6° Congresso Nazionale CIRIAF – Atti (Perugia 7/8 aprile 2006)
LE NUOVE NORMATIVE NEL SETTORE ILLUMINOTECNICO – CONFRONTO
CRITICO E APPLICAZIONI DELLE VERIFICHE IN AMBIENTI SCOLASTICI
I. Costarelli1, R. Mariani2, M. Vergoni3
1
Dipartimento di Ingegneria Industriale – Università degli Studi di Perugia, Via G. Duranti 67, 06125 Perugia
Dipartimento di Ingegneria Industriale – Università degli Studi di Perugia, Via G. Duranti 67, 06125 Perugia
3
CIRIAF, Sez. Fisica Tecnica e Inquinamento Ambientale, Università di Perugia, Via Duranti 67, 06125 Perugia
2
SOMMARIO
Negli ultimi anni la comunità scientifica ha dimostrato un crescente interesse verso l’illuminazione artificiale negli ambienti
interni, soprattutto in termini di quantità e qualità della luce. La ricerca in questo campo è sempre più indirizzata verso
un’illuminazione che tenga conto del risparmio energetico, senza però trascurare il comfort luminoso e la gradevolezza della
percezione dell’ambiente circostante. Con questo spirito, in sostituzione della UNI 10380, sono state emanate le norme UNI
EN 12464/2004, in cui sono definiti i criteri di qualità degli impianti per una corretta visione, le metodologie di misura e i
criteri di progettazione.
Scopo del presente lavoro è il confronto critico fra i nuovi provvedimenti normativi e la precedente versione applicato ad un
particolare caso di studio per la verifica del comfort illuminotecnico in ambienti scolastici. In particolare, è stata individuata
come caso di studio l’Aula 3 della Facoltà di Ingegneria dell’Università di Perugia: è stata condotta una campagna di misure
finalizzata alla determinazione dei principali parametri illuminotecnici (illuminamento, luminanza e temperatura di colore). Si
sono utilizzate strumentazioni in dotazione alla sezione di Fisica Tecnica e Controlli Ambientali del CIRIAF. Dal confronto
con le prescrizioni della norma è emersa la non conformità dell’impianto attualmente installato. Sono state ipotizzate alcune
soluzioni migliorative e, tramite un modello previsionale, si sono valutati i benefici apportati alla qualità della visione.
prescrizioni normative è emersa la non conformità
dell’impianto attualmente installato; si sono perciò ipotizzate
alcune soluzioni migliorative e, tramite un modello
previsionale, si sono valutati i benefici apportati alla qualità
della visione.
1. INTRODUZIONE
Gli aspetti del comfort luminoso negli ambienti confinati
stanno assumendo una crescente importanza nel panorama
tecnico e normativo. Negli ultimi anni la comunità scientifica
ha infatti dimostrato un crescente interesse verso
l’illuminazione artificiale negli ambienti interni, soprattutto in
termini di quantità e di qualità della luce. La ricerca in questo
campo è sempre più indirizzata verso un’illuminazione che
tenga conto del risparmio energetico e quindi dell’impiego
della luce naturale, senza però trascurare il comfort luminoso e
la gradevolezza della percezione dell’ambiente circostante.
In particolare negli ambienti scolastici, oggetto del presente
studio, la norma UNI 10840 [1] suggerisce che il progetto
illuminotecnico preveda il più possibile l’uso della luce
naturale, in modo da favorire il benessere psico-fisico degli
occupanti e limitare allo stesso tempo il consumo energetico.
Le finestre hanno il compito di creare una buona distribuzione
delle luminanze e di realizzare il contatto visivo con
l’ambiente esterno; si deve avere però la possibilità di poterle
oscurare completamente, quando le esigenze didattiche lo
richiedano.
Le norme UNI EN 12464, emanate nel 2004 in sostituzione,
in parte, della UNI 10380, definiscono i criteri di qualità degli
impianti per una corretta visione, le metodologie di misura e i
criteri di progettazione.
