Illuminazione architetturale: gestire gli effetti della luce

Tecniche e consigli per elaborare un progetto d’illuminazione architetturale d’effetto ed avere il controllo delle luci con un software di modellazione 3D

La luce ha una profonda influenza sulla percezione, l’esperienza e la funzionalità degli spazi architettonici. Ricordiamo bene che proprio Le Corbusier, maestro dell’architettura razionalista, definiva l’architettura come “il gioco magistrale, corretto e magnifico di masse riunite nella luce.” E ancora aggiungeva: “I nostri occhi sono fatti per vedere forme nella luce; la luce e l’ombra rivelano queste forme; cubi, coni, sfere, cilindri o piramidi sono le grandi forme primarie che la luce rivela in vantaggio; l’immagine di queste è distinta e tangibile dentro di noi senza ambiguità. È per questo motivo che queste sono forme belle, le forme più belle. Tutti sono d’accordo su questo, il bambino, il selvaggio e il metafisico.

Questo approccio mostra come anche Le Corbusier considerasse la luce come un espediente grandioso per esaltare la bellezza delle forme architettoniche pure.

In questo articolo vediamo come valorizzare i tuoi progetti facendo un uso sapiente della luce artificiale e controllando il risultato delle scelte di progetto grazie ad un software per la progettazione architettonica BIM.

Progetto illuminazione architetturale | Render realizzato con Edificius

Illuminazione facciate edifici

Come accennato in premessa, la luce ha il potere di enfatizzare l’architettura. Quindi è fondamentale che l’illuminazione architetturale sia preceduta da un vero e proprio progetto e che prenda corpo a seguito di valutazioni, analisi dettagliate del contesto e del risultato che si vuole ottenere.

Non basta, infatti, utilizzare un grande faro sulla facciata per ottenere il risultato migliore ma occorre capire prima di tutto quali elementi vogliamo valorizzare, dove è possibile posizionare le luci, quale tipo utilizzare (radente, frontale, calda, fredda, ecc.) per raggiungere l’effetto immaginato. Queste scelte determineranno effetti e risultati molto diversi ed occorre studiarli e prevederli già in fase di progetto. Ad esempio, se la facciata è caratterizzata da una texture materica o irregolare (rivestimenti in pietra, mattoni, ecc.), la luce radente può enfatizzare la trama e creare un risultato molto piacevole, tridimensionale e d’effetto. Oppure, se si sceglie di utilizzare luci frontali per illuminare in modo uniforme l’edificio, occorre verificare direttamente sul posto dove è possibile posizionarle e a quale distanza, in base ai vincoli e alle caratteristiche dello stato dei luoghi. Infatti, non è sempre possibile posizionare le luci dove noi abbiamo ipotizzato, magari per la presenza di strade, edifici ed altri impedimenti fisici.

Per approcciare un progetto di lighting design in primis bisogna individuare il punto di vista principale verso l’edificio o verso l’area da illuminare. È buona regola evitare che questa direzione coincida con quella dell’illuminazione se si vuole evitare un effetto piatto: la direzione della luce, infatti, può enfatizzare o appiattire i dettagli ed essere addirittura fastidiosa per gli utenti (fenomeni di abbagliamento che si possono evitare aumentando l’altezza di installazione, dirigendo l’intensità massima dei proiettori ad angolazioni al di sotto dei 70° rispetto alla verticale verso il basso ed aumentando l’illuminazione ambientale di fondo).
Per determinare la quantità di luce per le l’illuminazione di spazi esterni, vi è una combinazione di fattori da considerare quali:

  • luminanza;
  • riflettenza;
  • illuminamento.

Nell’ambito dell’illuminazione architetturale, la luminosità del contesto circostante e la tipologia dell’area, conosciuta come luminosità ambientale, giocano un ruolo fondamentale. Per evitare sovrailluminazioni e dispersione della luce, è essenziale seguire norme specifiche, che includono livelli di luminanza raccomandati in base all’illuminamento medio e massimo per diverse zone, che vanno dalle aree naturali al di fuori delle città ai centri urbani più densamente illuminati. Il rapporto tra luminanza media e massima determina il contrasto del soggetto, noto come contrasto di luminanza. Ad esempio, se una piccola porzione della facciata di un edificio è illuminata con una luminanza di 1 cd/m², i dettagli saranno appena percepibili; aumentando la luminanza a 5 cd/m², l’effetto diventa più evidente. Questo rapporto tiene conto anche della quantità di luce riflessa dalle superfici. Ad esempio, se una facciata è fatta di mattoni rossi con un indice di riflessione del 0,3 e un’altra parte è bianca con un indice di 0,9, e ricevono la stessa quantità di illuminazione, ci sarà un rapporto di contrasto di 1:3. Per facilitare la pianificazione, ci sono valori di illuminamento raccomandati per i materiali più comuni, che possono essere utilizzati come guida durante la fase di progettazione preliminare, utilizzando una fonte luminosa bianca.

