Benessere e Climatizzazione

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Cap. 2Cap. 2

Il benessere termoigrometricoIl benessere termoigrometrico

BENESSERE E CLIMATIZZAZIONEBENESSERE E CLIMATIZZAZIONEBenessere e climatizzazione

Antonio BrigantiCopyright Impianti Clima

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LO SCOPO DELLA CLIMATIZZAZIONELO SCOPO DELLA CLIMATIZZAZIONE

Lo Lo scoposcopo principale della principale della Climatizzazione CivileClimatizzazione Civile è quello di è quello direalizzare delle realizzare delle condizionicondizioni pienamente pienamente confortevoliconfortevoli per le per lepersone :persone :

CONTROLLO DELLA TEMPERATURA AMBIENTECONTROLLO DELLA TEMPERATURA AMBIENTE CONTROLLO DELL’UMIDITA’ RELATIVA CONTROLLO DELL’UMIDITA’ RELATIVA RINNOVO E FILTRAZIONE DELL’ARIA TRATTATARINNOVO E FILTRAZIONE DELL’ARIA TRATTATA DIFFUSIONE DELL’ARIA UNIFORME, PRIVA DI DIFFUSIONE DELL’ARIA UNIFORME, PRIVA DI

CORRENTI E ZONE STAGNANTI CORRENTI E ZONE STAGNANTI

Queste Queste condizionicondizioni devono essere realizzate devono essere realizzate contenendocontenendo il il livello livello

sonoro all'interno dell'ambientesonoro all'interno dell'ambiente, e , e all'esterno dell'edificioall'esterno dell'edificio, entro , entro limiti definiti secondo il tipo di utilizzo o i valori a capitolato.limiti definiti secondo il tipo di utilizzo o i valori a capitolato.

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BULBO SECCO BULBO SECCO BULBO UMIDOBULBO UMIDO

È il livello o l'intensità di calore di un corpo, o di un liquido, È il livello o l'intensità di calore di un corpo, o di un liquido,

o di un gas ed è tanto più alta quanto più elevata è la o di un gas ed è tanto più alta quanto più elevata è la

velocità delle molecole che lo costituisconovelocità delle molecole che lo costituiscono..

Nel condizionamento si considerano due temperature:Nel condizionamento si considerano due temperature:

a bulbo seccoa bulbo seccoE’ la temperatura letta su un normale termometro a bulboE’ la temperatura letta su un normale termometro a bulbodi mercurio. di mercurio.

a bulbo umidoa bulbo umidosi legge su un termometro sul cui bulbo è avvolta unasi legge su un termometro sul cui bulbo è avvolta unagarza umida attraversata da una leggera corrente d'aria. garza umida attraversata da una leggera corrente d'aria. T.B.S. e T.B.U. determinano il contenuto di umidità nell'ariaT.B.S. e T.B.U. determinano il contenuto di umidità nell'ariasul diagramma psicrometrico. sul diagramma psicrometrico.

TEMPERATURA


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UMIDITA’:UMIDITA’:ASSOLUTAASSOLUTA E E RELATIVARELATIVA

UMIDITA’ ASSOLUTAUMIDITA’ ASSOLUTAil contenuto naturale di umidità nell’aria. Si misura in g/kgil contenuto naturale di umidità nell’aria. Si misura in g/kgdi aria secca.di aria secca.

ARIA SATURAARIA SATURAquando contiene il massimo quantitativo di umidità quando contiene il massimo quantitativo di umidità consentito alla temperatura e alla pressione in cui siconsentito alla temperatura e alla pressione in cui sitrova.trova.

UMIDITA’ RELATIVAUMIDITA’ RELATIVArapporto tra contenuto effettivo e contenuto a saturazione.rapporto tra contenuto effettivo e contenuto a saturazione.


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UMIDITA’ RELATIVAUMIDITA’ RELATIVA

1 kg d’aria a 21 °C 1 kg d’aria a 21 °C contiene 7,8 g di vapore. contiene 7,8 g di vapore. A saturazione potrebbe A saturazione potrebbe Contenerne 15,6 g.Contenerne 15,6 g.

