UNI EN ISO 9920:2009

La UNI EN ISO 9920:2009, intitolata Ergonomia dell’ambiente termico - Valutazione dell’isolamento termico e della resistenza evaporativa dell’abbigliamento, è una norma tecnica fondamentale per la valutazione ergonomica degli ambienti termici, perché consente di attribuire valori quantitativi all’effetto dell’abbigliamento sul bilancio termico umano. La pagina ufficiale UNI indica la norma come IN VIGORE e ne riporta l’entrata in vigore in Italia il 5 novembre 2009; la norma è la versione ufficiale in lingua inglese della EN ISO 9920, edizione giugno 2009. A livello ISO, il riferimento internazionale è ISO 9920:2007, seconda edizione, pubblicata nel giugno 2007; la pagina ISO la indica come pubblicata e confermata, pur segnalando nel ciclo di vita lo stato “to be revised” dal 24 novembre 2025.

La norma non serve a “classificare” l’abbigliamento in modo generico, ma a stimare, misurare e correggere grandezze fisiche necessarie nei modelli di comfort e stress termico. In particolare, essa tratta due prestazioni centrali dell’abbigliamento:

• la resistenza allo scambio termico secco, cioè l’isolamento termico che l’insieme degli indumenti oppone alla dispersione di calore per convezione, conduzione e irraggiamento;
• la resistenza allo scambio evaporativo, cioè la resistenza che gli indumenti oppongono al passaggio del vapore acqueo e quindi alla dissipazione di calore mediante evaporazione del sudore.

La UNI EN ISO 9920 è quindi un riferimento operativo per valutazioni microclimatiche, studi ergonomici, analisi di comfort termoigrometrico, valutazioni in ambienti caldi, freddi o moderati, progettazione di abbigliamenti da lavoro e scelta dei parametri da inserire in modelli come PMV/PPD, PHS e IREQ.

La UNI EN ISO 9920:2009 è una norma tecnica essenziale per trasformare l’abbigliamento da descrizione qualitativa a parametro quantitativo utilizzabile nei modelli di ergonomia termica. La sua utilità principale consiste nel fornire criteri per stimare l’isolamento termico e la resistenza evaporativa degli insiemi di indumenti, distinguendo tra valori statici e valori risultanti in condizioni reali.

Il messaggio tecnico centrale della norma è che l’abbigliamento non può essere ridotto a un semplice “valore clo” scelto in modo approssimativo. Occorre distinguere tra isolamento intrinseco, totale, effettivo, strato d’aria, fattore di area, resistenza al vapore, permeabilità, movimento, vento, postura e condizioni d’uso.

Applicata correttamente, la UNI EN ISO 9920 consente valutazioni più affidabili del comfort termico e del rischio da caldo o freddo. Applicata superficialmente, invece, può generare errori importanti, soprattutto quando si valutano lavoratori in movimento, ambienti ventilati, indumenti protettivi, abbigliamento impermeabile o condizioni con sudorazione rilevante.

1. Finalità tecnica della norma

L’abbigliamento modifica profondamente lo scambio termico tra corpo umano e ambiente. Una persona non scambia calore direttamente dalla pelle all’aria circostante: tra pelle e ambiente si interpongono strati tessili, strati d’aria intrappolata, aperture, compressioni, movimenti, ventilazione indotta dal cammino e, in molti casi, barriere alla diffusione del vapore.

La UNI EN ISO 9920:2009 fornisce metodi per stimare queste caratteristiche in condizioni stazionarie, cioè in condizioni in cui le grandezze termiche possono essere considerate stabilizzate. L’obiettivo non è descrivere sensazioni soggettive come “caldo”, “freddo”, “pesante”, “traspirante” o “fastidioso”, ma attribuire all’abbigliamento valori utilizzabili nei calcoli termofisiologici.

La norma permette di rispondere a domande tecniche come:

• quale isolamento termico possiede un certo insieme di indumenti;
• quanto cambia l’isolamento quando la persona cammina o è esposta al vento;
• quale resistenza evaporativa offre un abbigliamento;
• quando è preferibile usare valori misurati e quando valori stimati;
• come distinguere isolamento totale, isolamento intrinseco, isolamento dell’aria esterna e isolamento effettivo dei singoli capi;
• come trattare indumenti permeabili, poco permeabili, multistrato, pesanti o protettivi;
• quali grandezze documentare in una valutazione tecnica del microclima.

2. Campo di applicazione

La norma si applica alla stima delle caratteristiche termiche di un insieme di abbigliamento, cioè di un complesso di capi indossati simultaneamente da una persona. Essa considera valori relativi a tessuti, singoli capi e combinazioni complete di indumenti.

Sono compresi nel campo tecnico della norma:

• abbigliamento ordinario;
• abbigliamento da lavoro;
• abbigliamento leggero, medio o pesante;
• insiemi multistrato;
• insiemi per condizioni moderate, calde o fredde;
• stima dell’isolamento tramite valori di insieme;
• stima dell’isolamento tramite valori dei singoli capi;
• correzione per movimento corporeo;
• correzione per velocità dell’aria;
• valutazione della resistenza evaporativa mediante valori misurati o mediante relazione con l’isolamento termico.

La norma, invece, esclude alcuni fenomeni o li tratta solo marginalmente. Non considera in modo completo:

• assorbimento d’acqua da parte degli indumenti come fenomeno transitorio;
• effetto tampone igroscopico dei tessuti;
• comfort tattile;
• effetto della pioggia o della neve sulle prestazioni termiche;
• indumenti protettivi attivi, come abbigliamento raffreddato ad acqua, ventilato o riscaldato;
• isolamento separato delle singole parti del corpo come valutazione autonoma;
• discomfort da distribuzione asimmetrica o non uniforme dell’abbigliamento.

Questa delimitazione è essenziale: la norma tratta la prestazione termica media dell’insieme indossato, non l’intero universo del comfort vestimentario.

3. Perché la UNI EN ISO 9920 è centrale nelle valutazioni microclimatiche

Ogni valutazione termoergonomica richiede la conoscenza di almeno tre gruppi di parametri:

• parametri ambientali, come temperatura dell’aria, temperatura media radiante, umidità e velocità dell’aria;
• parametri individuali, come metabolismo energetico, postura, attività e acclimatazione;
• parametri dell’abbigliamento, cioè isolamento termico e resistenza evaporativa.

