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calcolo illuminotecnico

Cos’è il calcolo illuminotecnico e a cosa serve

Tempo di lettura stimato: 6 minuti

Il calcolo illuminotecnico serve a definire l’illuminazione adeguata per un determinato ambiente. Scopri come eseguirlo

Alla base di un qualsiasi progetto di impianto di illuminazione vi è il cosiddetto calcolo illuminotecnico, grazie al quale si va a quantificare l’illuminazione adeguata per un certo ambiente, in modo tale da determinare il numero di lampade da utilizzare. La scelta della giusta illuminazione sta diventando sempre più rilevante nella progettazione architettonica. Infatti, in un qualunque ambiente, sia interno che esterno, sia domestico che ad uso ufficio, ospedali, ecc., la luce è considerata un aspetto imprescindibile per ottenere un progetto di successo.

Il calcolo illuminotecnico è, dunque, fondamentale per comprendere il comportamento della luce in un determinato spazio. Per eseguirlo devi necessariamente fare affidamento a strumenti appositi come il software impianti elettrici che consente di effettuare la progettazione elettrica e illuminotecnica in maniera semplice e completamente integrata, importando le caratteristiche fotometriche degli apparecchi illuminanti in formato EULUMDAT (che racchiude il diagramma dell’intensità luminosa e le dimensioni del solido rappresentante il corpo illuminante) e calcolare i livelli di illuminamento.

Calcolo illuminotecnico: cos’è e a cosa serve

L’illuminotecnica è una disciplina tecnico-scientifica che si occupa di progettare e gestire la diffusione della luce negli spazi. Nello specifico, si occupa si determinare i livelli di illuminazione idonei per un determinato spazio e si basa sia sulle caratteristiche delle fonti di luce che sugli oggetti che dovranno essere illuminati. Il calcolo illuminotecnico serve, quindi, a definire la qualità e la quantità di luce emessa da inserire in un ambiente, in relazione al numero delle fonti nonché alla luce riflessa dalle diverse superfici che si trovano nell’ambiente stesso e in funzione della destinazione d’uso specifica.

Calcolo illuminotecnico e UNI EN 12464

La norma tecnica di riferimento sulla progettazione illuminotecnica è la UNI EN 12464. In particolare la UNI EN 12464-1 specifica i requisiti illuminotecnici per posti di lavoro interni con lo scopo di garantire il comfort e la prestazione visiva delle persone con normali capacità visive. Per una buona progettazione illuminotecnica è essenziale che, oltre al valore dell’illuminamento richiesto, siano soddisfatte le esigenze qualitative e quantitative.

I requisiti illuminotecnici devono soddisfare:

  • il comfort visivo, ossia garantire ai lavoratori una sensazione di benessere visivo;
  • la prestazione visiva, ossia garantire ai lavoratori la possibilità di svolgere i loro compiti visivi anche in circostanze difficili e per periodi lunghi;
  • la sicurezza.

I principali parametri che caratterizzano l’ambiente luminoso, in relazione alla luce artificiale e a quella diurna, sono:

  • distribuzione della luminanza;
  • illuminamento;
  • abbagliamento (la sensazione sgradevole prodotta da aree brillanti all’interno del campo visivo);
  • direzionalità della luce, illuminazione nello spazio interno;
  • variabilità della luce (livelli e colore della luce);
  • resa dei colori e aspetto cromatico della luce;
  • sfarfallio.

Distribuzione della luminanza

La distribuzione delle luminanze nel campo visivo controlla il livello di adattamento degli occhi che a sua volta influenza la visibilità del compito. Una luminanza di adattamento ben bilanciata è necessaria per aumentare:

  • l’acuità visiva (nitidezza della visione);
  • la sensibilità al contrasto (discriminazione di piccole differenze di luminanza relativa);
  • l’efficienza delle funzioni oculari (quali accomodamento, convergenza, contrazione pupillare, movimenti oculari, ecc.).