Scopo del presente lavoro è la verifica del comfort
illuminotecnico in ambienti scolastici; in particolare, è stata
individuata come caso di studio l’Aula 3 della Facoltà di
Ingegneria dell’Università di Perugia, dove è stata condotta
una campagna di misure finalizzata alla determinazione dei
principali
parametri
illuminotecnica
(illuminamento,
luminanza e temperatura di colore). Dal confronto con le
2. QUADRO NORMATIVO DI RIFERIMENTO
Nel 1994 il settore illuminotecnico recepiva la norma UNI
10380 Illuminazione di interni [2] con lo scopo di fornire le
linee guida relative all’esecuzione e alla verifica degli impianti
di illuminazione. Tale norma fornisce le definizioni delle
grandezze
fotometriche
fondamentali,
le
finalità
dell’illuminazione a seconda della destinazione d’uso del
locale ed infine le prescrizioni generali e specifiche per ogni
grandezza.
Per quel che riguarda i locali adibiti ad uso scolastico, la
norma suggerisce che l’illuminazione debba favorire
l’attenzione e la concentrazione, permettere di riconoscere
facilmente il materiale didattico e facilitare le attività visive
connesse all’insegnamento. In Tabella 1 sono riportati i
requisiti di illuminazione per gli edifici scolastici, a seconda
del compito visivo, in termini di illuminamento medio, tonalità
di colore, gruppo di resa del colore (caratterizzato dal simbolo
Ra) e classe di controllo dell’abbagliamento.
La norma descrive, inoltre, le verifiche illuminotecniche da
effettuare e le caratteristiche di impiego e di precisione degli
strumenti, oltre a fornire le modalità per limitare
l’abbagliamento diretto, quello riflesso, la metodologia per la
determinazione dell’illuminamento medio, dell’abbagliamento
diretto e riflesso e il calcolo del fattore di resa del contrasto
CRF.
183
reperibilità dei luxmetri. Le principali novità introdotte dalla
[3] sono: la valutazione dell’illuminamento sull’area
immediatamente circostante il compito; la scala degli
illuminamenti; il nuovo indice UGR per la valutazione
dell’abbagliamento; sfarfallamento ed effetti stroboscopici. La
novità più importante è senz’altro l’indice UGR, definito nella
relazione della CIE n° 117, che fornisce anche il metodo
tabulare per il calcolo che deve essere utilizzato dai costruttori
degli apparecchi per la sua valutazione.
Tabella 1 - Requisiti di illuminazione per i locali scolastici
Tipo di locale o
Illuminamento Tonalità
compito visivo
medio (lux)
di colore
classe, illuminazione
generale
200-500-750
W,I
lavagna
300-500-750
W,I
laboratori artistici o
scientifici
500-750-1000
W,I,C
aule universitarie,
illuminazione generale 300-500-750
W,I
aule universitarie,
banchi dimostrazioni
500-750-1000
W,I
aule universitarie,
lavagna
500-750-1000
W,I
laboratori, officine
300-500-750
W,I
sala per assemblee
150-200-300
W,I
Ra G
1B B
1B B
1B B
1B B
3. UN CASO DI STUDIO: L’AULA 3
FACOLTA’ DI INGEGNERIA DI PERUGIA
1B B
DELLA
Lo studio ha riguardato la valutazione dell’ambiente
luminoso in un’aula della Facoltà di Ingegneria dell’Università
degli Studi di Perugia (Aula 3). E’ stata scelta questa aula in
quanto la più rappresentativa della maggior parte delle aule
presenti nella Facoltà. L’aula, a pianta rettangolare di
dimensioni 16 m x 12 m, al suo interno presenta due file di
banchi, per un totale di 157 posti a sedere, una cattedra ed una
lavagna appesa su di un fondo nero; le aperture presenti sono
due porte che danno su un corridoio e due ampie superfici
vetrate con finestre che affacciano all’esterno (Figura 1).