La UNI EN ISO 9920 si colloca nel terzo gruppo. Senza una stima corretta dell’abbigliamento, anche misurazioni ambientali accurate possono portare a valutazioni errate. Lo stesso ambiente può risultare confortevole, freddo o termicamente gravoso a seconda dell’abbigliamento. Un indumento pesante aumenta l’isolamento dal freddo, ma può ostacolare la dispersione del calore in ambiente caldo. Un indumento impermeabile può proteggere da agenti esterni, ma ridurre fortemente la dissipazione evaporativa. Un abbigliamento apparentemente leggero può comunque avere elevata resistenza al vapore se realizzato con membrane poco permeabili.

La norma è quindi indispensabile quando si devono valutare:

• uffici, scuole e ambienti moderati;
• reparti produttivi caldi;
• lavori all’aperto in estate;
• lavori in celle frigorifere;
• esposizioni a vento;
• mansioni con DPI o indumenti tecnici;
• attività con cammino o movimento ripetuto;
• scenari in cui il sudore deve evaporare per mantenere l’equilibrio termico;
• condizioni in cui l’isolamento statico non rappresenta l’effettiva situazione di lavoro.

4. Struttura concettuale della norma

La UNI EN ISO 9920 ruota attorno a tre livelli di valutazione.

Il primo livello è quello descrittivo-normativo: la norma fornisce valori di riferimento per insiemi di abbigliamento e per singoli capi, distinguendo tra isolamento termico, fattore di area dell’abbigliamento e resistenza evaporativa.

Il secondo livello è quello modellistico: la norma spiega come combinare valori di singoli capi, come stimare un insieme quando non esiste un riferimento identico, come usare il fattore di area dell’abbigliamento e come collegare resistenza termica e resistenza al vapore.

Il terzo livello è quello correttivo-dinamico: la norma introduce l’effetto del movimento corporeo, del vento, della velocità relativa dell’aria e del cosiddetto effetto di pompaggio, cioè lo scambio d’aria tra microclima interno agli indumenti e ambiente esterno causato dal movimento.

Questi tre livelli devono essere usati in sequenza. Prima si definisce l’abbigliamento statico, poi si valuta se è necessario correggerlo per il contesto reale.

5. Grandezze fondamentali

5.1 Isolamento termico

L’isolamento termico, indicato in generale con I, è la resistenza allo scambio di calore secco tra due superfici. Nel contesto della norma, rappresenta la resistenza equivalente che l’abbigliamento oppone alla perdita di calore dal corpo verso l’ambiente.

L’unità SI è:

m²·K/W

Nella pratica termoergonomica si usa molto spesso anche il clo, unità tradizionale dell’isolamento dell’abbigliamento:

1 clo = 0,155 m²·K/W

Il clo non deve essere interpretato come semplice proprietà del tessuto. È un’unità riferita al sistema corpo-abbigliamento e alla sua capacità di ridurre la dispersione di calore.

5.2 Isolamento totale, IT

L’isolamento totale, indicato con IT, rappresenta la resistenza termica dalla superficie cutanea fino all’ambiente. Include:

• abbigliamento;
• strati d’aria intrappolati tra pelle e capi;
• strati d’aria tra capi;
• strato limite d’aria esterno al corpo vestito.

È quindi il valore più ampio, perché comprende sia l’abbigliamento sia l’aria aderente all’esterno dell’insieme vestimentario.

In forma concettuale:

IT = resistenza dalla pelle all’ambiente

5.3 Isolamento intrinseco o di base, Icl

L’isolamento intrinseco dell’abbigliamento, indicato con Icl, rappresenta la resistenza dalla superficie cutanea alla superficie esterna dell’abbigliamento. Include gli strati tessili e l’aria intrappolata all’interno dell’abbigliamento, ma non lo strato d’aria esterno.

È il parametro più usato per descrivere l’abbigliamento come tale.

In forma concettuale:

Icl = resistenza dalla pelle alla superficie esterna del vestito

5.4 Isolamento dello strato d’aria, Ia

L’isolamento dell’aria, indicato con Ia, è la resistenza dello strato limite d’aria intorno al corpo vestito oppure, nel caso di soggetto nudo, intorno alla pelle.

È influenzato da:

• velocità dell’aria;
• postura;
• movimento del soggetto;
• dimensioni e forma del corpo;
• superficie esterna dell’abbigliamento;
• convezione naturale e forzata;
• scambio radiativo.

In condizioni statiche e con bassa velocità dell’aria, la norma indica un valore tipico intorno a 0,7 clo, pari a circa 0,109 m²·K/W, come stima generale dello strato limite esterno.

5.5 Fattore di area dell’abbigliamento, fcl

Il fattore di area dell’abbigliamento, indicato con fcl, è il rapporto tra la superficie esterna del corpo vestito e la superficie del corpo nudo.

In forma concettuale:

fcl = Acl / ADu

dove:

• Acl è l’area esterna del corpo vestito;
• ADu è l’area della superficie corporea nuda.

Poiché l’abbigliamento aumenta la superficie esterna di scambio, fcl è normalmente maggiore di 1. Capi spessi, imbottiti o molto ampi aumentano fcl più di capi aderenti e sottili.

Il fattore fcl è importante perché l’isolamento dello strato d’aria esterno non si somma direttamente all’isolamento intrinseco. La superficie esterna più ampia rende lo scambio con l’ambiente più efficace rispetto a quello che si avrebbe sulla superficie cutanea.

La relazione concettuale tra isolamento totale, isolamento intrinseco e isolamento dell’aria è:

IT = Icl + Ia / fcl

Questa relazione è una delle chiavi interpretative della norma: il valore totale non è la semplice somma grezza di tutti gli strati, perché l’area di scambio cambia.

5.6 Isolamento effettivo del singolo capo, Iclu

Per i singoli capi la norma utilizza il concetto di isolamento effettivo, indicato con Iclu. È l’incremento di isolamento prodotto da un singolo indumento quando viene indossato da un manichino rispetto alla condizione nuda.

È un concetto empirico, utile per stimare l’isolamento di un insieme partendo dai capi componenti. Non va confuso con l’isolamento intrinseco dell’intero insieme.

