Tiziano Dalla Mora

COMFORT VISIVO

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PRESTAZIONE VISIVA: indica la velocità e l’accuratezza del sistema visivo nell’espletamento di un compito → velocità di percezione, acuità visiva, sensibilità al contrasto

COMFORT VISIVO: non misurabile quantitativamente, ma legato alle condizioni psicofisiche. Può dipendere, ad es., dalla resa del colore delle sorgenti luminose e dall’equilibrio nella ripartizione delle luminanze

AMBIENTE VISIVO: esprime la sensazione generale che si può percepire a livello di illuminazione all’interno di un locale.

Parametri di qualità illuminotecnica

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Parametri di qualità della luce

Visual performanceinfluenzata da livello di illuminamento e di abbagliamento

Visual comfort

Influenzato dalla resa dei colori e dall’equilibrio nella distribuzione delle luminanze

Visual ambience

Influenzato dal colore della luce, dalla direzione della luce e dall’effetto di modellato

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Definizione di comfort visivo

Si potrebbe definire semplicemente come ASSENZA di discomfort visivo

Il discomfort visivo è caratterizzato da:• Alta soggettività e individualità• Dipende dal contesto: le condizioni di luce di

possono recar fastidio o beneficio a seconda del tipo di attività da svolgere o dall’effetto che si vuole ottenere (es. luci stroboscopiche in discoteca e sfarfallio delle fluorescenti in un ufficio)

• Coinvolge l’intero ambiente visivo, diversamente dalla performance visiva che attiene alla sola zona del compito

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Cause ambientali

• La luce si progetta per consentire al sistema visivo di estrarre informazioni dall’ambiente visivo

• Nell’esaminare le cause del discomfort visivo occorre individuare quegli aspetti dell’ambiente visivo che influenzano la capacità di estrarre informazioni:

1. Difficoltà del compito visivo: le condizioni di luce rendono difficile l’acquisizione di informazioni

2. Sotto o sovra-stimolazione: l’ambiente visivo è tale per cui ci sono poche o nessuna informazione da estrarre o c’è un eccesso di informazioni, anche ripetitive

3. Distrazione: se nella zona circostante ci sono oggetti luminosi, in movimento, facilmente rilevabili, che distraggono l’attenzione provocando stress

4. Confusione percettiva: l’ambiente visivo non è più il risultato di luminanze che scaturiscono dalle diverse riflessioni delle superfici e dalla distribuzione degli illuminamenti sulle superfici stesse

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Illuminazione di qualità 1/2

• Non c’è e non può esistere una definizione chiara di cosa si intende per illuminazione di qualità

• Si potrebbe dire che:

si raggiunge la qualità quando un progetto illuminotecnico incontra e risponde sia agli obiettivi che alle necessità

del cliente e del progettista

• Obiettivi: aumentare la performance nell’espletamento di un compito, creare particolari effetti visivi, assicurare il comfort visivo

• Necessità: rispettare il budget economico, i tempi di realizzazione del progetto e le restrizioni imposte (normative, ecc.)

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Illuminazione di qualità 2/2

La definizione data per “illuminazione di qualità” non contiene alcuna informazione di carattere tecnico, né tantomeno riferimenti a misure fotometriche come ci si potrebbe aspettare; si esprime in termini di impatto che la luce può avere.

Tale definizione trova giustificazione dicendo:1. OBIETTIVO - La luce si progetta per raggiungere un obiettivo: il

raggiungimento dell’obiettivo diventa metro di misura per valutare il successo del progetto stesso (es. illuminazione di una vetrina)

2. CONTESTO - Uno stesso tipo di illuminazione può essere adeguato o meno a seconda del contesto (es. flicker in ufficio o in discoteca)

3. SOGGETTIVITÀ - La percezione della qualità della luce dipende da molti fattori fisici e psicologici: questo fatto impedisce di definire in modo univoco e oggettivo (es. con grandezze fotometriche) il concetto di “qualità della luce”

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Qualità della luce

Si possono definire 3 classi di qualità della luce:

1. Cattiva: non si riesce a vedere in modo adeguato, con facilità e si ha, in generale, una sensazione di discomfort visivo → illuminazione inappropriata per il compito richiesto (troppa o troppo poca luce, scarsa uniformità, riflessioni di velo, flicker, abbagliamento)

2. Indifferente: si riesce a vedere bene, con facilità, ma niente di più → non si verificano problemi di discomfort

3. Buona: l’impianto di illuminazione, oltre a rispondere ai requisiti per una corretta visibilità, stimola l’attenzione e influisce positivamente sulla performance

La maggior parte degli ambienti risponde alla seconda classe.