7,8:15,6 x 100 = 50% U.R.7,8:15,6 x 100 = 50% U.R.


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CALORE LATENTE DI VAPORIZZAZIONECALORE LATENTE DI VAPORIZZAZIONE

Si dice calore latente di vaporizzazione il quantitativo di Si dice calore latente di vaporizzazione il quantitativo di calore necessario per provocare il passaggio di 1 kg di unacalore necessario per provocare il passaggio di 1 kg di unacerta sostanza dallo stato liquido allo stato di vapore acerta sostanza dallo stato liquido allo stato di vapore atemperatura costante.temperatura costante. Unità di misuraUnità di misuraNel Sistema Tecnico il calore latente di vaporizzazione siNel Sistema Tecnico il calore latente di vaporizzazione simisura in kcal/kg. Nel Sistema Internazionale esso simisura in kcal/kg. Nel Sistema Internazionale esso simisura in kJ/kg. misura in kJ/kg. Il calore latente di vaporizzazione dell'acqua è di 540 kcal/kgIl calore latente di vaporizzazione dell'acqua è di 540 kcal/kg(S.T.) equivalenti a 2257 kJ/kg (S.I.). (S.T.) equivalenti a 2257 kJ/kg (S.I.).


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CALORE SPECIFICOCALORE SPECIFICO

E’ la quantità di calore necessaria per aumentare diE’ la quantità di calore necessaria per aumentare di1°C la temperatura di 1 kg di una certa sostanza. 1°C la temperatura di 1 kg di una certa sostanza. Unità di misuraUnità di misuraIl calore specifico nel Sistema Tecnico si misura inIl calore specifico nel Sistema Tecnico si misura inkcal/kg . Nel Sistema Internazionale esso vienekcal/kg . Nel Sistema Internazionale esso vienemisurato in kJ/(kg K).misurato in kJ/(kg K). Il calore specifico dell’acqua è di 4,18 kJ/(kg K) a 20Il calore specifico dell’acqua è di 4,18 kJ/(kg K) a 20°C; quello dell’aria secca (a pressione costante) è di°C; quello dell’aria secca (a pressione costante) è di1,006 e a volume costante è di 0,716 kJ/(kg K). 1,006 e a volume costante è di 0,716 kJ/(kg K).


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ENTALPIAENTALPIA

Il contenuto di calore posseduto da 1 kg di una certaIl contenuto di calore posseduto da 1 kg di una certasostanza o da un fluido ad una data temperatura vienesostanza o da un fluido ad una data temperatura vienedefinito “entalpia”. L'entalpia aumenta con l'aumentaredefinito “entalpia”. L'entalpia aumenta con l'aumentaredella temperatura e diminuisce al suo diminuire. della temperatura e diminuisce al suo diminuire. Unità di misuraUnità di misuraL’entalpia nel Sistema Tecnico viene misurata in kcal/kg.L’entalpia nel Sistema Tecnico viene misurata in kcal/kg.Nel Sistema Internazionale essa si misura invece in J/kg oNel Sistema Internazionale essa si misura invece in J/kg onel suo multiplo kJ/kg.nel suo multiplo kJ/kg.


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BENESSERE TERMOIGROMETRICOBENESSERE TERMOIGROMETRICO

Il benessere termoigrometrico si raggiunge quando il Il benessere termoigrometrico si raggiunge quando il calore ed il vapore acqueo prodotto dall’organismo vengono calore ed il vapore acqueo prodotto dall’organismo vengono dispersi con la stessa velocità con cui si producono.dispersi con la stessa velocità con cui si producono.

Quando vengono dispersi troppo rapidamente la persona Quando vengono dispersi troppo rapidamente la persona subisce una sensazione di subisce una sensazione di freddofreddo. .

Quando la dispersione del calore e del vapore acqueo è più Quando la dispersione del calore e del vapore acqueo è più lenta di quanto non si producano, la persona subisce una lenta di quanto non si producano, la persona subisce una sensazione di sensazione di caldocaldo poiché il calore si accumula nei tessuti poiché il calore si accumula nei tessuti corporei. corporei.