1B B
1B B
1B B
La normativa tecnica italiana ha recentemente recepito la
EN 12464 del 2002, pubblicata come UNI EN 12464/2004 [2],
Luce e Illuminazione – Illuminazione nei posti di lavoro, che
in gran parte sostituisce la UNI 10380/94. La norma si articola
in sei capitoli, nei quali si specifica lo scopo e il campo di
applicazione, i termini e le definizioni utilizzate, i criteri di
progettazione, l’elenco dei requisiti illuminotecnici e i
procedimenti di verifica. Lo scopo è quello di fornire i
requisiti illuminotecnici per i posti di lavoro in interni in
termini di comfort visivo e prestazione visiva.
I principali parametri da controllare per soddisfare le
esigenze visive dei lavoratori sono: la distribuzione delle
luminanze, l’illuminamento, l’abbagliamento, la direzione
della luce, la resa dei colori e il colore apparente della luce, lo
sfarfallamento e gli effetti stroboscopici ed infine la luce
diurna. Tale norma definisce i valori limite dei seguenti
parametri:
- illuminamento medio mantenuto;
- uniformità di illuminamento;
- grado unificato di abbagliamento (UGR);
- indice di resa cromatica.
Figura 1. Vista dell’Aula 3
2.1 Confronto critico delle normative
La differenza sostanziale tra la UNI 10380 e la UNI EN
12464 è da ricercarsi nello scopo che esse si prefiggono. La
UNI 10380 fornisce le prescrizioni relative all’esecuzione,
l’esercizio e la verifica degli impianti di illuminazione
artificiali, stabilendo i parametri da controllare e le modalità.
Nella UNI EN 12464 sono specificati i requisiti relativi agli
impianti di illuminazione in termini di quantità e qualità per la
maggior parte dei posti di lavoro in interni; non sono riportate
soluzioni progettuali e impiantistiche specifiche al fine di non
influenzare il progettista e di dare la possibilità di
sperimentare nuove soluzioni e tecnologie. Altra differenza, di
natura molto più pratica, consiste nel fatto che la UNI 10380
forniva prescrizioni molto restrittive e laboriose per le
verifiche di luminanza, che spesso non venivano effettuate a
causa della complessità esecutiva e della difficile reperibilità
degli strumenti di misura da parte degli operatori del settore.
La nuova norma, invece, dà dei suggerimenti generali sulla
distribuzione delle luminanze e viene lasciato alla discrezione
del progettista o del verificatore il livello di accuratezza
nell’ottimizzazione; rimane tuttavia però inalterato il grado di
dettaglio nella verifica dell’illuminamento, data la comune
3.1 Strumentazione utilizzata
Prima della campagna di misure vera e propria si sono
effettuate le seguenti attività preliminari:
- rilievo architettonico dell’aula;
- definizione dei compiti visivi e precisamente:
• lettura e scrittura su carta;
• lettura e scrittura sulla lavagna;
• deambulazione tra i banchi;
- individuazione delle zone di svolgimento dei compiti:
sui banchi e sulla cattedra il compito è quello di lettura
e scrittura mentre i corridoi servono per il passaggio;
- localizzazione degli apparecchi di illuminazione.
Le misure di illuminamento sono state effettuate con un
luxmetro/colorimetro Minolta Chroma Meter CL-200 (Figura
2a) con il quale è possibile procedere alla determinazione delle
coordinate tricromatiche e della temperatura di colore delle
lampade. Per la misura delle luminanze è stato impiegato un
luminanzometro Minolta Luminance Meter LS-100, riportato
in Figura 2b, in grado di effettuare misure di luminosità da una
distanza che va da 1014 mm fino a infinito.
184
che le lampade sono state accese per 1 h e avendo avuto cura
di oscurare le superfici vetrate. Gli altri punti di misura sono
stati posizionati sulla cattedra e sulla lavagna, come mostrato
in Figura 3.