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Ruoli del colore in campo lavorativo

1. Differenziando la zona del compito con un colore diverso rispetto alla zona circostante si riesce ad incrementare la visibilità del compito stesso

2. Nella stessa zona del compito, è possibile, con un colore, mettere in evidenza qualcosa (es. evidenziare un libro)

3. Un colore in sé ha un significatospecifico (es. segnale luminoso di pericolo, etichette di archiviazione)

Il tipo di colore non ha importanza, l’importante è quanto è diverso dal colore di ciò che sta intorno

Il tipo di colore è importante. Lo spettro della luce può aumentare o diminuire la differenza di colore tra zona del compito e zona circostante

In ambito lavorativo, il colore svolge 3 ruoli fondamentali:

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Normativa di riferimento

• UNI EN 12193/ 2001: Luce e illuminazione – Illuminazione di installazioni

sportive

• UNI EN 12464-1/2004: Luce e illuminazione – Illuminazione dei posti di lavoro –

Parte 1: Posti di lavoro in interni

• UNI EN 12665/2004: Luce e illuminazione – Termini fondamentali e criteri per i

requisiti illuminotecnici

• UNI 11165/2005: Luce e illuminazione – Illuminazione di interni – Valutazione

dell’abbagliamento molesto con il metodo UGR

• UNI 10840/2007: Luce e illuminazione – Locali scolastici – Criteri generali per

l’illuminazione artificiale e naturale

• EN 15193/2006: Energy performance of buildings – Energy requirements for

lighting (recepita in Italia nel marzo 2008)

• ZVEI, 2005. ZVEI Guide to DIN EN 12464-1

UNI EN 12464-1

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UNI EN 12464-1 2011

• Luce e illuminazione – Illuminazione dei posti di lavoro – Parte 1:

Posti di lavoro in interni

• Sostituisce la UNI 10380 del 1994

• La norma specifica i requisiti illuminotecnici per i posti di lavoro

interni, che corrispondono alle esigenze di comfort visivo e di

prestazione visiva.

• Vengono considerati tutti i compiti visivi abituali, inclusi quelli

che comportano l’utilizzo di attrezzature munite di

videoterminali

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Parametri che caratterizzano l’ambiente luminoso

• Distribuzione delle luminanze• Illuminamento (Ēm) e uniformità di illuminamento (E min/Emedio)• Abbagliamento• Direzione della luce → effetto di modellato• Resa dei colori e temperatura di colore della sorgente → Ra minimo 80

per ambienti ad uso ufficio• Sfarfallamento ed effetti stroboscopici → cefalee • Luce diurna → dinamica, varia in intensità e in temperatura di colore

Standard UNI EN 12464-1: 2011 Illuminamento dei luoghi di lavoro interni.

Criteri di progettazione illuminotecnica• Per la buona pratica di illuminazione, è essenziale che oltre al

valore dell'illuminamento richiesto, siano soddisfatte le ulterioriesigenze qualitative e quantitative.

• I requisiti illuminotecnici sono determinati dalla soddisfazione di tre esigenze umane fondamentali:• comfort visivo; quando i lavoratori hanno una sensazione di

benessere indirettamente questo contribuisce anche a ottenere alti livelli di produttività e una più alta qualità del lavoro;

• prestazione visiva; quando i lavoratori sono in grado di svolgere i loro compiti visivi anche in circostanze difficili e per periodi di tempopiù lunghi;

• sicurezza.

Illuminazione e comfort visivo

Requisiti per una buona visione negli ambienti interni:

1. Livello di illuminazione (illuminamento e luminanza)2. Equilibrio delle luminanze nel campo visivo3. Limitazione dell’abbagliamento4. Sufficiente resa del contrasto e direzionalità della luce

Tutti questi aspetti possono essere valutati attraverso opportuniparametri fisico-tecnici, che concorrono alla progettazione e aldimensionamento dell’impianto in funzione delle attività chedevono essere svolte nell’ambiente considerato.

Illuminazione di ambienti interni

L’illuminazione degli ambienti può essere fornita da:- Luce naturale- Luce articificiale- Combinazione di luce naturale e artificiale

Per capire se un ambiente è illuminato correttamente occorre calcolare alcuni indicatori.

Progettazione dell’illuminazione d’ambiente: simulazione -calcoli

Valutazione di un ambiente esistente: misure – calcoli

Confronto con requisiti richiesti per la fruizione degli ambienti.

