arch.i Rossella Taraglio, Gabriele Piccablotto Laboratorio ... · 6 • UNI EN 12464 - 1 (2011) -...

prof.ssa Chiara Aghemo

Dipartimento Energia “Galileo Ferraris”

arch.i Rossella Taraglio, Gabriele Piccablotto

Laboratorio di Analisi e Modellazione dei Sistemi

Ambientali

(LAMSA) – Dipartimento Architettura e Design

2

ARCHITETTURAFormaComposizioneCaratteristiche dello spazio e superficiNormativa

ESIGENZE DELL’INDIVIDUOPrestazione visiva

Comfort visivoRapporti sociali

SicurezzaStato d’animo e salute

Giudizio estetico

ECONOMIA ED AMBIENTE

InstallazioneManutenzione

FunzionamentoEnergia

Ambiente

QUALITÀ DELLA LUCE

Efficienza energetica e qualità dell’illuminazione

3

LUCE

naturale ed artificiale

AMBIENTE

caratteristiche dello spazio

e delle superfici

SOGGETTO

attitudini, preferenze,

aspetti psicologici

Interazione di:

4000 K

6000 K

3000 K

Ambiente luminoso

4

UFFICIO:• prestazione visiva per studio e lavoro• gradevolezza dell’ambiente• sicurezza

CORRIDOIO AULE:• transito• sicurezza• aggregazione e studio• facilità di orientamento• restituzione immagine dell’Ateneo

PASSAGGIO TECNICO:• transito pedonale/veicolare• sicurezza• trasporto materiali/attrezzature• manutenzione impianti

Esigenze per l’illuminazione

5

Aspetti quantitativi della luce

• livello di illuminamento

• uniformità di illuminamento

• distribuzione delle luminanze

• controllo dell’abbagliamento

Aspetti qualitativi della luce

• qualità cromatica e differenziazione

cromatica in funzione delle

destinazioni d’uso

• integrazione luce naturale - artificiale

Requisiti illuminotecnici

6

• UNI EN 12464 - 1 (2011) - Luce e illuminazione.

Illuminazione dei posti di lavoro - Parte 1: Posti di lavoro in interni

• UNI EN 1838 (2013) - Illuminazione di emergenza

Em: illuminamento medio mantenuto [lx]

UGRL: Unified Glare Rating limit [-]

UO: uniformità di illuminamento [-]

Ra: indice di resa cromatica [-]

Tipo di interno, compito e attività

Em

[lx]UGRL

[-]UO

[-]Ra [-]

Aule 300 19 0,6 80

Uffici 500 19 0,6 80

Atrii, ingressi 200 22 0,4 80

Corridoi 100 25 0,4 80

Passaggi tecnici interrati 50 - 0,4 20

REQUISITI ILLUMINOTECNICI PER AMBIENTI INTERNI, COMPITI E ATTIVITÀ

Edilizia scolastica

Quadro normativo di riferimento

7

Tipologia

di sorgente luminosa

Flusso

luminoso

[lm]

Efficienza

luminosa

[lm/W]

Temperatura

di colore

[K]

Indice di

resa

cromatica

Potenza

[W]

Vita media

[h]

Ciclo di

alogeni

60-50000 <25 2800-3200 100 5-2000 2000-5000

Fluorescenti

lineari

200-6100 <105 2700-7000 80-90 4-80 14000-63000

Fluorescenti

compatte

200 -2400 <75 2500-6500 80 -90 5 -35 6000-15000

Ioduri

metallici

5700-220000 <105 3000-5600 65-90 35-2000 3000-12000

Ioduri metallici(bruciatore ceramico)

3300-14200 <95 3000-4200 95 20-250 6000-12000

Vapori

di sodio (alta pressione)

1300-130000 <150 2000-2200 25-80 70-1000 10000-32000

LED tipo COB(Chip on Board)

100-10000 <130 2700-7000 85-95 1-80 50000

Vita media: ore dopo le quali il 50% di un lotto di lampade cessa di funzionare

Vita utile: ore dopo le quali il flusso luminoso residuo raggiunge il 70% del flusso luminoso nominale iniziale

Caratteristiche delle sorgenti luminose

8

Apparecchi di illuminazione per fluorescenti lineari

senza ottica con diffusore con schermo a lamelle

Tipologie di apparecchi

9

Sistemi di controllo e gestione

quale strumento per la realizzazione di un sistema di illuminazione

multifunzionale

Il sistema di controllo risponde a molteplici esigenze:

• risparmio energetico, connesso alla modalità di utilizzo degli ambienti e alla disponibilità di luce naturale

• comfort visivo, connesso alle esigenze dell’utente

• comfort termico, connesso alla riduzione dei carichi endogeni del sistema di illuminazione e ai carichi solari

• flessibilità degli spazi e degli impianti, connesso alla possibilità di riconfigurare un’installazione senza intervenire fisicamente sul cablaggio degli apparecchi

• valorizzazione degli spazi, connesso alla regolazione del flusso luminoso, del colore e della temperatura di colore della luce

• manutenibilità, connessa al controllo generale dello stato del sistema e dei suoi componenti riducendo i tempi di intervento

Sistemi di controllo e gestione

10

Ci sono principalmente due modi per ridurre il consumo di energia da parte del

sistema di illuminazione tramite il sistema di controllo:

• Switching: lo spegnimento completo delle sorgenti luminose in ambientequando non sono necessarie (riduzione delle ore di funzionamento);

• Dimming: la riduzione della potenza di illuminazione al minimo necessario, per tenere conto dell’apporto di luce naturale e di condizioni d’uso particolari.

