ILLUMINARE GLI AMBIENTI DI LAVORO - Gli ambienti interni -

Ing. Elena Pedrotti

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La norma UNI12464-1:2011

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La norma UNI12464-1:2011

• Gruppo di lavoro: CEN/TC 169 “Light and lighting”

• Lavori di revisione: inizio 2007 conclusione 13 marzo 2011

• Entrata in vigore: 01 gennaio 2012

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Contrasto di Luminanza

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Criteri: Visione per contrasto di luminanza (chiarezza delle superfici) Contrasto positivo: Contrasto negativo: soggetto + chiaro dello sfondo soggetto + scuro dello sfondo

Contrasto di Luminanza

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Contrasto di Luminanza

con

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Contrasto di Soglia

Dipende da fattori relativi al compito visivo:

- dimensioni minime dei dettagli da riconoscere;

- rapidità richiesta nel riconoscere i dettagli;

- continuità nell’applicazione del compito visivo;

- costo di eventuali errori nello svolgimento del compito;

- età degli osservatori.

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Compito visivo

• Zona del compito (Task Area):

area del posto di lavoro dove ricadono gli

elementi visivi del compito svolto;

• Area di lavoro orizzontale, verticale

oppure inclinata, secondo reali necessità,

ma sempre dichiarata;

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La luminanza di un oggetto dipende dalla luce che

incide su di esso e dalle proprie caratteristiche

riflettometriche.

MA

- Caratteristiche spesso non conosciute a priori.

- Superfici reali approssimabili con superfici di tipo

lambertiano.(diffondenti opache)

si preferisce definire il valore

minimo dell’illuminamento medio

sull’area

Illuminamento

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Illuminamento

SCALA DEGLI ILLUMINAMENTI • 20 – 30 – 50 – 75 – 100 – 150 – 200 – 300 – 500 –

750 – 1000 – 1500 – 2000 – 3000 – 5000 • 20 lx = illuminamento minimo per percepire

correttamente il volto di una persona • fattore 1,5 = minima differenza significativa nella

percezione dell’illuminamento

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Livelli di illuminamento consigliati CIE:

Illuminamento

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Illuminamento

Illuminamento del compito visivo:

• Specificati in UNI 12464-1:2011 (cap.5) per singola attività o compito visivo;

• I parametri ottenuti sulle aree in oggetto NON possono essere inferiori ai valori richiesti, indipendentemente dall’età dell’impianto;

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Illuminamento

Illuminamento del compito visivo:

• SE condizioni di visione critiche (compiti difficili, alta possibilità di errori, piccoli dettagli, basso contrasto, lunghi tempi di lavoro), è possibile aumentare di almeno un gradino sulla scala degli illuminamenti;

• SE condizioni di visione favorevoli (dettagli grandi, alti contrasti, brevi tempi di utilizzo), è possibile ridurre i livelli richiesti.

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Uniformità U = ill. puntuale minimo Emin

illuminamento medio Em

Em = 420 lx U = 0,05

Em = 420 lx U = 0,55

Uniformità di Luminanza/Illuminamento

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Equilibrio di Luminanze

L’occhio si adatta a un livello di luminanza medio tra quella della zona centrale e quella della zona periferica all’area visiva inquadrata.

Una differenza di luminanze accentuata tra campi successivamente inquadrati richiede un continuo adattamento dell’occhio con conseguente affaticamento!

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Equilibrio di Luminanze

Si devono evitare:

• luminanze troppo elevate che potrebbero provocare abbagliamento;

• contrasti di luminanza troppo elevati che causerebbero affaticamento (variazioni dell’adattamento oculare);

• luminanze troppo basse e/o contrasti di luminanza troppo bassi (ambiente monotono e non stimolante)

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Trento, 08 maggio 2015 ing. Elena Pedrotti I LUOGHI DI LAVORO

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COMPITO VISIVO (Task Area) ZONA DI CONTORNO

aree del locale dimensionate in funzione della loro destinazione d'uso.

Zone d’intorno

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Zone d’intorno

• Zona del compito (Task Area): area del posto di lavoro dove ricadono gli elementi visivi del compito svolto;

• Area immediatamente circostante (Immediate surrounding): fascia di almeno 0,5 m di larghezza intorno alla zona del compito, contenuto entro il campo visivo;

• Area di sfondo (Background area): fascia larga almeno 3 m intorno all’area immediatamente circostante e contenuta entro i limiti dello spazio in oggetto.