Progetto illuminazione architetturale | Render realizzato con Edificius

È importante, già in fase di progetto, realizzare delle simulazioni realistiche che riproducano l’effetto dell’illuminazione architetturale. Con un software di modellazione 3D BIM puoi ottenere questi risultati in modo semplice. Modelli l’edificio in 3D, aggiungi texture e materiali, aggiungi i punti luce, generi render e viste realistiche del progetto o navighi nel modello in tempo reale per verificare la validità delle tue scelte. Apporti modifiche al modello e verifichi il risultato affinché sia sempre più vicino all’idea di progetto.

Puoi inserire i corpi illuminanti e sceglierli da un ricco catalogo con tantissimi modelli dei brand più conosciuti ed iconici. Ai corpi illuminanti applichi il punto luce, scegliendo il tipo:

  • spot light;
  • point light;
  • area light;

il colore della luce, i lumen, la temperatura (Kelvin) e la tipologia:

  • incandescente;
  • alogena;
  • led;
  • fluorescente;
  • ecc.

Le immagini che trovi in questo articolo sono tutte realizzate con un software di modellazione 3D BIM e ti mostrano il tipo di effetto che puoi ottenere con un minimo sforzo. Di seguito, ti propongo anche un video che ti indica come procedere con l’inserimento dei punti luce all’interno del tuo modello 3D.

 

Le valutazioni in merito alla sorgente luminosa devono includere:

  • posizione;
  • angolo di apertura;
  • potenza;
  • temperatura (luce calda, fredda o addirittura colorata RGBW);
  • distanza dall’oggetto;
  • inclinazione (angolo d’incidenza);
  • qualità del dispositivo (adatto all’esterno, impermeabile, carrabile, ecc.)
  • dimerabilità e gestione della luminosità.

Temperatura luce LED

Le tecniche per l’illuminazione delle facciate degli edifici possono essere varie e dipendono dall’effetto desiderato, dal design architettonico e dall’ambiente circostante. Di seguito sono approfondite alcune delle tecniche più comuni.

Luce a proiezione

Quando si desidera illuminare le facciate degli edifici da una certa distanza, è importante considerare come posizionare gli apparecchi luminosi in modo strategico. Se illuminati direttamente dal punto di vista principale, gli edifici rischiano di apparire piatti e privi di profondità. Pertanto, è consigliabile posizionare gli apparecchi con un’inclinazione laterale rispetto al punto di vista principale, in modo da creare ombre decise che conferiscono profondità alla facciata.

È fondamentale illuminare uniformemente l’intero edificio per evidenziarlo rispetto al contesto circostante. Tutti gli elementi, come il tetto, i camini, le pareti, gli alberi, dovrebbero essere coinvolti nell’illuminazione. Spesso è necessario integrare i proiettori principali per evitare effetti di illuminazione irregolare che possono far sembrare gli edifici sospesi nel vuoto. Gli apparecchi possono essere nascosti dietro strutture esistenti, incassati nel terreno o installati in modo discreto.

Le facciate con elementi verticali, tipiche dell’architettura gotica e classica, possono essere enfatizzate posizionando gli apparecchi sui lati della facciata e utilizzando proiettori a fascio medio. Tuttavia, è importante considerare che l’illuminazione obliqua può generare contrasti molto netti, quindi è consigliabile integrare una luce di riempimento dalla direzione opposta per ammorbidire l’effetto complessivo.

Progetto illuminazione architetturale | Render realizzato con Edificius

Per gli edifici contemporanei con partiture orizzontali ed elementi aggettanti, come uffici e hotel, è importante posizionare i proiettori vicino alla facciata e rivolti verso l’alto per generare ombre suggestive. È possibile installare illuminazione supplementare sopra i davanzali per attenuare le ombre o regolare la distanza tra la facciata e la fonte luminosa. Per gli edifici direzionali o industriali con facciate piatte, si consiglia di posizionare gli apparecchi luminosi molto vicini alla superficie o sulla parte alta dell’edificio per creare effetti di accento visivo. Inoltre, è importante prestare attenzione alle facciate vetrate che possono riflettere la luce verso l’alto, riducendo l’effetto luminoso desiderato.