Il benessere termoigrometrico è una condizione di Il benessere termoigrometrico è una condizione di equilibrio con l’ambiente.equilibrio con l’ambiente.


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PRODUZIONE DI CALORE CORPOREO DA PRODUZIONE DI CALORE CORPOREO DA PARTE DELLE PERSONEPARTE DELLE PERSONE

ATTIVITA’ ATTIVITA’ SVOLTASVOLTA

PRODUZIONE DI PRODUZIONE DI CALORE MEDIA, WATTCALORE MEDIA, WATT

Persona dormientePersona dormientePersona sedutaPersona sedutaPersona in piediPersona in piediPersona seduta in leggera attività d’ufficioPersona seduta in leggera attività d’ufficioPersona che cammina in ambienti civiliPersona che cammina in ambienti civiliLavoro leggero in piediLavoro leggero in piediLavoro di media intensitàLavoro di media intensitàAttività di bowling e balloAttività di bowling e ballo

656596961101109090160160130130190190

200 - 400200 - 400


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DUE FORME DI CALOREDUE FORME DI CALORE

Il corpo umano emette calore e vapore acqueo. Si tratta di due Il corpo umano emette calore e vapore acqueo. Si tratta di due forme di calore: forme di calore: calore sensibilecalore sensibile: produce un aumento della temperatura a : produce un aumento della temperatura a

bulbo asciutto. Non modifica l’umidità assoluta dell’aria. bulbo asciutto. Non modifica l’umidità assoluta dell’aria. Modifica l’umidità relativa.Modifica l’umidità relativa.

calore latentecalore latente, sotto forma di emissione di vapore acqueo, , sotto forma di emissione di vapore acqueo, produce un innalzamento della temperatura a bulbo umido. produce un innalzamento della temperatura a bulbo umido. Modifica l’umidità assoluta dell’aria e l’umidità relativa.Modifica l’umidità assoluta dell’aria e l’umidità relativa.

Si dice Si dice calore totalecalore totale la somma del calore sensibile + latente la somma del calore sensibile + latente


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TRASMISSIONE DEL CALORE DAL CORPO TRASMISSIONE DEL CALORE DAL CORPO UMANOUMANO

Il corpo umano emette calore soprattutto in tre Il corpo umano emette calore soprattutto in tre modi:modi:

per per convezioneconvezione, per effetto della differenza tra la , per effetto della differenza tra la

temperatura corporea, a 36 - 37 °C, e quella temperatura corporea, a 36 - 37 °C, e quella dell'aria. dell'aria.

per per evaporazione evaporazione del vapore acqueo dalla pelle del vapore acqueo dalla pelle (perspirazione)(perspirazione) e di quello emesso con la e di quello emesso con la respirazione. E’ una invisibile nebbia di vapore respirazione. E’ una invisibile nebbia di vapore acqueo emessa con continuità assorbita dall'aria acqueo emessa con continuità assorbita dall'aria circostante. circostante.

per per radiazioneradiazione verso superfici fredde circostanti, verso superfici fredde circostanti, ad esempio le pareti, il pavimento e il soffitto. ad esempio le pareti, il pavimento e il soffitto.


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CONVEZIONECONVEZIONE

L’aria ambiente a contatto con la L’aria ambiente a contatto con la superficie corporea a 36 – 37 °C si superficie corporea a 36 – 37 °C si riscalda, diminuisce di densità e sale riscalda, diminuisce di densità e sale verso l’alto. In questo modo asporta verso l’alto. In questo modo asporta calore dal corpo. calore dal corpo. L’asportazione è tanto più efficace quanto L’asportazione è tanto più efficace quanto minore è la temperatura dell’aria minore è la temperatura dell’aria ambiente. ambiente.