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Zone d’intorno

Compito Visivo Em [lx] – U0

specifica

A. Imm. Circostante Em [lx] – U0 ≥ 0,40

Area di sfondo Em [lx] – U0 ≥ 0,10

≥ 750 500 167

500 300 100

300 200 67

200 150 50

150 Etask 50

100 Etask 30

≤ 50 Etask 10

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Zone d’intorno

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Equilibrio di Luminanze

Nella norma UNI EN 12464-1 (2011):

• Ipotesi di fattori di riflessione:

– soffitto: 0,7 ÷ 0,9

– pareti: 0,5 ÷ 0,8

– pavimento: 0,2 ÷ 0,4

– piani di lavoro : 0,2 e 0,7

• Viene imposto un valore di illuminamento minimo per pareti e soffitti dei locali: Pareti: Em ≥ 50 lx U0 ≥ 0,10 Soffitto: Em ≥ 30 lx U0 ≥ 0,10

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Equilibrio di Luminanze

Nella norma UNI EN 12464-1 (2011):

• SE ambiente difficoltoso (dimensioni, complessità, costrizioni operative), sono ammessi valori minori;

• SE ambienti ad alta frequentazione, sono richiesti valori più elevati: Pareti: Em ≥ 75 lx U0 ≥ 0,10 Soffitto: Em ≥ 50 lx U0 ≥ 0,10

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Ombre e Volumi

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Ombre e Volumi

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Ombre e Volumi

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Ombre e Volumi

WRONG RIGHT

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Ombre e Volumi

WRONG RIGHT

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Ombre e Volumi

Illuminazione delle scale dall’alto per evidenziare la presenza dei gradini

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Ombre e Volumi

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Ill. cilindrico e Modellato

• Parametri di qualità non solo per compito visivo, ma per intero ambiente interno occupato dalle persone;

• comfort visivo, migliore aspetto delle persone, resa di forme e texture degli oggetti;

• Illuminamento cilindrico medio Ez altezza di calcolo idonea (es: 1,2 m se persone sedute, 1,6 m se persone in piedi) ≥ 50 lx U0 ≥ 0,10 ≥ 150 lx U0 ≥ 0,10 se ambienti ad elevati scambi interpersonali

• Indice di Modellato: ill. cilindrico / ill. orizzontale compreso tra 0,3 ÷ 0,6 equilibrio tra luce diffusa e luce diretta luce diurna contribuisce a migliorare il modellato

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Ombre e Volumi

a) ill. diretta da una sola sorgente puntiforme b) ill. diretta da tre sorgenti puntiformi c) ill. diretta da sorgente estesa d) ill. diretta da sorgente estesa con apporto di luce riflessa e) ill. indiretta

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Ombre e Volumi

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ABBAGLIAMENTO

• ABBAGLIAMENTO DIRETTO – se generato da sorgenti non schermate inserite nel campo visivo (lampade o finestre).

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ABBAGLIAMENTO

• ABBAGLIAMENTO RIFLESSO – se dovuto a raggi luminosi il cui riflesso ricade nell’occhio.

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ABBAGLIAMENTO DIRETTO

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Indice di abbagliamento diretto

• Definito in guida CIE 117-1995 e riportato anche in UNI 11165-2005 con la seguente formula

dove: • LS è la luminanza di sfondo • L è la luminanza delle parti luminose di ogni apparecchio

illuminante nella direzione di osservazione • ω è l’angolo solido delle parti luminose di ogni apparecchio

illuminante nella direzione di osservazione • p è l’indice di posizione di Guth per ognuno degli apparecchio

secondo la loro collocazione rispetto alla linea di visione • Na è il numero di apparecchi illuminanti visualizzati

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ABBAGLIAMENTO DIRETTO

SE nella stanza si raggiungono valori di UGR superiori ai limiti previsti, il progettista è tenuto ad indicare le posizioni più appropriate per le postazioni di lavoro.

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Indice di abbagliamento diretto

• Valutazione con metodo tabellare

• Esempio per lettura della tabella di UGR:

– altezza ambiente: 3,2 m

– altezza tra occhio e apparecchio H=3,2-1,2=2m

– larghezza locale 8m/2m=4H

– lunghezza locale 16m/2m=8H

– indici di riflessione: soffitto 70%, pareti 50%, pavimento 20%

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ABBAGLIAMENTO RIFLESSO

VOLUME D’OFFESA

volume comprendente tutte le direzioni speculari a quelle di osservazione per una comune area di lavoro.