5.7 Resistenza evaporativa, Re

La resistenza evaporativa o resistenza al vapore acqueo, indicata con Re, rappresenta la resistenza al trasferimento di vapore tra due superfici. L’unità è:

m²·kPa/W

Essa è fondamentale in ambiente caldo o in presenza di sudorazione, perché il corpo umano dissipa calore anche attraverso l’evaporazione del sudore. Se l’abbigliamento oppone elevata resistenza al passaggio del vapore, la capacità evaporativa si riduce e aumenta il rischio di stress termico.

5.8 Resistenza evaporativa totale, Re,T

La resistenza evaporativa totale, Re,T, rappresenta la resistenza al passaggio del vapore dalla superficie cutanea all’ambiente. Include il contributo degli indumenti e dello strato d’aria esterno.

5.9 Resistenza evaporativa di base, Re,cl

La resistenza evaporativa di base, Re,cl, rappresenta la resistenza al passaggio del vapore dalla pelle alla superficie esterna dell’abbigliamento. È il corrispettivo evaporativo dell’isolamento intrinseco Icl.

5.10 Resistenza evaporativa dello strato d’aria, Re,a

La resistenza evaporativa dell’aria, Re,a, rappresenta la resistenza al trasferimento di vapore offerta dallo strato limite d’aria esterno.

La relazione concettuale è analoga a quella dell’isolamento termico:

Re,T = Re,cl + Re,a / fcl

5.11 Indice di permeabilità al vapore, im

L’indice di permeabilità, indicato con im, collega isolamento termico e resistenza evaporativa. Esprime quanto l’abbigliamento permette il passaggio del vapore rispetto allo scambio termico secco.

Valori più alti indicano maggiore permeabilità al vapore; valori più bassi indicano barriera più forte all’evaporazione.

Indicativamente:

• per lo strato d’aria, im è intorno a 0,5;
• per molti insiemi permeabili a uno o due strati, im può essere assunto intorno a 0,38;
• per il solo strato di abbigliamento permeabile, im,cl può essere assunto intorno a 0,34;
• per indumenti impermeabili o protettivi, im può essere molto più basso;
• per indumenti completamente impermeabili e molto coprenti, im può avvicinarsi a zero.

6. Differenza tra isolamento statico e isolamento risultante

Un punto tecnico essenziale della UNI EN ISO 9920 è la distinzione tra valori statici e valori risultanti o dinamici.

I valori statici sono ottenuti, di norma, in condizioni di riferimento:

• soggetto o manichino fermo;
• postura standardizzata;
• bassa velocità dell’aria;
• assenza di cammino;
• abbigliamento asciutto;
• condizioni stazionarie.

Nella realtà lavorativa, però, una persona può camminare, piegarsi, salire scale, muovere le braccia, essere esposta al vento, entrare e uscire da correnti d’aria o indossare indumenti con aperture. Tutto questo modifica lo scambio di calore e di vapore.

Per questo la norma introduce:

• IT,r, isolamento totale risultante;
• Icl,r, isolamento intrinseco risultante;
• Re,T,r, resistenza evaporativa totale risultante;
• Re,cl,r, resistenza evaporativa di base risultante.

Il pedice r indica che il valore è riferito alle condizioni reali o operative, non alla condizione statica di riferimento.

7. Gerarchia dei metodi di valutazione

La norma privilegia i metodi più rappresentativi e riduce progressivamente l’affidabilità quando si passa a metodi stimati.

La gerarchia corretta è la seguente:

• usare valori misurati direttamente sull’insieme reale, se disponibili;
• usare valori di insiemi completi simili a quello reale;
• correggere un insieme completo simile per piccole differenze di composizione;
• stimare l’insieme sommando valori di singoli capi;
• usare formule empiriche basate su massa, superficie coperta e numero di strati;
• applicare, quando necessario, correzioni per movimento e velocità dell’aria.

La norma considera preferibile l’uso di valori di insiemi completi rispetto alla semplice somma dei singoli capi. Questo perché l’isolamento finale non dipende solo dalla somma degli spessori, ma anche da:

• sovrapposizione degli strati;
• aree nude;
• aree coperte da uno o più strati;
• vestibilità;
• volumi d’aria intrappolati;
• compressione dei capi;
• aperture;
• distribuzione non uniforme dell’abbigliamento sul corpo.

8. Stima dell’isolamento mediante insiemi completi

Il metodo preferenziale consiste nel confrontare l’abbigliamento reale con un insieme completo già valutato. Gli allegati normativi riportano numerosi insiemi, dai più leggeri ai più pesanti.

La procedura tecnica corretta è:

• descrivere tutti i capi realmente indossati;
• individuare nella norma un insieme uguale o molto simile;
• verificare che i capi principali corrispondano per tipo, copertura, spessore e destinazione d’uso;
• usare il valore di isolamento dell’insieme completo;
• applicare eventuali correzioni solo per differenze limitate;
• correggere successivamente per movimento e velocità dell’aria, se la situazione reale lo richiede.

Questo metodo è più solido della somma dei capi perché incorpora interazioni reali tra indumenti.

9. Correzione di un insieme simile

Quando non esiste un insieme identico, ma esiste un insieme molto simile, la norma consente una correzione per piccole differenze.

Il criterio è: si prende il valore dell’insieme normativo simile e si aggiunge o sottrae il contributo differenziale del capo diverso.

La formula concettuale è:

Icl,act = Icl,ref + 0,835 · ΔIclu

dove:

• Icl,act è l’isolamento dell’insieme reale;
• Icl,ref è l’isolamento dell’insieme di riferimento;
• ΔIclu è la differenza di isolamento effettivo tra il capo reale e il capo presente nell’insieme di riferimento;
• il coefficiente 0,835 tiene conto del fatto che l’effetto del singolo capo nell’insieme non si trasferisce integralmente come semplice somma aritmetica.

Questa correzione deve essere usata con prudenza. È adatta a modifiche limitate, come sostituire un maglione con uno leggermente più pesante. Non è adatta a trasformare un insieme estivo in uno invernale o a correggere abbigliamenti con distribuzione molto diversa tra parte alta e parte bassa del corpo.

10. Stima dell’isolamento partendo dai singoli capi

Quando non è disponibile un insieme completo simile, la norma consente di stimare l’isolamento dell’insieme sommando i valori dei singoli capi.

La relazione empirica principale è:

Icl = 0,161 + 0,835 · ΣIclu

con valori espressi in clo.