Per creare questa ripartizione ben bilanciata devono essere prese in considerazione le luminanze di tutte le superfici. Esse sono determinate dal fattore di riflessione delle superfici e dal loro illuminamento. Per evitare l’oscurità e per alzare i livelli di adattamento e il comfort delle persone presenti negli edifici, è altamente desiderabile disporre di superfici interne brillanti, in modo particolare sulle pareti e sul soffitto.

Riflettanza delle superfici

Gli intervalli di riflettanza raccomandati per la scelta dei materiali sono:

  • soffitto: da 0,7 a 0,9;
  • pareti: da 0,5 a 0,8;
  • pavimento: da 0,2 a 0,6.

La riflettanza di oggetti di dimensioni maggiori dovrebbe rientrare nell’intervallo da 0,2 a 0,7.

Illuminamento

L’illuminamento e la sua distribuzione sull’area del compito e su quella circostante influenzano notevolmente la rapidità, la sicurezza e il comfort con cui una persona percepisce e svolge il compito visivo. Le aree da illuminare sono:

  • l’area del compito e di attività;
  • l’area immediatamente circostante;
  • l’area di sfondo.
aree di calcolo

UNI EN 12464-1: aree di calcolo

Illuminamento sull’area del compito

Il valore di illuminamento mantenuto deve almeno soddisfare il requisito come indicato nel punto 7 della norma e deve essere utilizzato per condizioni visive normali tenendo conto dei seguenti fattori:

  • aspetti psico-fisiologici (comfort visivo e il benessere);
  • requisiti dei compiti visivi;
  • ergonomia della visione;
  • esperienza pratica;
  • contributo alla sicurezza funzionale;
  • economia.

Illuminamento sull’area immediatamente circostante

L’illuminamento dell’area immediatamente circostante deve essere correlato all’illuminamento dell’area del compito e dovrebbe fornire una distribuzione ben bilanciata nel campo visivo. L’area immediatamente circostante dovrebbe essere una fascia di almeno 0,5 m intorno all’area del compito all’interno del campo visivo. L’illuminamento in questa zona può essere più basso dell’illuminamento sull’area del compito, ma non minore dei valori indicati di seguito riportati:

calcolo illuminotecnico

Relazione tra gli illuminamenti sull’area immediatamente circostante e l’illuminamento sull’area del compito

Illuminamento sull’area di sfondo

Nei posti di lavoro in interni, in particolare quelli sprovvisti di luce diurna, occorre illuminare un’area ampia all’esterno dell’area immediatamente circostante. L’area di sfondo è un’area orizzontale al livello del pavimento ed è adiacente all’area immediatamente circostante entro i limiti di spazio. Deve essere illuminata con un illuminamento mantenuto a 1/3 del valore di quello dell’area immediatamente circostante. Per locali più grandi, la fascia deve essere larga almeno 3 m.

Uniformità dell’illuminamento

L’uniformità dell’illuminamento (Uo) è un parametro definito come il rapporto fra l’illuminamento minimo e l’illuminamento medio su una data superficie.

L’uniformità deve essere:

  • Uo ≥ 0,40 nell’area immediatamente circostante;
  • Uo ≥ 0,10 sull’area di sfondo, sulle pareti e sul soffitto.

I livelli di uniformità di illuminamento quando è disponibile la luce diurna non sono applicabili perché l’intensità e la distribuzione della luce varia continuamente a causa delle condizioni meteorologiche e del contesto esterno.

Grandezze fotometriche

Quando si realizza un progetto illuminotecnico si fa riferimento ad alcune grandezze fotometriche che influenzano le caratteristiche della luce e dell’illuminazione, sia artificiale che naturale. Le principali grandezze fotometriche sono:

  • il flusso luminoso che rappresenta l’energia irradiata in ogni secondo dalla sorgente di luce riferita alla sensibilità spettrale relativa dell’occhio umano (lm);
  • l’intensità luminosa che indica la concentrazione di luce irradiata in una determinata direzione per la durata di un secondo (cd);
  • l’illuminamento che è il rapporto tra flusso luminoso e area della superficie da esso illuminata (lux);
  • la luminanza definita come il rapporto tra l’intensità luminosa e l’area della superficie apparente (cd/m2).