Indicatori e requisiti di illuminazione

1. Illuminamento sul piano di riferimento [lux]

2. Uniformità di illuminamento sul piano di riferimento, Uo [-], esistono dei valori minimi che è necessario garantire

3. Equilibrio della luminanza, rapporti limite tra le luminanze del compito visivo e dello sfondo

4. Indice di abbagliamento, UGR [-]

5. Indice di resa cromatica, Ra [-]

0. Task area

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Task area e surrounding area

Zona del compito (Task-area):Parte del posto di lavoro nel quale viene svolto il compito

visivo. Per ambienti dove non sono note le dimensioni e le disposizioni della zona del compito deve essere assunta la zona dove il compito può essere effettuato.

Zona immediatamente circostante (surrounding area):Fascia di almeno 0,5 m di larghezza intorno alla zona del

compito all’interno del campo visivo

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Task area e surrounding area

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Task area

Gli scaffali vanno considerati come aree di lavoro verticali: fascia compresa tra 0.5 m e altezza della zona del compito (nel caso degli scaffali 2 m).

L’area di lavoro (gialla) comprende anche lo spazio d’uso (rosa).

L’altezza del piano di lavoro si prende pari a 0.75 m dal pavimento

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Non si conosce il layout:

si considera tutta l’area come task area, eccetto una fascia perimetrale di 0.5 m.

Si conosce approssimativamente il layout

Se l’area di lavoro si estende fino al perimetro della stanza:

tutta la stanza stessa si prende come task area

Task area

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Edifici scolastici: task area orizzontale e verticale

Edifici scolastici: task area orizzontale e verticale

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Dimensioni della griglia di calcolo

Grid systems should be created to indicate the points at which the illuminance values are calculated and verified for the task area(s), immediate surrounding area(s) and background area(s). The following description is in accordance with the description given in EN 12464-1:2011 and it is recommended to follow this instruction.“Grid cells approximating to a square are preferred, the ratio of length to width of a grid cell shall be kept between 0.5 and 2 (EN 12193:2007 and EN 12464-2:2007). The maximum grid size shall be:

Wherep is the maximum grid cell size (m) ≤ 10 md is the longer dimension of the calculation area (m). However, if the

ratio of the longer to the shorter side is 2 or more, then d becomes the shorter dimension of the area.

The number of points in the relevant dimension is given by the nearest whole number of d/p.The resulting spacing between the grid points is used to calculate the nearest whole number of grid points in the other dimension. This will give a ratio of length to width of a grid cell close to 1.A border of 0.5 m from the walls is excluded from the calculation area except when a task area is in or extends into this border area. An appropriate grid size shall be applied to walls and ceiling and a border of 0.5 m may be applied also.

Measurement grid

= 0.2 5 10( ) (1)

NOTE 1 The grid point spacing should not coincide with the luminaire spacing.

NOTE 2 Formula (coming from CIE x005-1992) has been derived under the assumption that p is proportional to log (d), where:p = 0.2 m for d = 1 m;p = 1 m for d = 10 m;p = 5 m for d = 100 m.

NOTE 3 Typical values of grid point spacing are given in table:

Length (d) of the area[m]

Maximum distance between gridpoint (p)

[m]

Ratio

Minimum number of grid points

0.4 0.15 38% 30.6 0.20 33% 31.0 0.20 20% 52.0 0.30 15% 65.0 0.60 12% 810.0 1.00 10% 1025.0 2.00 8% 1250.0 3.00 6% 17100.0 5.00 5% 30

Measurement grid

Measurement grid1. Livelli di illuminamento

Per un dato ambiente possiamo calcolare:

• Illuminamento minimo: valore minimo tra i valori degliilluminamenti calcolati o misurati su uno specifico piano diriferimento

• Illuminamento massimo : valore massimo tra I valori degli illuminamenticalcolati o misurati su uno specifico piano di riferimento

• Illuminamento medio: media aritmetica dei valori calcolati omisurati su uno specifico piano di riferimento in un precisoistante temporale

1. Livelli di illuminamento

maggiore è la prestazione visiva richiesta (in termini di velocità eprecisione di esecuzione) e maggiore è l’illuminamento necessario.

Valori limite dell’illuminamento:minimo 20 luxmassimo 2.000 lux

Oltre il massimo il grado la prestazione visiva aumenta, ma in misuranon molto apprezzabile, mentre risulta probabile l’insorgenza difenomeni collaterali che disturbano o alterano la visione, comel’abbagliamento diretto o riflesso, oppure la difficoltà a distinguerepiccoli dettagli.