È prevista anche una relazione semplificata, meno accurata:

Icl ≈ ΣIclu

Queste relazioni devono essere usate nel campo di applicazione per cui sono state testate, cioè per insiemi con distribuzione relativamente uniforme e valori non estremi. Non sono affidabili in situazioni fortemente sbilanciate, per esempio tre strati sulla parte inferiore del corpo e un solo strato sottile sul tronco, oppure indumenti tecnici con zone altamente impermeabili alternate a zone molto aperte.

11. Stima dell’isolamento mediante massa e superficie coperta

Un ulteriore metodo empirico consente di stimare l’isolamento dell’insieme in funzione di:

• massa totale degli indumenti, esclusi gli scarponi o le scarpe quando specificato;
• percentuale di superficie corporea non coperta;
• percentuale di superficie corporea coperta da un solo strato.

La logica è la seguente: la massa dell’abbigliamento aumenta l’isolamento, ma la presenza di aree nude o di aree coperte da un solo strato riduce il valore che ci si attenderebbe da un insieme multistrato.

La relazione indicata dalla norma, nella forma con massa in chilogrammi, è:

Icl = 0,919 + 0,255 · m - 0,00874 · Acov,0 - 0,00510 · Acov,1

dove:

• Icl è l’isolamento intrinseco in clo;
• m è la massa dell’abbigliamento senza scarpe, in kg;
• Acov,0 è la percentuale di superficie corporea non coperta;
• Acov,1 è la percentuale di superficie corporea coperta da un solo strato.

Questo metodo è utile quando si ha una descrizione fisica dell’abbigliamento ma non esiste un insieme normativo adatto. È meno robusto di una misura diretta o dell’uso di insiemi completi.

12. Stima dell’isolamento dei singoli capi mediante area coperta

Per un singolo capo, l’isolamento effettivo può essere stimato in funzione dell’area corporea coperta.

In unità SI:

Iclu = 0,00095 · Acov

In clo:

Iclu = 0,0061 · Acov

dove Acov è la percentuale della superficie corporea coperta dal capo.

Quando è noto anche lo spessore del tessuto, la norma consente una stima più dettagliata:

Iclu = 0,00067 · Acov + 0,217 · dfab · Acov

in m²·K/W, oppure:

Iclu = 0,0043 · Acov + 1,4 · dfab · Acov

in clo, dove dfab è lo spessore del tessuto in metri.

Questo approccio conferma un concetto importante: il solo materiale non basta. Contano anche copertura, spessore, vestibilità e distribuzione sul corpo.

13. Stima del fattore fcl

Il fattore fcl può essere misurato con metodi fotografici o scansione corporea, confrontando la superficie esterna del soggetto nudo con quella del soggetto vestito. Quando ciò non è praticabile, può essere stimato dall’isolamento intrinseco.

Le relazioni di stima sono:

fcl = 1,00 + 1,81 · Icl

se Icl è espresso in m²·K/W;

fcl = 1,00 + 0,28 · Icl

se Icl è espresso in clo.

La norma avverte che la correlazione non è elevata e che il metodo ha affidabilità limitata, soprattutto per abbigliamenti non occidentali, molto ampi, tradizionali, multistrato o non standard. Quando possibile, è preferibile usare il valore fcl associato all’insieme normativo oppure misurarlo direttamente.

14. Isolamento dello strato d’aria esterno

Lo strato d’aria esterno contribuisce all’isolamento totale, ma è molto sensibile alla velocità dell’aria e al movimento del soggetto. In condizioni statiche, con velocità dell’aria molto bassa, può essere assunto intorno a 0,7 clo. Tuttavia, questo valore si riduce quando:

• aumenta la velocità dell’aria;
• la persona cammina;
• il movimento induce ventilazione dell’abbigliamento;
• il vento comprime gli strati tessili;
• il vento penetra attraverso aperture o tessuti permeabili.

La norma consente di stimare l’isolamento dello strato d’aria anche tramite coefficienti di scambio convettivo e radiativo:

Ia = 1 / (hc + hr)

dove:

• hc è il coefficiente di scambio convettivo;
• hr è il coefficiente di scambio radiativo.

Questo approccio è particolarmente importante quando occorre distinguere tra contributo convettivo e radiativo, per esempio in presenza di abbigliamento riflettente o sorgenti radianti.

15. Resistenza evaporativa e indice di permeabilità

La resistenza evaporativa può essere misurata direttamente o stimata. Quando non sono disponibili dati misurati, la norma collega la resistenza evaporativa all’isolamento termico mediante l’indice di permeabilità im e la relazione di Lewis.

La relazione generale è:

im = IT / (L · Re,T)

da cui:

Re,T = IT / (L · im)

dove:

• IT è l’isolamento totale espresso in m²·K/W;
• Re,T è la resistenza evaporativa totale in m²·kPa/W;
• L è la relazione di Lewis, pari a circa 16,5 K/kPa;
• im è l’indice di permeabilità.

Per il solo strato di abbigliamento:

Re,cl = Icl / (L · im,cl)

Per molti abbigliamenti permeabili a uno o due strati, la norma ammette valori tipici di im, ma per indumenti protettivi, impermeabili o a barriera è necessario usare dati specifici. Un errore comune è applicare un indice di permeabilità tipico a un DPI poco traspirante: ciò può sottostimare il rischio da stress termico.

16. Movimento, vento ed effetto di pompaggio

L’abbigliamento non è un sistema sigillato. Collo, polsini, fondo giacca, aperture, cuciture e vestibilità consentono scambi d’aria con l’ambiente. Quando la persona si muove, questi scambi aumentano. La norma chiama questo fenomeno pumping effect, cioè effetto di pompaggio.

Il movimento e il vento producono diversi effetti simultanei:

• aumentano la ventilazione interna dell’abbigliamento;
• rinnovano l’aria calda e umida intrappolata tra pelle e vestiti;
• riducono l’isolamento termico;
• riducono la resistenza evaporativa;
• comprimono capi voluminosi;
• aumentano la penetrazione dell’aria attraverso tessuti e aperture;
• rendono i valori statici non rappresentativi della situazione reale.

L’effetto non è sempre negativo o positivo in senso assoluto. In ambiente caldo, la riduzione della resistenza evaporativa può favorire la dispersione di calore. In ambiente freddo, la riduzione dell’isolamento può aumentare il rischio di raffreddamento.