Queste grandezze quantificano l’emissione luminosa sulla base degli effetti che essa causa dell’occhio umano che, a sua volta, risponde in maniera diversa alle varie lunghezze d’onda.

calcolo illuminotecnico

Diagramma polare dell’intensità luminosa realizzato con Impiantus-elettrico

Unità di misure

Le unità di misura da considerare per effettuare il calcolo illuminotecnico sono:

  • lumen (lm);
  • lux (lx);
  • candela (cd).

Il lumen è l’unità di misura del flusso luminoso e descrive la quantità totale di luce visibile emessa da una sorgente luminosa, che sia essa naturale o artificiale, come una lampadina. Maggiore è il numero di lumen, maggiore sarà la luminosità. I lumen sono solitamente indicati sulla confezione delle lampadine ed è importante valutare questo fattore al momento dell’acquisto per sapere con esattezza la quantità di luce che garantisce quella lampadina.

Il lux è l’unità di misura per l’illuminamento e indica il flusso luminoso per unità di superficie, semplificando di parecchio i calcoli della luminosità necessaria per i vari ambienti. Esprime i lumens per metro quadrato e misura la quantità di luce che investe una determinata superficie. Questo valore cambia in base ai lumen della fonte luminosa ma anche in base alle dimensioni e alle caratteristiche dello spazio e delle superfici illuminate.

La candela è l’unità di misura utilizzata per quantificare l’intensità luminosa di una sorgente che emette una radiazione elettromagnetica monocromatica alla frequenza di 540×1012 Hz e una potenza pari a 1/683 Watt.

Fattori di calcolo

Gli elementi che concorrono ad effettuare il calcolo illuminotecnico sono:

  • fattore di utilizzazione (U);
  • fattore di manutenzione (M);
  • coefficiente di riflessione (R).

Il fattore di utilizzazione dipende dalla lampada ed è condizionato dal modo in cui avviene la distribuzione della luce, ossia:

  • diretta, consiste in un fascio di luce mirato e indirizzato verso un punto specifico;
  • indiretta, consiste nella luce che giunge uniforme come il sole che passa tramite le finestre;
  • mista che è la combinazione della luce diretta e indiretta.

Il fattore di manutenzione dipende dal processo di invecchiamento degli apparecchi di illuminazione e dalla manutenzione. Ogni impianto di illuminazione è, infatti, soggetto a deteriorarsi e necessita di una regolare manutenzione. Il periodo e gli intervalli di manutenzione sono legati al tipo di ambiente in cui si trova l’impianto di illuminazione. Ad esempio, in ambienti come ristoranti e magazzini gli intervalli di manutenzione hanno tempistiche più ravvicinate. Mentre, in aree industriali questi interventi sono più frequenti.

Il fattore di manutenzione dipende dalle caratteristiche di manutenzione:

  • della lampada;
  • dell’alimentatore;
  • dell’apparecchio di illuminazione;
  • dell’ambiente circostante;
  • del programma di manutenzione.

Infine, il coefficiente di riflessione che è il rapporto tra l’energia riflessa e l’energia totale incidente; questo fattore dipende dalla natura dei materiali delle pareti, dai colori e dal trattamento superficiale delle stesse e varia inoltre in funzione del materiale e dell’efficienza della luce riflessa.

Il calcolo illuminotecnico diventa un processo estremamente complesso se non si fa affidamento ad uno specifico software progettazione impianti elettrici che consente di eseguire il calcolo, di analizzare immediatamente i risultati del calcolo e visualizzare sulla tavola le curve di illuminamento. Una volta inserite le sorgenti luminose (apparecchi illuminanti), puoi conoscere il flusso di ciascuna lampada (da scheda tecnica) e calcolare l’illuminamento su una superficie detta compito visivo come ad esempio una scrivania o l’intero pavimento per i quali vengono definiti i valori da raggiungere previsti dalla UNI EN 12464-1.

calcolo illuminotecnico

Curve di illuminamento realizzate con Impiantus-elettrico

 

impiantus-elettrico
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