Sistemi di regolazione e controllo (1)

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‘PRESENCE CONTROL’

Installare:

• un sensore di presenza per ogni

ambiente per determinare l’effettivo

stato di occupazione del locale

Controllo:

• ON automatico OFF dimming

• ON e OFF automatico

• ON manuale OFF dimming

• ON manuale OFF automatico

Copertura di sensori di presenza ad ultrasuoni e IR

Sistemi di regolazione e controllo (2)

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‘FLUX CONTROL’

Installare:

• un sensore di illuminamento per

edificio/zona (flux control centralizzato)

• un sensore di illuminamento per

ogni locale (flux control decentralizzato)

Controllo:

• controllo elettronico del flusso

luminoso emesso (dimming)

• ON/ OFF di singole lampade e/o

gruppi (switching)

Dimmerazione diversificata

per 3 file di apparecchi

in 2 condizioni differenti

(mattina e crepuscolo)

crepuscolo

mattina

Sistemi di regolazione e controllo (3)

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Sorgente luminosa: fluorescente lineare

Configurazione fila di apparecchi:• n. 1 plafoniera _ 1x58 W (tipologia 1)

• n. 2 plafoniere _ 1x36 W (tipologia 2)

Caratteristiche tecniche:Flusso luminoso: 3965 lm (58 W); 2633 lm (36W)

TCC = 4000 K

Ra > 80Sistema di controllo:• parzializzazione notturna (40% acceso)

Plafoniera 1x36WTipo 2

Plafoniera 1x58WTipo 1

Plafoniera 1x36WTipo 2

Corridoio piano terra ante operam

CORRIDOIO PIANO TERRA

ante operam

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CORRIDOIO PIANO TERRA

post operam _ lotto 1.A.1

Sorgente luminosa: LED

Configurazione fila di apparecchi :• n. 1 modulo _ 27 W (tipologia 1)

• n. 2 moduli _ 22 W (tipologia 2)

Caratteristiche tecniche:Flusso luminoso: 3090 lm (27 W); 2320 lm (22 W)

TCC = 4000 K

Ra > 80

Sistema di controllo:• dimming con sensore di luce diurna; switching in

periodo notturno/festivo con sensore di presenza

Modulo LEDTipologia 2

Modulo LEDTipologia 1

Modulo LEDTipologia 2

Corridoio piano terra post operam _ lotto 1.A.1

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CORRIDOIO PIANO TERRA

post operam _ lotto 1.A.2

Sorgente luminosa: LED

Configurazione fila di apparecchi :• n. 1 modulo _ 20 W (tipologia 1)*

• n. 2 moduli _ 12 W (tipologia 2)*

Caratteristiche tecniche:Flusso luminoso: 2295 lm (20W); 1800 lm (12W)*

TCC = 4000 K

Ra > 80

Modulo LEDTipologia 2

Modulo LEDTipologia 1

Modulo LEDTipologia 2

Sistema di controllo:• dimming con sensore di luce diurna; switching in

periodo notturno/festivo con sensore di presenza

(*) ottenuti da dimmerazione del 45% rispetto ai dati nominali: 5100 lm (47 W); 4000 lm (36 W)

Corridoio piano terra post operam _ lotto 1.A.2

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Confronto requisiti – rilievi fotometrici in campo

UNI EN 12464-1

ante operamlotto 1.A.1

ante operamlotto 1.A.2

post operamlotto 1.A.1

post operamlotto 1.A.2

Em [lx] 100 ÷ 200 157 168 217* 197*

Emin [lx] - 128 129 152* 160*

Uo 0,4 0,8 0,8 0,7 0,8

Altezza di misura h = 0,10 m

(*) applicato Fattore di Manutenzione pari a 0,8

Corridoio piano terra

17

Misura dell’illuminamento

Valori di illuminamento [lx] su griglia di misura lotto 1.A.1

luxmetro

DeltaOhm HD 2302

Corridoio piano terra

18

Technoteam mod. LMK 98

Acquisizione dei valori di luminanza con tecnica

High Dynamic Range (HDR)

Mappatura di luminanza del campo visivo

CCD - CMOS

Misura della luminanza

Corridoio piano terra

Technoteam mod. LMK Mobile

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ante operam post operam_lotto 1.A.1 post operam_lotto 1.A.2

L [cd/m2]

Misura della luminanza

20

Re

lative

Sp

ectr

alD

istr

ibu

tio

n

Wavelength [nm]

UNI EN 12464-1

(corridoi)

ante operam post operamlotto 1.A.1

post operamlotto 1.A.2

CCT [K] - 3666 3946 3905

Ra > 80 80 85 83

spettrofotometro

Minolta CL-500

Misura dell’emissione spettrale delle sorgenti

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ante operam post operam_lotto 1.A.1 post operam_lotto 1.A.2