17. Correzione dell’isolamento per movimento e velocità dell’aria

La norma fornisce equazioni di correzione per trasformare valori statici in valori risultanti. La correzione dipende da:

• isolamento statico;
• velocità relativa dell’aria;
• velocità di cammino;
• permeabilità all’aria del tessuto esterno, soprattutto per abbigliamento freddo e pesante;
• campo di validità dell’equazione usata.

Per abbigliamento normale o leggero, nel campo circa 0,6 clo < Icl < 1,4 clo, o 1,2 clo < IT < 2,0 clo, il valore risultante viene ottenuto moltiplicando l’isolamento statico per un fattore di correzione esponenziale.

La forma concettuale è:

IT,r = corrIT · IT

dove corrIT è minore di 1 quando movimento e velocità dell’aria riducono l’isolamento.

Per soggetti nudi o con isolamento molto basso, la norma usa una correzione dello strato d’aria. Per isolamenti molto bassi tra 0 e 0,6 clo è prevista un’interpolazione tra la condizione nuda e quella vestita.

Per abbigliamento da freddo con isolamento superiore a circa 2 clo, la norma considera anche la permeabilità all’aria del tessuto esterno, indicata con p, con valori rappresentativi per materiali poco permeabili, mediamente permeabili o molto permeabili. Questo è essenziale perché un capo imbottito con tessuto esterno molto permeabile reagisce al vento in modo diverso da un capo con laminato o rivestimento antivento.

18. Correzione della resistenza evaporativa

Anche la resistenza evaporativa diminuisce con movimento e vento. La norma collega la riduzione di Re,T alla riduzione dell’isolamento termico.

La forma concettuale è:

Re,T,r = corrRe · Re,T

dove corrRe è il fattore di riduzione della resistenza evaporativa.

La norma fornisce anche una relazione diretta in funzione della velocità relativa dell’aria e della velocità di cammino. Il principio applicativo è chiaro: non si deve usare la resistenza evaporativa statica quando il lavoratore è in movimento o esposto a ventilazione significativa.

In una valutazione del caldo, questo punto può essere decisivo. Due indumenti con pari isolamento termico possono produrre condizioni fisiologiche molto diverse se uno consente l’evaporazione del sudore e l’altro la blocca.

19. Velocità relativa dell’aria

La velocità da usare nelle equazioni non è semplicemente la velocità dell’aria misurata nell’ambiente. È la velocità relativa dell’aria rispetto alla persona.

I casi principali sono:

• se il soggetto cammina controvento, la velocità relativa è la somma della velocità dell’aria e della velocità di cammino;
• se il soggetto cammina nella stessa direzione del vento, la velocità relativa è il valore assoluto della differenza;
• se vento e cammino formano un angolo, si usa una composizione vettoriale.

In forma concettuale:

var = √[(va - vw · cos α)² + (vw · sin α)²]

dove:

• var è la velocità relativa dell’aria;
• va è la velocità assoluta dell’aria;
• vw è la velocità di cammino;
• α è l’angolo tra direzione del vento e direzione del cammino.

Quando l’esposizione non ha una direzione costante, per esempio in un locale in cui il lavoratore si muove in varie direzioni, la norma consente di ragionare su valori medi relativi a più angoli di esposizione.

20. Attività diverse dal cammino

Non tutte le attività lavorative sono cammino regolare. Per lavori a nastro, movimentazione, lavoro manuale o attività miste, la norma consente di sostituire la velocità di cammino con un valore equivalente stimato dal metabolismo.

La relazione è:

vw = 0,0052 · (M - 58)

dove:

• M è il metabolismo in W/m²;
• vw è una velocità equivalente in m/s;
• il valore è limitato superiormente a 0,7 m/s.

Questa relazione non trasforma davvero ogni movimento in cammino, ma fornisce una stima pratica dell’effetto dinamico dell’attività sull’abbigliamento.

21. Altri fattori che influenzano l’isolamento

21.1 Postura

La postura modifica sia l’isolamento dell’abbigliamento sia quello dello strato d’aria. Quando una persona si siede:

• alcuni capi vengono compressi su schiena, glutei e cosce;
• l’isolamento intrinseco dell’abbigliamento può diminuire;
• lo strato d’aria può aumentare per effetto della geometria corporea;
• l’effetto totale dipende dal rapporto tra isolamento dei capi e isolamento dell’aria.

La norma indica che, in posizione seduta, l’isolamento dell’abbigliamento può ridursi indicativamente del 6-18%, mentre lo strato d’aria può aumentare del 10-25%. Per soggetti nudi l’isolamento complessivo può aumentare; per abbigliamento molto spesso può diminuire.

21.2 Sedili

Il sedile può aggiungere o sottrarre isolamento. Un sedile imbottito può aumentare l’isolamento del corpo; un sedile ventilato, a rete o molto rigido può ridurlo.

La norma riporta esempi indicativi:

• un sedile automobilistico può aumentare l’isolamento rispetto alla condizione senza sedile;
• sedie da ufficio possono produrre incrementi variabili;
• un divano può aggiungere isolamento;
• una sedia a rete o uno sgabello in legno possono ridurre leggermente l’isolamento.

Questo aspetto è spesso trascurato nelle valutazioni d’ufficio e nei veicoli, ma può essere rilevante.

21.3 Pressione atmosferica

La pressione influenza gli scambi convettivi ed evaporativi. In quota, l’aria meno densa riduce lo scambio convettivo, ma può modificare anche l’evaporazione. L’effetto complessivo dipende dal bilancio tra scambio secco ed evaporativo e dal livello di sudorazione.

21.4 Bagnatura

Quando gli indumenti si bagnano, perdono parte dell’isolamento. L’acqua aumenta la conducibilità del sistema tessile e può generare evaporazione aggiuntiva, sottraendo calore al corpo. La UNI EN ISO 9920 non tratta in modo completo l’effetto di pioggia e neve, quindi l’uso dei valori standard per abbigliamento bagnato può essere inappropriato.

21.5 Lavaggio

Il lavaggio può modificare spessore, struttura e massa dei tessuti. L’effetto può essere contenuto, ma per indumenti imbottiti o protettivi può diventare significativo. Fibre compresse, imbottiture assottigliate e variazioni dimensionali possono ridurre l’isolamento.