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ABBAGLIAMENTO RIFLESSO

VOLUME D’OFFESA

volume comprendente tutte le direzioni speculari a quelle di osservazione per una comune area di lavoro.

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Limitazione Abbagliamento Riflesso

• installazione degli apparecchi illuminanti al di fuori del volume di offesa;

• installazione di apparecchi illuminanti con emissione luminosa limitata nelle direzioni comprese nel volume di offesa;

• installazione di centri luminosi localizzati per ogni compito visivo tali da integrare il livello di illuminamento garantito dall’impianto di base

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Postazioni con videoterminali

da rapporto ENEA – RSE/2009/10

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Postazioni con videoterminali

Schermi ad alta luminosità

L > 200 cd/mq

Schermi a media luminosità

L ≤ 200 cd/mq

Caso A

Sfondo bianco, normali resa di colori e dettagli (scuole, uffici,…)

≤ 3000 cd/mq ≤ 1500 cd/mq

Caso B

Sfondo nero, elevata resa di colori e dettagli (postazioni CAD, ispezione colori, etc…)

≤ 1500 cd/mq ≤ 1000 cd/mq

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Postazioni con videoterminali

OTTICA OLC (Omnidirectional Luminance Control)

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Effetti luminosi

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Effetti luminosi

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Effetti luminosi

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Effetti luminosi

a parità di illuminamento medio e potenza installata, la disposizione dei punti luce modella gli spazi

Pinst = 32 x 2 x 26 W (1664 W) E = 350 lx

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luce direttamente sulla

zona di lavoro

efficienza sul piano di

lavoro orizzontale

soffitti scuri

ombre pronunciate

riflessi su superfici lucide

ILLUMINAZIONE DIRETTA

Effetti luminosi

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Effetti luminosi

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apparecchio puntato

verso il soffitto

sorgenti diffuse

atmosfera uniforme

buon illuminamento delle

pareti verticali

ombre sfumate

contrasti attenuati

ILLUMINAZIONE INDIRETTA

Effetti luminosi

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Effetti luminosi

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luce emessa sia

verso l'alto sia verso il basso

illuminamenti efficaci

atmosfera gradevole

ottima ombreggiatura

ILLUMINAZIONE DIRETTA – INDIRETTA

Effetti luminosi

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Effetti luminosi

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CONFRONTO ENERGETICO

Effetti luminosi

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CRITERI DI PROGETTAZIONE

Luce quanta ne serve:

• normativa di riferimento

Luce di qualità:

• corretta resa dei colori e temperatura dei colori

• basso abbagliamento

• distribuzione delle luminanze confortevole

Luce dove serve:

• corretta individuazione dei compiti visivi

• parzializzazione e modulazione dell’impianto

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CRITERI DI PROGETTAZIONE

Trento, 08 maggio 2015 ing. Elena Pedrotti I LUOGHI DI LAVORO

Principale normativa di riferimento:

• UNI 12464-1 (2011): Illuminazione dei posti di lavoro - Parte 1: Posti di lavoro in interni

• UNI 11165 (2005): Illuminazione di interni – Valutazione dell’abbagliamento molesto con il metodo UGR

• UNI EN ISO 9241-6 (2001): Requisiti ergonomici per il lavoro di ufficio con videoterminali

• CEI 103-9 (1997): Specifica per la realizzazione di sale conferenze

• UNI 10840 (2007): Locali scolastici – Criteri generali per l’illuminazione artificiale e naturale

• UNI EN 1837 (2001): Sicurezza del macchinario – Illuminazione integrata alle macchine

• UNI EN 15193 (2008): Prestazione energetica degli edifici –Requisiti energetici per l’illuminazione

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CRITERI DI PROGETTAZIONE

Da considerare nel progetto di un impianto:

• Livello d'illuminazione (luminanza, illuminamento)

• Equilibrio di luminanze

• Limitazione dell'abbagliamento

• Resa cromatica

• Colore della luce

• Efficienza dell'illuminazione

• Integrazione luce artificiale e luce naturale

• Integrazione impianto con l'architettura

• Economia dell'impianto

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Selezione degli Apparecchi Illuminanti

• SORGENTI LUMINOSE: – cromaticità (Tc e Ra)

– flusso luminoso

– tipologia (gestione elettrica)

• APPARECCHI ILLUMINANTI: – emissione luminosa (ampiezza e direzione del fascio

luminoso)