Tipologia Lampada: fluorescente lineareE medio [lx]: 147 Uniformità E min/E med : 0,9

Tipologia Lampada: LEDE medio [lx]: 193Uniformità E min/ E med: 0,9

Tipologia Lampada: LEDE medio [lx]: 200Uniformità E min/ E med: 0,8

E [lx]

Simulazioni con software di calcolo illuminotecnico

22

ante operam

Sorgente luminosa: fluorescente lineare

Apparecchi: n. 2 _ 2x58 W (tipologia 3)

Caratteristiche tecniche:Flusso luminoso apparecchio: 6632 lm (2x58 W)

TCC = 4000 K

Ra = 85

Sistema di controllo:

• accensione on/off

Uffici piano secondo ante operam

UFFICI PIANO SECONDO

23

UFFICI PIANO SECONDO

post operam _ lotto 1.B.1

Sorgente luminosa: LED

Apparecchi: n. 2 _ 47 W (tipologia 3)

montaggio a plafone

Caratteristiche tecniche:Flusso luminoso apparecchio: 5100 lm

TCC = 4000 K

Ra > 80 Sistema di controllo:• dimming con sensore di luce diurna

Uffici piano secondo post operam _ lotto 1.B.1

24

UFFICI PIANO SECONDO

post operam _ lotto 1.B.2

Sorgente luminosa: LED

Apparecchi: n. 2 _ 53 W (tipologia 3)

montaggio a sospensione

Caratteristiche tecniche:Flusso luminoso apparecchio: 4756 lm

TCC = 4000 K

Ra > 80 Sistema di controllo:• dimming con sensore di luce diurna

Uffici piano secondo post operam _ lotto 1.B.2

25

Confronto requisiti – rilievi fotometrici in campo e

simulazioni

UNI EN 12464-1

ante operamlotto 1.B.1

ante operamlotto 1.B.2

post operamlotto 1.B.1

(simulazione)

post operamlotto 1.B.2

(simulazione)

Em [lx] 500 489 n.d. 521 580

Emin [lx] - 392 n.d. 291 381

Uo 0,6 0,6 n.d. 0,6 0,7

Altezza di misura h = 0,85 m

Uffici piano secondo

26

ante operam post operam_lotto 1.B.1 post operam_lotto 1.B.2

Tipologia Lampada: fluorescente lineareE medio [lx]: 489Uniformità: 0,58

Tipologia Lampada: LEDE medio [lx]: 521Uniformità: 0,56

Tipologia Lampada: LEDE medio [lx]: 580Uniformità: 0,66

E [lx]

Simulazioni con software di calcolo illuminotecnico

27

PASSAGGIO TECNICO PIANO SEMINTERRATO

ante operam

Sorgente luminosa: fluorescente lineare

Apparecchi: n. 7 _ 2x58 W (tipologia 4)

Caratteristiche tecniche:Flusso luminoso apparecchio: 7355 lm (2x58 W)

TCC = 4000 K

Ra > 80

Sistema di controllo:

• parzializzazione notturna (50% acceso)

Passaggio tecnico piano seminterrato ante operam

28

PASSAGGIO TECNICO PIANO SEMINTERRATO

post operam _ lotto 1.C.1

Sorgente luminosa: LED

Apparecchi: n. 7 _ 59 W (tipologia 4)

Caratteristiche tecniche:Flusso luminoso apparecchio: 7500 lm

TCC = 4000 K

Ra > 80

Sistema di controllo:• dimming 30% sempre acceso + sensore presenza

Passaggio tecnico piano seminterrato post operam

29

Confronto requisiti – rilievi fotometrici in campo

UNI EN 12464-1

ante operamlotto 1.C.1

post operamlotto 1.C.1

Em [lx] 50 73 103*

Emin [lx] - 18 23*

Uo 0,4 0,2 0,2

Altezza di misura h = 0,10 m

(*) applicato Fattore di Manutenzione pari a 0,8

Passaggio tecnico piano seminterrato

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ante operam post operam_lotto 1.C.1

Tipologia Lampada: fluorescente lineareE medio [lx]: 73Uniformità: 0,48

Tipologia Lampada: LEDE medio [lx]: 107Uniformità: 0,45

E [lx]

Simulazioni con software di calcolo illuminotecnico

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EFFICIENZA ENERGETICA

EFFICIENZA LUMINOSA

COMFORT VISIVO

Conclusioni

M’illumino meglio… con meno!

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prof.ssa Chiara AghemoDipartimento Energia “Galileo Ferraris”

arch.i Rossella Taraglio, Gabriele PiccablottoLaboratorio di Analisi e Modellazione dei Sistemi Ambientali

(LAMSA) – Dipartimento Architettura e Design

In collaborazione con Niccolò Parisi - tesi di laurea magistrale in

Architettura per il Progetto Sostenibile.

Titolo della tesi: “M’illumino con meno. Un progetto pilota del

Politecnico di Torino: analisi e valutazioni” – dicembre 2017