22. Misura con manichino termico

La misura diretta con manichino termico è il metodo tecnicamente più robusto. Il manichino è riscaldato elettricamente e suddiviso in segmenti; viene vestito con l’insieme da valutare e collocato in camera climatica.

Durante la prova si misurano:

• temperatura media della superficie del manichino;
• potenza termica necessaria a mantenere la temperatura;
• temperatura operativa dell’ambiente;
• velocità dell’aria;
• umidità relativa;
• eventuale fattore di area fcl;
• isolamento del manichino nudo.

Per l’isolamento totale si usa il rapporto tra differenza di temperatura e flusso termico:

IT = (tsk - to) / H

dove:

• tsk è la temperatura media superficiale del manichino;
• to è la temperatura operativa;
• H è la perdita di calore secco per unità di superficie.

Per ottenere l’isolamento intrinseco dell’abbigliamento si sottrae il contributo dello strato d’aria, tenendo conto del fattore fcl.

La misura richiede condizioni controllate. La norma indica, tra gli altri, requisiti come:

• velocità dell’aria molto bassa per prove statiche;
• differenza contenuta tra temperatura dell’aria e temperatura media radiante;
• umidità relativa controllata, preferibilmente intorno al 50%;
• temperatura superficiale del manichino tipica del corpo umano;
• stabilità della condizione prima dell’acquisizione dei dati.

23. Modelli di calcolo del manichino

La norma riconosce che i manichini possono avere segmentazioni diverse e che esistono diversi modi per calcolare l’isolamento globale. I principali sono:

• modello globale;
• modello parallelo;
• modello seriale.

Il modello globale è quello più generale. Il modello parallelo presuppone temperatura superficiale uniforme. Il modello seriale presuppone flusso termico uniforme.

La scelta del modello è importante soprattutto quando l’abbigliamento non è distribuito uniformemente. Se mani e testa sono scoperte mentre il corpo è molto isolato, il modello seriale può dare valori più elevati e potenzialmente meno realistici per modelli di bilancio termico globale.

24. Misura della resistenza evaporativa con manichino sudante

Per la resistenza evaporativa si usa un manichino sudante o bagnato, dotato di superficie umida o sistemi di alimentazione dell’acqua. La prova può essere eseguita in due modi principali:

• mediante differenza tra perdita di calore del manichino asciutto e bagnato;
• mediante misura della perdita di massa d’acqua evaporata.

I due metodi non sono sempre equivalenti, perché parte dell’umidità può evaporare, condensare negli indumenti e raffreddare il sistema senza uscire completamente all’esterno.

Le prove possono essere:

• isotermiche, quando la temperatura ambiente è uguale alla temperatura della superficie del manichino e si elimina lo scambio secco;
• non isotermiche, quando si riproducono condizioni climatiche più realistiche e si misura una resistenza evaporativa apparente.

La norma richiede attenzione alla stabilità della bagnatura: la pelle del manichino deve essere sufficientemente umida da simulare evaporazione, ma non deve produrre gocciolamento irrealistico.

25. Repliche, ripetibilità e variabilità

La norma prevede che le determinazioni di resistenza termica ed evaporativa siano replicate. Idealmente si usano più campioni degli stessi capi; in alternativa il manichino viene svestito e rivestito più volte con gli stessi indumenti.

Il criterio tecnico indicato è che le repliche dovrebbero rimanere entro il 10% del valore medio. Se ciò non avviene, sono necessarie prove aggiuntive e gestione degli outlier.

La norma evidenzia inoltre che la ripetibilità interna a un laboratorio può essere buona, ma la variabilità tra laboratori può essere significativa, soprattutto per la resistenza evaporativa. Per questo è importante la calibrazione con insiemi di riferimento.

26. Misura su soggetti umani

La norma ammette anche la valutazione su soggetti umani mediante bilancio termico corporeo e calorimetria indiretta.

Il bilancio energetico generale considera:

• metabolismo;
• lavoro esterno;
• scambio radiativo;
• scambio convettivo;
• evaporazione dalla pelle;
• scambio respiratorio;
• accumulo di calore corporeo.

La forma concettuale è:

S = M - W - R - C - E - Eres - Cres

dove:

• S è l’accumulo di calore nel corpo;
• M è il metabolismo;
• W è il lavoro esterno;
• R è lo scambio radiativo;
• C è lo scambio convettivo;
• E è la perdita evaporativa dalla pelle;
• Eres e Cres sono gli scambi respiratori evaporativo e convettivo.

Il metodo su soggetti umani è più realistico per attività e movimento, ma è più complesso e meno controllabile. Richiede misure fisiologiche, stima dell’evaporazione, misura della perdita di massa e correzioni per respirazione e variazioni metaboliche.

27. Abbigliamento riflettente

La norma contiene indicazioni per stimare gli scambi termici in presenza di abbigliamento riflettente. In questi casi la componente radiativa non può essere trattata in modo semplificato, perché la superficie dell’indumento modifica l’assorbimento e la riflessione della radiazione termica.

Gli scambi secchi devono essere separati in:

• componente convettiva;
• componente radiativa.

La forma concettuale è:

DRY = C + R

Il coefficiente radiativo dipende da:

• temperatura della superficie esterna dell’abbigliamento;
• temperatura media radiante;
• emissività o assorbimento della superficie;
• frazione di superficie corporea coinvolta nello scambio radiativo;
• porzione di corpo coperta dal materiale riflettente.

In presenza di sorgenti radianti intense, un abbigliamento riflettente può ridurre l’assorbimento radiativo, ma ciò non significa automaticamente che migliori lo smaltimento del calore metabolico. Se l’indumento è anche poco permeabile al vapore, può ridurre la capacità evaporativa.

28. Superficie corporea coperta

La stima tramite massa e copertura richiede di distinguere:

• aree nude;
• aree coperte da un solo strato;
• aree coperte da più strati.

La norma fornisce una guida per stimare la percentuale di superficie corporea interessata. Il criterio applicativo è disegnare o mappare gli indumenti su uno schema del corpo e calcolare la quota di superficie coperta.

Questo passaggio è importante perché due insiemi con pari massa possono avere isolamento diverso. Per esempio:

• un capo pesante che copre solo il tronco non equivale a un insieme più leggero ma distribuito su tutto il corpo;
• aree nude come braccia, gambe, collo, testa o mani riducono fortemente l’isolamento effettivo;
• uno strato aggiunto su una zona già multistrato può avere effetto minore rispetto a uno strato aggiunto su una zona precedentemente scoperta.