Per quanto riguarda le zone di transito, ne sono state
individuate tre. La prima zona, nominata corridoio 1, si trova
tra la parete e la fila A, il corridoio 2 è delimitato dalle due
file di banchi e il corridoio 3 è situato tra la fila B e l’altra
parete. Per i corridoi 1 e 3 sono stati individuati 8 punti di
misura, per il corridoio 2 i punti individuati sono 7, tutti
disposti lungo i camminamenti. Le misure sono state fatte
ponendo lo strumento ad un’altezza di 20 cm da terra. I punti
b banchi sono identificati con numeri da 1 a 11,
nelle zone dei
quelli nelle zone di transito con lettere da a ad h.
L’illuminamento medio, Em, è stato calcolato a partire dagli
illuminamenti puntuali, in base alla seguente relazione:
a)
)
Figura 2. Strumentazione utilizzata:
a) luxmetro/colorimetro CL-200 b) luminanzometro LS-100
Em =
4. GRANDEZZE MISURATE E VERIFICHE
La UNI EN 12464 non fornisce alcun metodo per il
posizionamento dei punti di misura, ma solo i valori minimi da
rispettare. Il reticolo dei punti di misura è stabilito
suddividendo l’ambiente in zone omogenee per attività svolte
e tenendo conto che il numero di punti non deve comunque
risultare minore di 9 per ciascuna zona, in base a quanto già
prescritto dalla UNI 10380.
Il numero minimo di punti necessario al calcolo
dell’illuminamento medio può essere stabilito in relazione
all’indice del locale K, definito dalla (1) (Tabella 2) [2, 4]:
a ⋅b
h ⋅ ( a + b)
(2)
dove:
- x, punto di misura;
- n, numero di punti di misura considerati;
- Ex, illuminameno misurato nel punto di misura x, (lux).
4.1 Illuminamento
K=
1 n
∑ Ex
n x =1
Cattedra
(1)
dove:
a e b sono le lunghezze dei lati dell’ambiente (m);
h è la distanza tra la superficie illuminante e il piano di
lavoro (m).
Nel caso specifico K è pari a 2,28. In base allo schema
proposto dalla UNI 10380 si è tracciata la griglia di misura,
posizionando i punti al centro della maglia e avendo cura di
creare maglie rettangolari con rapporto tra i lati pari a 2.
-
Fila A
Fila B
Tabella 2 - Numero di punti necessari per il calcolo di Em
Indice del locale K
<1
1-2
2-3
>3
Numero di punti
1
9
16
25
Corridoio 1
Corridoio 2
Corridoio 3
Punti di misura di E,Tpc
x Punti di misura di L
Figura 3. Planimetria dell’aula e posizione dei punti di misura
Il procedimento seguito ha fornito un numero eccessivo di
punti, per le ridotte dimensioni della zona d’interesse. Quindi
sono stati trascurati quelli ritenuti meno significativi, senza
compromettere la validità del rilievo.
Nello specifico per la zona dei banchi si sono rilevati in
totale 22 punti: 11 nella fila A e 11 nella fila B, disposti in due
griglie simmetriche tra loro e numerati in ordine crescente a
partire dalla seconda fila di banchi; questo al fine di rispettare
il più possibile la simmetria della disposizione degli
apparecchi illuminanti all’interno dell’ambiente. Il rilievo è
stato effettuato ad una altezza dal pavimento di 85 cm, dopo
L’illuminamento medio è stato confrontato con
l’illuminamento medio mantenuto fornito dalla [3].
Dall’analisi dei dati (Tabella 3) risulta come l’impianto non
rispetti i valori di illuminamento prescritti dalla norma per
quanto riguarda la zona della lavagna e per il compito di
lettura e scrittura, mentre per le zone di passaggio garantisce
un buon illuminamento. Osservando la Figura 4 si può notare
come i valori di illuminamento dei punti delle due file siano
molto simili tra di loro, fatta eccezione per il punto 10, dove la
differenza tra la fila A e B è di circa 100 lux.
185
La [3] non prescrive di effettuare verifiche di luminanza,
contrariamente alla [2], e prescrive che i punti di misura siano
gli stessi usati per la misura dell’illuminamento.