Luce d’accento

Quando si illumina una scultura o un dettaglio decorativo dell’edificio, è essenziale creare un effetto per evidenziare le forme, facendole risaltare rispetto al contesto circostante. La principale differenza tra l’illuminazione naturale e quella artificiale è che la luce naturale ha sempre una direzione dall’alto verso il basso, mentre la luce artificiale può provenire da diverse direzioni, spesso dal basso verso l’alto. Ciò significa che le ombre proiettate dalla luce artificiale saranno diverse rispetto a quelle della luce naturale, creando un aspetto notturno distintivo ed un piano di lettura dell’edificio completamente insolito.

Il primo passo è stabilire la posizione di visione principale. Successivamente, si procede generalmente con l’illuminazione principale proveniente da un angolo di circa 45°, se possibile, integrata da una fonte di luce di riempimento dall’altra parte. Un effetto tridimensionale più accentuato si può ottenere aggiungendo una retroilluminazione, prestando attenzione a evitare l’abbagliamento degli osservatori dalla posizione principale di visione. Quando si illumina un oggetto che sarà visibile da diverse angolazioni, è consigliabile illuminarlo da tre direzioni, dando maggior enfasi a una di esse.

Le opere d’arte con colori chiari sono più visibili quando sono più chiare dello sfondo, mentre le statue scure, come i bronzi, emergono meglio con un effetto silhouette.

Le ombre proiettate da un oggetto illuminato possono contribuire in modo significativo all’effetto complessivo. Utilizzando sorgenti luminose di diversi colori si possono creare interessanti giochi di luce e colore. Tuttavia, è importante bilanciare l’intensità della luce per evitare ombre troppo marcate che potrebbero compromettere l’aspetto finale.

Nei luoghi di intrattenimento, è importante evitare un eccessivo utilizzo di ombre, in quanto potrebbero ridurre il senso di sicurezza delle persone nello spazio.

Quando si illuminano facciate con balconi o gallerie, l’illuminazione a proiezione è spesso preferita per evitare ombre marcate. Tuttavia, se lo spazio di fronte alla facciata è limitato, è possibile posizionare illuminazione aggiuntiva sui balconi o incorporarla direttamente nell’edificio per creare ombre desiderate.

Eventuali vincoli tecnici o esigenze specifiche richiedono spesso una distribuzione o un’intensità del fascio luminoso modificata. L’uso di componenti ottici aggiuntivi può essere utile per regolare il fascio luminoso e ottenere il risultato desiderato, così come la possibilità di regolare l’intensità della luce tramite un dimmer sul proiettore stesso.

Render illuminazione architetturale realizzato con Edificius

Luce radente

Provate questo esperimento voi stessi: di notte, all’aperto, puntate direttamente una torcia su un muro di mattoni – vedrete il colore e le forme dei mattoni. Ora posizionate la torcia vicino alla superficie dell’edificio e dirigete la luce in modo radente (dal basso o dall’alto, posizionando la fonte luminosa quasi parallelamente alla superficie della parete) – noterete anche la texture. Questa tecnica, nota come “grazing” (grattare), è efficace nel mostrare non solo la texture delle pareti, ma anche nell’accentuare le forme e aggiungere profondità. Semplifica anche l’illuminazione dei dettagli architettonici. Un vantaggio per gli edifici abitati o fruiti anche in orari serali, come uffici, hotel o ville, è che questa tecnica permette di far penetrare poca luce nell’edificio, evitando così disagi o fastidi per i suoi occupanti.

Un approccio più convenzionale al “wall washing” prevede un’illuminazione uniforme sull’intera facciata. Installando apparecchi a intervalli regolari – o in una fila continua nel caso di profili lineari – le pareti vengono delicatamente “lavate” con luce uniforme. Questa illuminazione morbida, priva di abbagliamento, suscita interesse visivo e, in molti casi, fornisce una luce generale nell’area grazie alla riflessione.

La distanza tra gli apparecchi, specialmente nei profili lineari, e la scelta del fascio luminoso adeguato giocano un ruolo chiave nel determinare se una parete risulta sufficientemente illuminata o meno. Linee separate possono essere desiderate per comunicare e scandire un ritmo sulla facciata.

Il “wall washing” di solito richiede un gran numero di apparecchi a bassa potenza rispetto a quelli utilizzati per la proiezione a distanza. Dove possibile, gli apparecchi vanno incassati o nascosti alla vista.