29. Uso negli ambienti freddi

In ambiente freddo, l’abbigliamento è una barriera protettiva essenziale. La UNI EN ISO 9920 consente di stimare l’isolamento disponibile e confrontarlo con l’isolamento richiesto.

Gli aspetti più importanti sono:

• isolamento intrinseco dell’insieme;
• copertura di mani, piedi, testa e collo;
• effetto del vento;
• permeabilità esterna del capo;
• compressione dell’abbigliamento;
• postura;
• seduta o contatto con superfici fredde;
• bagnatura;
• riduzione dell’isolamento per movimento.

Un errore frequente in ambiente freddo è usare un valore di isolamento statico senza correggerlo per vento e movimento. In realtà, il vento può ridurre sensibilmente l’efficacia di indumenti anche molto isolanti, soprattutto se il tessuto esterno è permeabile all’aria.

30. Uso negli ambienti caldi

In ambiente caldo, l’abbigliamento ha una doppia funzione. Può proteggere da agenti fisici o chimici, ma può anche ostacolare la dispersione del calore.

I parametri decisivi sono:

• isolamento termico;
• resistenza evaporativa;
• indice di permeabilità;
• ventilazione interna;
• livello di sudorazione;
• bagnatura del tessuto;
• movimento dell’aria;
• compatibilità con DPI;
• presenza di radiazione solare o sorgenti radianti.

In ambiente caldo, la resistenza evaporativa può essere più critica dell’isolamento secco. Un indumento leggero ma impermeabile può produrre stress termico più elevato di un indumento più pesante ma permeabile, perché impedisce al sudore di evaporare.

La norma richiama particolare cautela per indumenti con proprietà protettive specifiche contro agenti chimici, fisici o biologici. Per applicazioni con ISO 7933 e indumenti speciali è opportuno coinvolgere competenze specialistiche, perché la stima standard può non rappresentare correttamente il carico fisiologico.

31. Uso negli ambienti moderati

Negli ambienti moderati, come uffici, scuole, abitazioni, attività leggere e ambienti commerciali, l’isolamento dell’abbigliamento è un parametro fondamentale per gli indici di comfort.

Piccole variazioni di clo possono cambiare la valutazione di comfort. Per esempio:

• passare da abbigliamento estivo leggero a completo formale aumenta l’isolamento;
• l’aggiunta di un maglione modifica sensibilmente la percezione termica;
• giacche, cardigan e strati rimovibili producono variabilità individuale;
• la seduta aggiunge o modifica isolamento;
• differenze tra uomini e donne nei codici di abbigliamento possono generare discomfort asimmetrico tra occupanti dello stesso ambiente.

La norma permette di rendere esplicito questo parametro, evitando di attribuire al solo impianto HVAC problemi che dipendono in parte dall’abbigliamento.

32. Applicazione agli indumenti da lavoro e DPI

Per gli indumenti da lavoro, la UNI EN ISO 9920 è utile ma va applicata con attenzione. Molti DPI non sono semplici capi tessili: possono avere membrane, rivestimenti, strati barriera, inserti riflettenti, imbottiture, protezioni localizzate e aperture limitate.

In questi casi occorre documentare:

• tipo di DPI;
• copertura corporea;
• permeabilità all’aria;
• permeabilità al vapore;
• eventuale impermeabilità;
• presenza di cappuccio, guanti, calzature e protezioni del capo;
• modalità di chiusura;
• compatibilità con altri strati;
• condizioni di utilizzo;
• durata dell’esposizione;
• livello metabolico;
• possibilità di pausa o raffreddamento;
• bagnatura interna da sudorazione.

La norma non sostituisce le norme specifiche dei DPI, ma fornisce i parametri termoergonomici per valutare l’effetto dell’abbigliamento sul bilancio termico.

33. Errori applicativi più comuni

Gli errori più frequenti nell’uso della UNI EN ISO 9920 sono:

• confondere Icl, IT, Ia e Iclu;
• sommare direttamente valori clo di singoli capi senza verificare il campo di validità;
• usare valori statici in presenza di movimento e vento;
• trascurare il fattore fcl;
• applicare valori di abbigliamento ordinario a DPI impermeabili;
• assumere un indice im tipico per indumenti protettivi poco permeabili;
• ignorare la bagnatura da sudore, pioggia o condensa;
• non descrivere chiaramente i capi indossati;
• non distinguere aree nude, aree a singolo strato e aree multistrato;
• non considerare sedili, posture o compressione degli indumenti;
• usare valori di letteratura senza indicare se sono valori totali, intrinseci o effettivi;
• non riportare unità di misura;
• mescolare clo e m²·K/W senza conversione;
• non documentare velocità dell’aria relativa;
• non considerare la direzione del vento rispetto al movimento;
• non verificare se l’abbigliamento rientra nello scopo della norma.

34. Procedura operativa consigliata

Una procedura tecnica conforme allo spirito della norma dovrebbe seguire questi passaggi.

Prima fase: descrizione dell’abbigliamento.

• Elencare tutti i capi indossati.
• Specificare materiale, spessore, vestibilità e copertura.
• Indicare scarpe, calze, guanti, copricapo e DPI.
• Distinguere abbigliamento ordinario da abbigliamento protettivo.
• Identificare aree nude e aree coperte da uno o più strati.

Seconda fase: scelta del metodo.

• Usare misure dirette se disponibili.
• In assenza di misure, cercare un insieme completo simile.
• Se l’insieme è quasi uguale, correggere per piccole differenze.
• Se non esiste un insieme simile, stimare dai singoli capi.
• Se mancano dati sui capi, usare massa e superficie coperta.

Terza fase: determinazione dei valori statici.

• Determinare Icl.
• Determinare o stimare fcl.
• Determinare Ia, se necessario.
• Calcolare IT.
• Stimare o determinare Re,T.
• Definire im o im,cl.

Quarta fase: correzione dinamica.

• Valutare velocità dell’aria.
• Valutare velocità di cammino o attività equivalente.
• Calcolare la velocità relativa.
• Applicare le correzioni per isolamento.
• Applicare le correzioni per resistenza evaporativa.
• Verificare il campo di validità delle equazioni.

Quinta fase: documentazione.