Per ogni fila di banchi le misure sono state effettuate in
quattro punti, indicati in Figura 3. Per ogni punto la luminanza
è stata misurata puntando lo strumento sull’area del compito,
sulla lavagna e sulla lampada posta sopra la posizione
dell’osservatore. Lo strumento, dovendo simulare l’occhio
della persona seduta, è stato posto ad un’altezza da terra di 1.2
m, come prescrive la UNI 10380. Per la cattedra, la luminanza
è stata misurata sull’area del compito negli stessi punti usati
per la misura dell’illuminamento, orientando lo strumento
verso il fondo dell’aula e sulla lampada posta sopra la
posizione dell’osservatore. Nei corridoi la luminanza è stata
rilevata in tre punti. Per il corridoio 1 e 3 le misure sono state
effettuate puntando lo strumento sul pavimento, sul banco
adiacente il punto di misura e sulla parete che delimita il
corridoio. Per il corridoio 2 la luminanza è stata misurata
sull’area del compito e sulle due file di banchi. In questo caso
lo strumento è stato posto all’altezza di 1,65 m da terra [2].
Dall’analisi dei dati di luminanza sui banchi (Figura 6) si
nota come al punto 4 la fila B è più luminosa della fila A, con
una differenza di circa 15 nit; questo valore scende fino a 5 nit
nel punto 7, fino ad annullarsi nel punto 1; nel punto 8 invece
risulta più luminosa la fila A.
Tabella 3. Valori medi dell’illuminamento nelle diverse zone e
confronto con i valori consigliati dalla normativa
Em (lux)
327
328
307
95
262
274
218
Em (lux)
Zona
Fila A
Fila B
Cattedra
Lavagna
Corridoio 1
Corridoio 2
Corridoio 3
Em (lux) UNI 12464
500
500
500
500
100
100
100
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Fila A
Fila B
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Punti
Figura 4. Illuminamento sui banchi (lux)
80
70
60
L (nit)
Dall’analisi degli illuminamenti puntuali delle zone di
passaggio, emerge che il corridoio più illuminato è il numero
1; questo potrebbe essere dovuto alla presenza di una parete
tinteggiata di colore chiaro quindi molto riflettente, mentre il
corridoio 2 ha le finestre che al momento del rilievo
risultavano oscurate da tende; il corridoio 3, infine, risente
dell’ombra dei banchi.
Per quanto riguarda la temperatura di colore, si può
osservare dalla Figura 5 che i valori rilevati si attestano
intorno ai 2800 K, tranne per i punti 9 e 10 dove si nota una
sostanziale diversità dei valori, a causa delle diverse lampade
montate nell’apparecchio sopra i punti di misura al momento
del rilievo. Valori simili si sono avuti per le zone di transito.
Fila B
30
10
0
1
4
7
8
Punti
Figura 6. Luminanze sui banchi (nit)
Per quanto riguarda le zone di passaggio, il corridoio 3 è
meno luminoso degli altri due (Figura 7), ma è quello che
presenta una maggiore uniformità di luminanza, oscillando
questa intorno ad un valore di 23 nit. Il corridoio 1 è quello
che presenta il maggior gradiente di luminanza: si passa infatti
da un valore di circa 22 nit ad uno di circa 50 nello spazio di
pochi metri. La causa di questa differenza così marcata di
luminanza può essere ricondotta alla presenza di un
apparecchio, proprio sopra al punto a del corridoio 1, dove
sono montate lampade diverse dalle altre.
3200
3100
3000
Tcp (K)
Fila A
40
20
3300
2900
2800
50
Fila A
Fila B
2700
2600
2500
60
2400
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
50
Punti
L (nit)
40
Figura 5. Temperatura di colore (K) sui banchi
Corridoio 1
30
Corridoio 2
Corridoio 3
20
10
4.2 Luminanza
0
a
Le misure di luminanza hanno lo scopo di valutare se
l’illuminazione artificiale consente di ottenere un adeguato
equilibrio delle stesse entro il campo visivo dell’operatore, ai
fini della riduzione dell’affaticamento visivo.
d
f
Punti
Figura 7. Luminanze nelle zone di passaggio
186
5. MODELLO PREVISIONALE:
LITESTAR 8.00 [5]
IL
confrontati con quelli misurati (Tabella 5): per quanto riguarda
i corridoi sono stati riportati i valori di luminanza nei punti
dove le differenze tra valori misurati e simulati sono massime
e pari al più a 14 nit. Per il resto il confronto ha evidenziato
che c’è rispondenza tra i due set di dati.