A 10 °C l’asportazione è A 10 °C l’asportazione è intensaintensa e la e la persona avverte freddopersona avverte freddo

A 36 °C l’asportazione è A 36 °C l’asportazione è nullanulla e la persona e la persona accumula caloreaccumula calore


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EVAPORAZIONEEVAPORAZIONE

Il vapore acqueo emesso Il vapore acqueo emesso attraverso i pori della pelle viene attraverso i pori della pelle viene assorbito dall’aria che si carica di assorbito dall’aria che si carica di umidità. umidità. L’asportazione di umidità dal L’asportazione di umidità dal corpo (a parità di temperatura) corpo (a parità di temperatura) è tanto più è tanto più efficaceefficace quanto quanto minoreminore è il contenuto di umidità è il contenuto di umidità assoluta dell’aria.assoluta dell’aria.Se l’umidità assoluta è elevata Se l’umidità assoluta è elevata l’asportazione di vapore si riduce l’asportazione di vapore si riduce e si ha formazione di sudore e si ha formazione di sudore sulla pelle.sulla pelle.


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RADIAZIONE, CESSIONE DI CALORERADIAZIONE, CESSIONE DI CALORE

Il corpo umano cede calore per Il corpo umano cede calore per radiazione infrarossa a superfici radiazione infrarossa a superfici fredde in prossimità.fredde in prossimità.La cessione di calore è tanto La cessione di calore è tanto maggioremaggiore quanto più quanto più altaalta è la è la differenza di temperatura tra il differenza di temperatura tra il corpo e le superfici.corpo e le superfici.


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RADIAZIONE, GUADAGNI DI CALORERADIAZIONE, GUADAGNI DI CALORE

Se le superfici circostanti sono Se le superfici circostanti sono più caldepiù calde del corpo, il flusso di del corpo, il flusso di calore si calore si inverteinverte e il corpo e il corpo subisce un riscaldamento, tanto subisce un riscaldamento, tanto più efficace quanto maggiore è più efficace quanto maggiore è la differenza di temperatura.la differenza di temperatura.


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L’EQUILIBRIO DEL BENESSEREL’EQUILIBRIO DEL BENESSERE

Ai fini del benessere è importante che non vi siano squilibri Ai fini del benessere è importante che non vi siano squilibri eccessivi della asportazione del calore dal corpo. Per attività eccessivi della asportazione del calore dal corpo. Per attività sedentarie dovrebbe essere:sedentarie dovrebbe essere:

Convezione: Convezione: 35%35% Evaporazione: Evaporazione: 30%30% Radiazione: Radiazione: 35%35%

Nel caso di squilibri eccessivi si avverte disagio, anche se la Nel caso di squilibri eccessivi si avverte disagio, anche se la temperatura ambiente è nella norma.temperatura ambiente è nella norma.


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EFFETTI DELLA VELOCITA’ DELL’ARIA EFFETTI DELLA VELOCITA’ DELL’ARIA AMBIENTE SULLE PERSONEAMBIENTE SULLE PERSONE

APPLICAZIONI,APPLICAZIONI,CARATTERISTICHECARATTERISTICHE

0 – 0,080 – 0,080,130,13

0,13 – 0,250,13 – 0,25

0,350,35

0,400,40

NessunaNessunaImpianti di benessere Impianti di benessere Impianti di tipo Impianti di tipo commercialecommerciale

Impianti per grandi Impianti per grandi magazzini, magazzini, supermercati, ecc.supermercati, ecc.Impianti per grandi Impianti per grandi magazzini, capannoni magazzini, capannoni artigianali, ecc.artigianali, ecc.

Oppressione, aria stagnanteOppressione, aria stagnanteCondizioni ideali di progettoCondizioni ideali di progettoCondizioni idonee per ambienti Condizioni idonee per ambienti commerciali. La velocità di 0,25 commerciali. La velocità di 0,25 m/s è la massima accettabilem/s è la massima accettabileper queste utenzeper queste utenzeSensazioni di fastidio, movimento Sensazioni di fastidio, movimento di fogli di carta di piccolo formatodi fogli di carta di piccolo formato

Limite delle condizioni accettabili Limite delle condizioni accettabili per persone in leggero movimentoper persone in leggero movimento

EFFETTI SULLE PERSONEEFFETTI SULLE PERSONEVELOCITA’ VELOCITA’ m/sm/s


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CORRETTA VELOCITA’ DELL’ARIACORRETTA VELOCITA’ DELL’ARIA

Una corretta velocità dell’aria èUna corretta velocità dell’aria èimportante per il benessere importante per il benessere perchè:perchè:

Attiva la convezioneAttiva la convezione Aumenta l’asportazione di Aumenta l’asportazione di

vapore acqueovapore acqueo Elimina sensazioni di ristagno.Elimina sensazioni di ristagno.