• Indicare fonte dei valori usati.
• Indicare se i valori sono misurati, tabellati o stimati.
• Indicare unità.
• Indicare eventuali conversioni.
• Dichiarare ipotesi e limiti.
• Specificare se i valori sono statici o risultanti.
• Evidenziare eventuali DPI o indumenti fuori dallo scopo ordinario.

35. Esempio concettuale di applicazione

Si consideri un lavoratore che indossa biancheria, maglietta, camicia, pantaloni, calze, scarpe e giacca leggera.

L’approccio corretto è:

• cercare un insieme completo simile tra quelli normativi;
• se disponibile, usare il valore dell’insieme completo;
• se la giacca reale è più pesante di quella dell’insieme normativo, correggere il valore con la differenza del capo;
• stimare fcl dal valore dell’insieme o dalla formula;
• calcolare l’isolamento totale se necessario;
• se il lavoratore cammina, correggere l’isolamento per velocità relativa dell’aria e movimento;
• stimare Re,T mediante valore normativo o tramite im;
• se l’ambiente è caldo, verificare attentamente la resistenza evaporativa;
• riportare nel documento finale se il valore usato è statico o risultante.

Questo esempio mostra che il dato “clo” non è un numero da scegliere genericamente, ma il risultato di una procedura.

36. Rapporto con altre norme tecniche

La UNI EN ISO 9920 è un tassello della serie di norme sull’ergonomia dell’ambiente termico. Non misura direttamente il microclima e non determina il metabolismo, ma fornisce i parametri di abbigliamento da usare in modelli più ampi.

Si collega operativamente a norme e metodi relativi a:

• comfort termico in ambienti moderati;
• stress termico da caldo;
• stress termico da freddo;
• determinazione del metabolismo energetico;
• misurazione delle grandezze fisiche ambientali;
• monitoraggio fisiologico;
• valutazione dell’isolamento richiesto;
• valutazione della strain termica.

Il suo ruolo è quindi trasversale: senza una corretta stima dell’abbigliamento, gli altri modelli possono essere formalmente corretti ma sostanzialmente non rappresentativi.

37. Limiti tecnici della norma

La norma è molto utile, ma non deve essere usata oltre il suo campo di validità.

I principali limiti sono:

• fornisce valori stazionari, non descrive pienamente fenomeni transitori;
• non tratta in modo completo assorbimento, accumulo e rilascio di umidità;
• non risolve il problema del comfort tattile;
• non valuta il discomfort locale;
• non considera dettagliatamente l’asimmetria dell’abbigliamento;
• non sostituisce prove specifiche per indumenti protettivi complessi;
• richiede prudenza con indumenti impermeabili, riflettenti, ventilati, raffreddati o riscaldati;
• non elimina l’incertezza dovuta alla variabilità individuale;
• non sostituisce il giudizio professionale nei casi di rischio termico elevato.

La norma deve quindi essere letta come metodo di stima e valutazione, non come catalogo universale di ogni possibile indumento.

38. Criteri per una relazione tecnica ben redatta

Una relazione tecnica che usa la UNI EN ISO 9920 dovrebbe indicare chiaramente:

• riferimento normativo completo;
• stato della norma al momento della valutazione;
• descrizione dell’abbigliamento;
• metodo di stima o misura;
• valore Icl;
• valore IT, se usato;
• valore fcl;
• valore Re,T o Re,cl, se necessario;
• indice im adottato;
• eventuali correzioni per movimento;
• eventuali correzioni per vento;
• velocità relativa dell’aria;
• attività o metabolismo;
• unità di misura;
• fonti dei valori;
• limiti e incertezze;
• eventuale esclusione di fenomeni non trattati dalla norma;
• conclusione sull’adeguatezza del parametro usato nel modello termoergonomico.

Una formula utile nella relazione è:

“Il valore di isolamento dell’abbigliamento è stato assunto/stimato/misurato secondo UNI EN ISO 9920:2009; il valore statico è stato corretto/non corretto per movimento e velocità relativa dell’aria in funzione delle condizioni operative osservate.”

39. Importanza pratica della distinzione tra Icl e Re,T

In molti casi si presta attenzione solo al clo. Questo è insufficiente.

Due abbigliamenti possono avere lo stesso isolamento termico ma resistenza evaporativa molto diversa. In ambiente freddo questa differenza può essere secondaria; in ambiente caldo può diventare determinante.

Un capo impermeabile può avere isolamento non elevatissimo, ma resistenza evaporativa molto alta. Il lavoratore può quindi accumulare calore perché il sudore non evapora. In questi casi il parametro critico non è solo Icl, ma il sistema combinato:

• isolamento termico;
• resistenza evaporativa;
• metabolismo;
• umidità;
• ventilazione;
• durata dell’esposizione;
• possibilità di recupero.

La UNI EN ISO 9920 ha il merito di imporre questa visione integrata.

SCARICA IL FOGLIO EXCEL GRATUITO A CUI FA RIFERMENTO LA UNI EN ISO 9920

Il presente articolo ha finalità esclusivamente informative, divulgative e di approfondimento tecnico. Pur essendo stato redatto con la massima cura e attenzione, non costituisce riproduzione ufficiale della norma UNI trattata, non ne sostituisce in alcun modo il testo integrale e non può essere utilizzato come fonte normativa ufficiale.

La norma UNI di riferimento deve essere consultata nella sua versione originale, aggiornata e completa, acquistabile esclusivamente attraverso i canali ufficiali UNI, tra cui il sito istituzionale dell’Ente Italiano di Normazione.

Il presente sito non è in alcun modo collegato, affiliato, autorizzato, sponsorizzato o riconosciuto da UNI – Ente Italiano di Normazione. Ogni riferimento a norme UNI è effettuato unicamente per finalità tecniche, formative e di commento.

I contenuti dell’articolo rappresentano considerazioni tecniche, interpretazioni operative e osservazioni professionali elaborate sulla base della norma e dell’esperienza applicativa dell’autore. Tali contenuti non hanno valore ufficiale, certificativo o sostitutivo rispetto alla norma originale.

Per applicazioni professionali, progettuali, documentali, contrattuali, perizie, verifiche di conformità o attività soggette a responsabilità tecnica, si raccomanda sempre di consultare il testo ufficiale della norma UNI vigente e, ove necessario, di rivolgersi a professionisti qualificati.