SOFTWARE
Il software Litestar 8.00 permette di calcolare gli
illuminamenti e le luminanze sulle superfici degli ambienti,
arredi inclusi, tenendo conto anche delle ombre da essi create,
consentendo anche il rendering dell’ambiente da diversi punti
di vista, valutando le riflessioni secondo la teoria di Lambert.
Mediante il software è possibile realizzare sia verifiche
illuminotecniche sia il progetto illuminotecnico di un
ambiente, impiegando come procedura di calcolo il metodo
del flusso totale ed eseguendo tre tipi di calcolo, semplificato,
diretto o completo.
Nel presente lavoro il Litestar è stato usato con lo scopo di
creare un modello virtuale dell’Aula 3, determinando i valori
dei parametri illuminotecnici attuali e valutando i benefici
ottenibili con soluzioni correttive.
Il modello è stato realizzato seguendo le seguenti fasi :
- realizzazione dell’ambiente da modellare;
- modellazione degli arredi presenti;
- impostazione della procedura di calcolo considerando
l’illuminamento diretto, 7 interriflessioni, gli arredi
all’interno dell’ambiente, comprese le ombre.
Tabella 5. Valori di luminanza: confronto tra simulazioni e
misure
Zona
Fila A
Fila B
Corridoio 1 (punto d)
Corridoio 2 (punto g)
Corridoio 3 (punto g)
Al fine di migliorare il comfort illuminotecnico all’interno
dell’Aula 3 sono state ipotizzate tre diverse soluzioni
progettuali.
Ipotesi progettuale n°1 – Prevede di modificare il coefficiente
di manutenzione dell’apparecchio illuminante, usando quello
fornito dalla ditta produttrice degli apparecchi e pari a 0,70,
mentre il coefficiente proprio dell’ambiente, ottenuto dalla
Letteratura tecnica, è posto pari a 0,50. Dall’analisi dei dati è
possibile osservare che i valori di illuminamento ottenuti per
le superfici dei banchi e della cattedra sono ancora minori di
quelli raccomandati dalla [2]; per le zone di passaggio, invece,
la verifica è ampiamente soddisfatta (Tabella 6).
I risultati iniziali delle simulazioni, ottenuti in prima
approssimazione considerando l’intera superficie in pianta
dell’aula, hanno fornito per l’illuminamento un valore medio
sul piano di lavoro di 258 lux, sul pavimento di 146 lux.
Questi dati presentano una forte discrepanza con quelli
misurati; ciò è dovuto al fatto che il valore risulta mediato
sull’intero piano, mentre quelli ottenuti dalle misurazioni sono
stati mediati solo nell’area interessata. Per avere quindi dei
numeri paragonabili, sul piano di lavoro, è stata fatta la media
dei soli valori che ricadono all’interno delle zone dei banchi,
mentre per le zone di passaggio sono stati trattati solo i punti
disposti lungo le pareti.
Dall’analisi dei risultati si evince come i valori forniti dalla
simulazione siano leggermente più elevati di quelli riscontrati
nella realtà, tranne che per il corridoio 2 (Tabella 4); le
differenze restano comunque contenute entro i 20 lux,
attestando un buon accordo fra situazione reale e simulata.