Prestazione visiva

+Illuminamento

+

1. Livelli di illuminamento

Tra questi valori di massimo e minimo sono state individuate diverseclassi di illuminamento a seconda della prestazione visiva.Per ciascuna classe è stata fissata una gamma di tre valori conrapporto 1,5.La scala degli illuminamenti raccomandati è:20 30 50 75 100 150 200 300 500 750 1000 1500 2000

La scelta del valore appropriato entro ciascuna gamma dipende da un insieme di fattori relativi al singolo specifico compito visivo:

• dimensioni angolari dell’oggetto;• contrasto di luminanza;• acuità visiva dell’osservatore, ossia inverso della minima

separazione angolare tra oggetti per percepirli come distinti;• sensibilità al contrasto ossia minimo contrasto percepibile;• tempo di visione, ossia tempo a disposizione per effettuare

l’attività visiva.

1. Livelli di illuminamento

Tipo di destinazione (attività) illuminamento(lux)

Aree esterne industriali 20-30-50

Zone di passaggio e di sostatemporanea

50-100-150

Ambienti di lavoro occupatisaltuariamente

100-150-200

Prestazioni visive semplici 200-300-500

Prestazioni visive medie 300-500-750

Prestazioni visive elevate percompiti difficili

1000-1500-2000

Prestazioni visive elevate per compitidi particolare qualità

2000

2. Uniformità di illuminamento

Grandi variazioni dell’illuminamento attorno alla zona del compito possono provocare affaticamento e mancanza di comfort.

2. Uniformità di illuminamento

L’uniformità di illuminamento viene quantificata con i rapporti:

Valori di riferimento si trovano nelle UNI EN 12464-1:2011 in funzionedei tipo di compito visivo.Disegno tecnico: Uo ≥ 0,7

Nelle zone circostanti: Uo ≥ 0,4 Nella zona di sfondo: Uo ≥ 0,1

Nelle zone più grandi, nelle zone di attività e nelle zone di sfondo laluce diurna disponibile si riduce rapidamente con la distanza dallafinestra.

medio

Emino E

U

2. Uniformità di illuminamento

Modalità di controllo dell’uniformità di illuminamento

La verifica dell’uniformità dell’illuminamento va effettuata creando unagriglia in modo da rilevare l’illuminamento sui punti di tale griglia,preferibilmente a celle quadrate.

Si esclude dalla zona di calcolo una fascia di 0,5 m dalle pareti fattaeccezione per i casi in cui una zona del compito si trova in quest’areadi confine o si estende al suo interno.

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Task illuminance (lx)

Illuminance ofimmediate

surrounding areas (lx)≥ 750500400≤200

500300200Etask

Uniformity:≥0,7 Uniformity:≥0,5

Uniformità: E min /E med

•Giusto rapporto tra illuminamento della zona del compito e illuminamento della zona circostante

Requisiti illuminotecnici

•Variazioni troppo elevate di illuminamento possono causare affaticamento visivo e abbagliamento molesto

Fattore di luce diurna (Daylight Factor)

È definito come il rapporto tral’illuminamento in un preciso punto su diun piano orizzontale all’internodell’ambiente e l’illuminamento chesimultaneamente si verifica su di un pianoorizzontale posto all’esterno dell’edificioed esposto alla volta celeste senzaradiazione solare diretta.Varia da punto a puntolavoro.

Fattori da cui dipende il DF

sul piano di

• Area finestrata e coefficiente di trasmissione del vetro• Riflessione delle superfici interne• Presenza di ombreggiature esterne• Manutenzione e pulizia superfici interne

42

Fattore di luce diurna (FLD)

• Parametro che misura l’apporto di luce naturale in un ambiente

• Esprime il rapporto, in percentuale, tra l’illuminamento, dovuto alla sola

componente diffusa, di un punto interno (Ein) e quello misurato su una

superficie orizzontale posta all’esterno, schermata dalla radiazione diretta

(Eext)

• Non tiene conto dell’orientamento dell’edificio

• Si calcola nell’ipotesi di cielo coperto → indipendenza dall’orientamento →

condizione peggiorativa

% 100in

ext

EFLDE

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Origini del fattore di luce diurna

L’idea di usare un rapporto tra illuminamenti per quantificare l’apporto di luce naturale negli ambienti nasce nel 1909 (Waldram P J)

Il fatto di ricorrere a valori relativi anziché assoluti è per semplificare il problema, evitando di considerare le variazioni della luce

Inizialmente si parlava di “Sky Factors”: questi fattori quantificavano il contributo di luce diretta in

un punto dell’ambiente

Introduzione della luce riflessa da ostruzioni esterne, trasmissione del vetro, riflessioni interne (Waldram, 1950)