La velocità dell’aria in ambienteLa velocità dell’aria in ambientedovrebbe essere tra 0,13 e 0,20 dovrebbe essere tra 0,13 e 0,20 m/s con uniformità.m/s con uniformità.


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LA ZONA DEL BENESSERELA ZONA DEL BENESSERE

La zona di benessereLa zona di benessereTermoigrometricoTermoigrometrico

Coppie di valori di Coppie di valori di temperatura a b.s. e di temperatura a b.s. e di umidità relativa umidità relativa producono condizioni producono condizioni confortevoli. confortevoli. UNI 10339 UNI 10339

InvernoInverno: : 20 °C / 35 ÷ 45% u.r.20 °C / 35 ÷ 45% u.r.EstateEstate::26 °C / 50 ÷ 60% u.r.26 °C / 50 ÷ 60% u.r.


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CAMPO DI BENESSERECAMPO DI BENESSERE

Evoluzione del campo di benessere sul diagramma Evoluzione del campo di benessere sul diagramma psicrometrico ASHRAE nel tempopsicrometrico ASHRAE nel tempo


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VARIAZIONI AMMESSEVARIAZIONI AMMESSE

In generaleIn generale::

Un lieve Un lieve aumentoaumento di temperatura può essere di temperatura può essere compensato da una compensato da una diminuzionediminuzione dell’U.R., e viceversa. dell’U.R., e viceversa.

la temperatura può la temperatura può variarevariare di non oltre 0,5 °C per ora di non oltre 0,5 °C per ora nella giornata con il nella giornata con il variarevariare della temperatura esterna della temperatura esterna ma senza uscire dalla zona di comfort di oltre 0,5 °C per ma senza uscire dalla zona di comfort di oltre 0,5 °C per il tempo massimo di un'ora.il tempo massimo di un'ora.

La differenza di temperatura tra l’ambiente e l’esterno La differenza di temperatura tra l’ambiente e l’esterno non deve essere maggiore di non deve essere maggiore di 5 – 7 °C5 – 7 °C..


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LIMITI IN AMBIENTELIMITI IN AMBIENTE

La differenza tra temperatura ambiente e temperatura La differenza tra temperatura ambiente e temperatura radiante di una superficie verticale fredda deve essere radiante di una superficie verticale fredda deve essere minore di 10 °Cminore di 10 °C..

La differenza tra la temperatura radiante del soffitto e quella La differenza tra la temperatura radiante del soffitto e quella ambiente deve essere ambiente deve essere minore di 5 °Cminore di 5 °C. .

La differenza verticale di temperatura dell'aria ambiente tra La differenza verticale di temperatura dell'aria ambiente tra testa (h 1,80 m) e caviglie (h 0,10 m dal pavimento) testa (h 1,80 m) e caviglie (h 0,10 m dal pavimento) non non deve superare 3 °Cdeve superare 3 °C..

La temperatura superficiale del pavimento deve essere La temperatura superficiale del pavimento deve essere compresa tra 18 e 29 °Ccompresa tra 18 e 29 °C..


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LA ZONA OCCUPATALA ZONA OCCUPATA

Tutte le condizioni dette si applicano entro la zona Tutte le condizioni dette si applicano entro la zona occupata: 0,6 m dalle pareti e h fino a 1,8 m per ambienti occupata: 0,6 m dalle pareti e h fino a 1,8 m per ambienti con h fino a 2,5 – 3,0 m. Al di fuori della zona occupata con h fino a 2,5 – 3,0 m. Al di fuori della zona occupata l’impianto non è tenuto a mantenere le condizioni di l’impianto non è tenuto a mantenere le condizioni di progetto.progetto.