Luce guida

Per indicare percorsi pedonali (ma anche carrabili), è possibile utilizzare apparecchi luminosi incassati a terra. Questi dispositivi luminosi possono guidare gli individui lungo un percorso specifico, attirando l’attenzione e indicando la direzione da seguire. È consigliabile impiegare lampade a bassa potenza per questo scopo, tale da sottolineare in modo discreto ingressi, sentieri, incroci, gradini e sedute, evitando al contempo l’inquinamento luminoso. Durante la notte, forniscono una guida visiva chiara, mentre di giorno continuano a essere un punto di riferimento visivo.

Gli apparecchi luminosi incassati nella parete rappresentano un’alternativa efficace rispetto a quelli nel terreno, specialmente nelle zone con dislivelli. È necessario predisporre una struttura di alloggiamento per gli apparecchi e fornire l’alimentazione elettrica. La forma degli apparecchi può essere scelta in base al contesto, che sia circolare, quadrata o rettangolare. Gli apparecchi incassati nella parete sono generalmente meno esposti al vandalismo rispetto ai bollard spesso utilizzati per illuminare i percorsi.

Esistono diverse tipologie di apparecchi incassati o fissati alla parete, che possono essere dotati di varie combinazioni di luci colorate e griglie direzionali per creare effetti luminosi diversificati. È importante considerare anche le finestre direzionali per indirizzare il fascio luminoso in modo orizzontale. La selezione degli apparecchi dovrebbe tenere conto del loro impatto estetico nell’ambiente circostante.

È fondamentale ottenere un effetto luminoso finale brillante, caldo e uniforme, soprattutto nelle aree di transito. Il colore della luce deve essere naturale e non dovrebbe provocare abbagliamento ai passanti. È importante prestare attenzione alla temperatura superficiale degli apparecchi, soprattutto considerando la possibilità che i bambini possano toccarli. Pertanto, è consigliabile utilizzare apparecchi a basse temperature per evitare tale rischio.

Effetti luminosi

Il tono dell’illuminazione architetturale, che può essere accogliente o formale, intimo, rilassante o celebrativo, dipende in gran parte dalla risposta emotiva che suscita l’effetto luminoso utilizzato. Il progettista dispone quindi di uno strumento potente, la luce, per ridefinire l’aspetto dell’architettura o del paesaggio naturale.

Nel contesto esterno, l’illuminazione non dovrebbe semplicemente replicare l’aspetto diurno dell’edificio o del soggetto, poiché la direzione della luce diurna è generalmente opposta a quella notturna. Le installazioni più efficaci sfruttano queste differenze anziché cercare di emularle.

Un esempio di illuminazione progettata per creare un effetto è l’illuminazione delle colonne. Una fila di colonne può essere illuminata frontalmente, lateralmente o posteriormente, creando un effetto di silhouette. È preferibile utilizzare la luce per evidenziare le forme anziché appiattire l’insieme.

Il progettista deve tenere conto dell’impatto visivo e del punto di vista privilegiato. È possibile utilizzare una serie di tecniche di illuminazione, tra cui giochi di luce, ombre e colori; variazioni nella posizione di montaggio o nell’altezza; modifiche al design e al tipo di apparecchio; e regolazioni dell’illuminazione localizzata. Un sopralluogo è spesso essenziale per stabilire il punto di vista principale, valutare le texture delle superfici e garantire che l’illuminazione sia armoniosa con l’ambiente circostante. Deve essere evitato l’abbagliamento o la dispersione luminosa che possono risultare fastidiosi o pericolosi.

Per ottenere luce colorata, una soluzione comune è l’utilizzo di lampade colorate. È possibile utilizzare sistemi dinamici per cambiare colore, come i LED RGB controllati da dispositivi elettronici DMX, che consentono una varietà di opzioni di colore programmabili e regolabili.

Luce in architettura

La luce architetturale crea una sintonia luminosa tra l’oggetto illuminato e il contesto, valorizzandone i dettagli architettonici, la forma e la bellezza.

Sono due gli aspetti di cui tener conto quando si illumina un edificio: il fattore funzionale e quello emozionale. Il fattore funzionale fa riferimento agli aspetti tecnici: il posizionamento degli apparecchi luminosi, la quantità di luce emessa, le caratteristiche della superficie da illuminare, la tipologia di lampade, la resa cromatica. Il fattore emozionale invece ci parla di giochi di colore, della dimensione del fascio luminoso, del contrasto creato dagli elementi architettonici, della temperatura del colore.

Oltre all’illuminazione di tipo funzionale e architetturale, ne esiste un terzo che ha uno scopo promozionale. Con la luce si possono raggiungere diversi risultati, come:

  • valorizzare l’architettura;
  • dare rilievo all’edificio;
  • creare atmosfere suggestive ed empatia con l’osservatore;
  • migliorare la fruizione degli spazi in assenza di luce naturale;
  • aumentare la percezione della sicurezza durante le ore notturne;
  • evidenziare un brand commerciale.