Tabella 6. Illuminamenti medi calcolati nell’ipotesi di
progetto 1 e confronto con i valori normativi
Zona
Fila A
Fila B
Cattedra
Corridoio 1
Corridoio 2
Corridoio 3
Tabella 4. Valori di illuminamento: confronto tra
simulazioni e misure
Em (lux)
Simulazioni
304
301
304
234
279
197
L (nit)
Misure
59
63
45
48
21
6. PROPOSTE PROGETTUALI
5.1 Confronto tra dati sperimentali e output delle
simulazioni
Zona
Fila A
Fila B
Cattedra
Corridoio 1
Corridoio 2
Corridoio 3
L (nit)
Simulazioni
60
58
33
34
28
Em (lux)
Misure
327
328
307
262
274
218
Em (lux)
425
422
425
328
434
287
Em (lux)
UNI 12464
500
500
500
100
100
100
Esito verifica
Non Soddisfatta
Non Soddisfatta
Non Soddisfatta
Soddisfatta
Soddisfatta
Soddisfatta
Ipotesi progettuale n°2 - Prevede di sostituire gli
apparecchi illuminanti con altri capaci di alloggiare lampade
più potenti ed impostando come coefficiente di manutenzione
quello del locale, fornito dalla Letteratura tecnica e pari al
50%.
Il modello di apparecchi illuminanti scelto è il Filigare 294
T8 2MG della ditta 3FFilippi, a sospensione e con un’ottica di
alluminio a specchio, con un trattamento superficiale al
magnesio ed al titanio, che garantisce un migliore
illuminamento e non provoca iridescenza. Per quanto riguarda
le lampade, si è scelto il modello L58W/865 FLH1 prodotto
dalla ditta Osram, le cui caratteristiche sono le seguenti:
- Φ: 5000 lumen;
- Tcp: 3000 K;
- gruppo di resa del colore: 1B.
Per i valori della luminanza sul piano di lavoro, il software
non riesce a fornire dati attendibili se non viene definita una
superficie emittente. Pertanto si è pensato di sostituire le due
file di banchi con due superfici aventi le stesse proprietà di
riflessione e le stesse dimensioni. I valori ottenuti sono stati
187
strumentazione in dotazione al Laboratorio di Controlli
Ambientali del CIRIAF, al fine di valutare i valori di
illuminamento e luminanza all’interno dell’aula. I dati sono
stati in seguito oggetto di verifiche illuminotecniche, secondo
le prescrizioni dettate dalla UNI EN 12464; la griglia di
misura è stata definita in accordo a quanto prescritto dalla UNI
10380. Dall’analisi dei risultati, i valori dell’illuminamento
misurati nella zona del compito sono risultati al di sotto dei
valori minimi raccomandati dalla normativa. Sono state quindi
proposte alcune soluzioni migliorative, al fine di soddisfare
dette prescrizioni.
Con l’ausilio del software Litestar 8.00, si è creato un
modello dell’Aula che è stato tarato fino a quando i dati
restituiti dal programma sono risultati coincidenti con quelli
ottenuti dalle misure effettuate. Sono state poi proposte tre
soluzioni correttive, le prestazioni di ognuna delle quali sono
state simulate con Litestar.
La prima soluzione prevede di modificare il coefficiente di
manutenzione dell’apparecchio illuminante, usando quello
fornito dalla ditta produttrice degli apparecchi e pari a 0,70. I
risultati ottenuti non sono soddisfacenti, soprattutto per quanto
riguarda l’illuminamento.
La seconda ipotesi prevede di sostituire gli apparecchi
esistenti con dei nuovi più performanti, utilizzando il
coefficiente di manutenzione proprio dell’ambiente. I nuovi
illuminanti proposti, capaci di alloggiare lampade più lunghe e
potenti, hanno portato all’incremento del valore
dell’illuminamento medio sul piano del compito. I dati ottenuti
dalle elaborazioni numeriche, tuttavia, sono risultati, anche in
questo caso, non adeguati ai valori minimi previsti dalla
normativa.
La terza ipotesi progettuale prevede l’uso dell’impianto
descritto nella ipotesi progettuale 2, ma nei dati di ingresso
della simulazione il coefficiente di manutenzione è quello
minimo fornito dal produttore, pari al 70%. Tale soluzione
fornisce un illuminamento che soddisfa abbondantemente i
valori limite della normativa, a fronte di costi di acquisto e
montaggio non trascurabili; i costi gestionali, invece,
nonostante la maggior potenza impegnata, non risultano
sensibilmente diversi da quelli dell’impianto attualmente
installato.