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CONDIZIONI DI BENESSERE PER VARI CONDIZIONI DI BENESSERE PER VARI AMBIENTI CIVILI TIPICIAMBIENTI CIVILI TIPICI

Tipo di applicazione

Inverno Estate Velocità ariam/s

Ricircoli d'aria

Rendimento filtri (ASHRAE std. 52-76 opacimetrico

Ora di massimo carico

Alberghi, camere

20 - 22 °C40 - 50 %

U.R.

25 - 26 °C 45 - 50 % U.R.

0,13 - 0,15 4 - 10 > 60 % 15.00-16.00

Appartamenti 20 - 22 °C40 - 50 %

U.R.

24 - 26 °C 45 - 50 % U.R.

0,13 - 0,15 4 - 10 > 35 % 14.00-15.00

Negozi, agenzie di

banche, ecc.

22 - 23 °C25 - 30%

U.R.

24 - 26 °C45 - 50 % U.R.

0,15 - 0,25 4 - 10 > 35 % 15.00-16.00

Ristoranti 21 - 23 °C20 - 30 %

U.R.

23 - 25,5 °C55 - 60 % U.R.

0,13 - 0,15 8 - 12 > 35% 13.00-14.00

Caffetterie e tavole calde

21 - 23 °C20 - 30 %

U.R.

26 °C 40% U.R. 0,25 m/s a 1,8 m dal pavimento

12 - 15 > 35 % 13.00-1400

Uffici 21 - 23 °C20 - 30 %

U.R.

23 - 25,5 °C40 - 50 % U.R.

0,13 - 0,23 4 - 10 60 % o maggiore 16.00

Night Club 21 - 23 °C20 - 30 %

U.R.

23,3 - 25,6 °C50 - 60 % U.R.

< 0,13 a 1,5 m dal pavimento

20 - 30 carboni attivi + filtri > 35 %

2.00-4.00

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PORTATE D’ARIA ESTERNA PER PERSONA PORTATE D’ARIA ESTERNA PER PERSONA UNI 10339UNI 10339

ABITAZIONI RESIDENZIALIABITAZIONI RESIDENZIALIALBERGHIALBERGHI CamereCamere Sale da pranzoSale da pranzo Sale conferenzaSale conferenza

BARBAR

UFFICIUFFICI Singoli e open spaceSingoli e open space Locali riunioneLocali riunione Centri computerCentri computer

MUSEI, SALE ESPOSIZIONIMUSEI, SALE ESPOSIZIONISALE CINEMA E TEATRISALE CINEMA E TEATRI

RISTORANTI E SELF-SERVICERISTORANTI E SELF-SERVICEPASTICCERIEPASTICCERIESALE DA BALLO, DISCOTECHESALE DA BALLO, DISCOTECHE

NEGOZI E REPARTI GRANDI MAGAZZININEGOZI E REPARTI GRANDI MAGAZZINISaloni bellezza, barbieriSaloni bellezza, barbieriAbbigliamento, calzatureAbbigliamento, calzatureMobili, ottici, fioristi, fotografiMobili, ottici, fioristi, fotografi

BANCHE, PADIGLIONI FIERISTICIBANCHE, PADIGLIONI FIERISTICI

GRANDI MAGAZZINIGRANDI MAGAZZINIpiano interratopiano interratopianti superioripianti superiori

1111

111110105,55,5

1111

1111101077

665,55,5

101066

16,516,5

141411,511,5

991010

996,56,5

39,6

39,636

19,8

39,6

39,636

25,2

21,619,8

3621,659,4

50,441,432,436

32,423,4

m3/hl/sTIPO EDIFICIO O AMBIENTE

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Cap. 2Cap. 2

Il benessere termoigrometricoIl benessere termoigrometrico

BENESSERE E CLIMATIZZAZIONEBENESSERE E CLIMATIZZAZIONEBenessere e climatizzazione

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