Le diverse tecniche d’illuminazione permettono di ottenere risultati diversi. Ecco alcune delle variabili in gioco e alcuni segreti per gestirle.

Superfici

La quantità di luce che dirigiamo verso il monumento o l’edificio è meno rilevante rispetto a quanto ne viene riflessa. La percezione visiva dipende, infatti, dal tipo di texture e dalla capacità riflettente della superficie.

Ad esempio, le superfici più scure e ruvide richiedono una maggiore illuminazione rispetto a quelle più chiare e lisce. Lo stesso vale per il colore, poiché un aspetto cruciale è l’indice di assorbimento del colore. Le sorgenti luminose monocromatiche o basate su una gamma limitata di colori mostreranno solo alcune sfumature della struttura. Ad esempio, utilizzare una lampada al sodio a bassa pressione (di colore giallo monocromatico) su una superficie rossa sarebbe inefficace poiché non emette lunghezze d’onda rosse, rendendo l’effetto visivo quasi impercettibile. Tuttavia, se illuminiamo una superficie con un colore dominante, come alberi con fogliame verde, con una luce corrispondente, si otterrà una saturazione del colore, esaltando la tonalità naturale del soggetto. Per una resa fedele del colore, sono necessarie sorgenti luminose “bianche” che coprano l’intero spettro cromatico. Oltre alla riflettanza, è importante considerare il grado di specularità della superficie dell’edificio. Le superfici opache riflettono uniformemente la luce in tutte le direzioni, garantendo una buona brillantezza quando illuminate dal basso. Tuttavia, le superfici riflettenti come il marmo e l’acciaio inossidabile possono causare problemi quando i riflettori installati a terra proiettano i raggi luminosi verso l’alto, lontano dall’osservatore.

Sorgenti luminose

Le lampade più diffuse nell’illuminazione architetturale sono quelle a scarica ad alta intensità (HID) come gli ioduri metallici e il sodio ad alta pressione. Tuttavia, queste lampade non sono adatte per la dimmerazione e, nel caso del sodio, non consentono una distinzione accurata dei colori. Le piccole lampade alogene al tungsteno, con la loro resa cromatica eccellente e la luce brillante, continuano ad essere utilizzate, ma a causa della loro scarsa efficienza e breve durata, vengono spesso sostituite con LED. Le lampade fluorescenti lineari offrono un elevato flusso luminoso e una vasta gamma di temperature di colore, ma a causa delle loro dimensioni e della dispersione della luce, non sono ottimali per la proiezione diretta; sono più adatte per il wall washing e come guide luminose. Attualmente, i LED sono le lampade più utilizzate, grazie alle loro prestazioni in continua evoluzione e ai costi ridotti. Le loro caratteristiche uniche, come l’accensione immediata, l’alta efficienza, le dimensioni ridotte, la lunga durata, le prestazioni affidabili a basse temperature, la buona resa cromatica e la gestione del colore/dimmerazione, li rendono ideali per la maggior parte delle applicazioni. Inoltre, il flusso luminoso dei LED è direzionato, il che consente al design, alle tecniche e ai materiali ottici di controllare la distribuzione della luce e massimizzare le prestazioni.

Resa cromatica

Nell’ambito della luce “bianca”, quella emessa da sorgenti fluorescenti, alogene, ioduri metallici e LED, si osserva una variazione nella temperatura del colore, che influenzerà l’aspetto generale, rendendolo più caldo o più freddo a seconda della temperatura. Un metodo semplice e affidabile è quello di utilizzare sorgenti luminose a luce calda con materiali dai colori caldi e luce fredda con materiali dai colori freddi. Ad esempio, si potrebbe optare per l’illuminazione di un mattone rosso con lampade al sodio ad alta pressione (che emettono una tonalità gialla con uno spettro limitato) con una temperatura colore di circa 2000K per ottenere un effetto complessivamente caldo, mentre potrebbe risultare inappropriato con lampade a ioduri metallici con temperatura colore superiore ai 5000K. Inoltre, esiste una scala di valutazione della resa cromatica, espressa come “CRI” o “Ra” (da 0 a 100): un valore più alto indica una resa cromatica più accurata. Le lampade con un alto valore di CRI, superiore a 80, garantiranno una buona resa cromatica, rendendo la scena più naturale, mentre le lampade con una bassa resa cromatica altereranno alcuni colori, risultando in un aspetto complessivamente innaturale.

 

 

 

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Pubblicato da Redazione Tecnica

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