frequenza, variazioni dei percentili e mappe spaziali. Nella quarta sezione, differentemente rispetto a quanto fatto in precedenza, vengono discussi aspetti legati al benessere termoigrometrico in ambiente interno. In particolare, si è cercato di valutare se la temperatura di colore della luce è in grado o meno di influenzare la percezione termica. Questo studio è stato effettuato in collaborazione con la “Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos de la Universidad de Granada” e mira a ridurre i consumi energetici degli edifici. Per esempio, la temperatura di uno spazio confinato potrebbe essere inferiore in presenza di una luce con bassa temperatura di colore durante la stagione di riscaldamento e viceversa durante quella di raffrescamento. È stata quindi organizzata, all’interno di una test room, una field survey in cui sono state esaminate la percezione e preferenza termica, la tolleranza e l’accettabilità personale e la confortevolezza nello svolgere un dato compito in presenza di luce calda, neutrale e fredda. Nella quinta ed ultima sezione vengono infine riportati i risultati ottenuti.