– tecnologia fotometrica (rendimento ottico)

– tecnologia elettrica (alimentazione)

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Selezione degli Apparecchi Illuminanti

DIPENDE DA:

• tipologia delle superfici da illuminare

• colore delle superfici da illuminare

• volumi da evidenziare

• localizzazione delle direzioni di osservazione

• distanza tra proiettore e soggetto

• effetto desiderato

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Procedimento progettuale

METODO DEL FLUSSO GLOBALE

→N = numero degli apparecchi da installare; →E = illuminamento medio orizzontale sul

piano di lavoro; →S = superficie del compito visivo; →U = fattore di utilizzazione; →Mf = fattore di manutenzione; →Φ = flusso emesso per singola lampada; →Nl = lampade per apparecchio.

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Fattore di manutenzione

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Fattore di manutenzione

Da UNI EN 12464-1:2011 par. 4.10:

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Fattore di manutenzione

• Specifico riferimento alla CIE 97-2005 “Guida alla manutenzione dei sistemi di illuminazione per interni” per il calcolo del fattore di manutenzione dell’impianto

FM = LLMF x LSF x LMF x RSMF

• LLMF, fatt. manut. del flusso luminoso: riduzione di flusso luminoso nel tempo (invecchiamento) LSF, fatt. durata delle lampade: tasso di mortalità delle lampade LMF, fatt. manut. dell’apparecchio: riduzione di flusso emesso nel tempo (sporcizia) RSMF, fatt. manut. del locale: calo degli indici di riflessione delle superfici del locale (sporcizia)

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Decadimento Flusso Luminoso

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Durata di Vita

DURATA DI VITA MEDIA numero di ore di funzionamento dopo il quale, in un

determinato lotto di lampade sottoposte a specifiche condizioni di prova, il 50% di esse ha cessato di funzionare.

DURATA DI VITA UTILE numero medio di ore di funzionamento dopo il quale

il flusso luminoso emesso da una lampada si riduce

all’80% rispetto alle condizioni iniziali.

DURATA DI VITA MEDIA ECONOMICA numero di ore di funzionamento dopo il quale il flusso

luminoso emesso complessivamente da un determinato lotto di lampade sotto specifiche condizioni di prova è

ridotto all’80% delle condizioni nominali.

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Fattore di Manutenzione dell’Apparecchio

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Fattore di manutenzione

I dati sono valutati dal progettista sulla base di dati raccolti oppure ricavati dalla pubblicazione CIE 97-2005.

Il progettista è tenuto:

• elencare e motivare le ragioni delle scelte del fattore di manutenzione

• specificare le fonti luminose considerate

• preparare il piano di manutenzione dell’impianto

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COEFFICIENTI CORRETTIVI

COEFFICIENTE DI LOCALE K – tiene conto delle proporzioni del locale.

FATTORE DI UTILIZZAZIONE U – indica la misura in cui il flusso luminoso agente nell’intero ambiente va ad interessare il piano di lavoro.

COEFFICIENTE DI MANUTENZIONE Mf – necessario per considerare la diminuzione progressiva nel tempo del flusso emesso dalle lampade per invecchiamento delle stesse o per il deposito di polvere e sporco sulla loro superficie.

h

b a

6 – CALCOLO ILLUMINOTECNICO

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COEFFICIENTI DI RIFLESSIONE

6 – CALCOLO ILLUMINOTECNICO

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Fattore di Utilizzazione

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Fattore di Utilizzazione

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Disposizione Apparecchi

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Disposizione Apparecchi

AD INCASSO IN VISTA A SOFFITTO

(a plafone) A SOSPENSIONE

IN VISTA A PARETE

(ad applique’)

BINARI ELETTRIFICATI

SISTEMI COMPONIBILI

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Griglie di calcolo

Definizione del numero minimo di punti di calcolo e loro massima interdistanza:

• griglia di calcolo per TUTTE le aree;

• rapporto L/H di ogni cella = 0,5 ÷ 2 (preferibile unitaria);

• dimensione massima p = 0,2 x 5 Log(d) con p: dimensione massima possibile della cella, MA sempre p ≤ 10 m d: dimensione maggiore dell’area di calcolo se L/H>2, dimensione minima dell’area di calcolo se L/H<2;

• escludere fascia perimetrale di 0,5 m dalle pareti del locale, a meno che la zone del compito visivo non sia compresa in tale area

E. P

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Griglie di calcolo L