Dall’analisi dei risultati della simulazione (Tabella 7) è
possibile osservare come i valori dell’illuminamento medio
mantenuto nelle zone del compito visivo di scrittura e lettura
non garantiscano ancora i valori previsti dalla [3], anche se per
poco. Dal confronto con i dati ottenuti dalla precedente ipotesi
progettuale, l’illuminamento medio risulta aumentato di circa
70 lux nelle zone dei banchi, di 56 lux sulla superficie della
cattedra, mentre per il pavimento si va da un massimo di 40
lux di variazione registrati nel Corridoio 1 fino ad un minimo
di 18 lux nel Corridoio 3.
Tabella 7. Illuminamenti medi calcolati nell’ipotesi di
progetto 2 e confronto con i valori normativi
Zona
Fila A
Fila B
Cattedra
Corridoio 1
Corridoio 2
Corridoio 3
Em (lux)
496
497
481
368
463
305
Em (lux)
UNI 12464
500
500
500
100
100
100
Esito verifica
Non Soddisfatta
Non Soddisfatta
Non Soddisfatta
Soddisfatta
Soddisfatta
Soddisfatta
Ipotesi progettuale n°3 – Prevede l’impianto descritto nella
ipotesi progettuale 2, ma con coefficiente di manutenzione
minimo fornito dal produttore e pari al 70%. I valori forniti
dalla simulazione sono perfettamente rispondenti ai valori
previsti dalla UNI 12464 (Tabella 8). Visti i buoni risultati
ottenuti si è effettuata anche la verifica di uniformità
dell’illuminamento, intesa come il rapporto tra illuminamento
minimo e medio, che deve risultare, in base a quanto prescritto
dalla norma, maggiore di 0,7. La prescrizione non è rispettata
solo per le zone di passaggio.
Tabella 8. Illuminamenti medi calcolati nell’ipotesi di
progetto 1
Zona
Fila A
Fila B
Cattedra
Corridoio 1
Corridoio 2
Corridoio 3
Em (lux)
672
674
673
515
648
428
Em (lux)
UNI 12464
500
500
500
100
100
100
Esito verifica
Soddisfatta
Soddisfatta
Soddisfatta
Soddisfatta
Soddisfatta
Soddisfatta
8. BIBLIOGRAFIA
1.
2.
3.
7. CONCLUSIONI
4.
Negli ultimi anni sempre più importanza è stata data alla
qualità ed al comfort luminoso degli ambienti chiusi. In
particolare, per gli ambienti scolastici, il quadro normativo
attuale specifica quali siano i parametri da considerare al fine
di una corretta valutazione della qualità della luce e del
comfort illuminotecnico.
Nel presente lavoro sono riportati i risultati di una
campagna di rilievi illuminotecnici nell’Aula 3 della Facoltà di
Ingegneria dell’Università di Perugia, volta alla verifica delle
condizioni di comfort nel caso di illuminazione artificiale. Si è
effettuata una campagna sperimentale, mediante apposita
5.
UNI 10840, Locali scolastici, criteri generali per
l’illuminazione artificiale e naturale, 2000.
UNI 10380 Illuminotecnica. Illuminazione di interni con
luce artificiale, 1994.
UNI EN 12464-1 Luce e illuminazione – Illuminazione
dei posti di lavoro – Parte 1: Posti di lavoro interni,
2004.
Felli M., Lezioni di Fisica Tecnica, Morlacchi Editore,
Perugia, 1999
Manuale Software LITESTAR 8.00
9. ELENCO DEI SIMBOLI
K
Em
L
Tcp
Φ
188
= Indice del locale.
= Illuminamento medio [lux];
= Luminanza [nit];
= Temperatura di colore [K];
= Flusso luminoso [lumen].