Nel 1949, il cielo di riferimento passa da quello uniforme a quello overcast

Evoluzione

Motivo

Quando

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Indipendenza dal tempo: l’illuminamento interno è funzione di quello esterno, facendo il rapporto tra i 2, si annulla la componente tempo → un fenomeno NON stazionario si descrive in modo stazionario

il fenomeno nonpotrebbe essere descritto in regime stazionario, mavariabile

Questa considerazione vale solo in condizioni di cielo coperto:

se il cielo fosse sereno, l’illuminamento di un punto interno non sarebbe funzione solo di quello esterno, ma anche della posizione del sole rispetto alla zona di cielo inquadrata dalla finestra

la distribuzione della luce NON sarebbe costante nel tempo

Considerazioni sul FLD

Fattore MEDIO di luce diurna: calcolo

L’appendice A della UNI 10840 fornisce una formula per calcolare in modo semplificato il fattore medio di luce diurna FmLD:

Ai, è l'area della finestra i-esima;i, è il coefficiente di trasmissione luminosa del vetro;m, è il coefficiente di riflessione medio nel visibile delle superficiche costituiscono l’involucro dell’ambiente considerato;i, è il fattore finestra ossia il fattore di vista della volta celeste da partedella superficie della finestra, tiene conto delle ostruzioni;i, è un fattore che tiene conto dell’ombreggiamento indottosulla finestra dall’imbotte.

S(1- rm )

AFmLD=

i i i i i

Coefficiente di trasmissione del vetro

Sistema trasparente Tv

vetro float singolo chiaro 4‐6 mm 0,80‐0,90

vetro float singolo assorbente 0,70‐0,80

vetro singolo retinato 0,85

vetro float singolo colorato in massa a seconda del colore 0,30‐0,60

vetro float singolo riflettente 0,35‐0,60

vetro float singolo bassoemissivo 0,50‐0,75

doppio vetro 6‐12‐6 – lastre float chiare 0,65‐0,75

doppio vetro 6‐12‐6 – lastre float con ricoprimento bassoemissivo 0,60

policarbonato chiaro 0,80‐0,90

lastre traslucide in materiale plastico 0,10‐0,80

τv

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Coefficiente di riflessione medio

colore r colore r

bianco 0.90 ÷ 0.75 blu scuro 0.10 ÷ 0.05avorio 0.85 ÷ 0.80 verde scuro 0.10 ÷ 0.05crema 0.80 ÷ 0.70 marrone 0.15 ÷ 0.05

giallo chiaro 0.70 ÷ 0.60 rosso scuro 0.10 ÷ 0.05rosa 0.60 ÷ 0.45 grigio chiaro 0.40 ÷ 0.15arancio 0.60 ÷ 0.40 grigio scuro 0.15 ÷ 0.05verde chiaro 0.50 ÷ 0.40 nero 0.04 ÷ 0.01azzurro chiaro 0.45 ÷ 0.40

rm

48

i

Sirm

i

Si ri

49

Coefficiente di riflessione medio rm

50

Coefficiente di riflessione medio rm

Fattore finestra apertura verticale ε

51

Fattore finestra apertura verticale ε

52

53

Fattore finestra apertura verticale ε

Fattore rappresentativo della posizione di volta celeste vista dal baricentro della finestra. Vale:ε= 1 per finestre orizzontali (lucernari) senza ostruzioniε= 0.5 per finestre verticali senza ostruzioniε< 0.5 per finestre verticali con ostruzioni

2ε =1 - senα

2ε = senα 2

ε = senα 2 - senα 2

α = angolo piano di altitudine che sottende la parte ostruita di cielo

α 2 = angolo piano che sottende la parte visibile di cielo

Ostruzioni che occupano la parte bassa del panorama

Ostruzioni che occupano la parte alta del panorama

Ostruzioni che occupano sia la parte alta che quella bassa del panorama

54

Fattore finestra apertura verticale ε

Ha

h

H-h

La

Ha 2

L

Fattore finestra apertura verticale ψ

55

p

h

La

0

0,6

2468100 1 h/p

0,1

0

0,51

0,4

0,3

0,2

0,7

30,8

0,9

11,0

0,5

0,4

84

0,8

0,6

1,5

2

La/p = 10F < 0,3 %

0,3 % < F < 2,0 %2,0 % < F < 4,0 %4,0 % < F

insufficientesufficientebuonoottimo

Leggi, norme, circolari prevedono:

Valori consigliatiValori di riferimento

tipo di destinazione d’uso Fmld

ambienti di degenza 3%

palestre, refettori, abitazioni

2%

uffici, spazi di distribuzione, scale1%

Fmld

locali diresidenza

0,02

palestre,refettori

0,02

uffici, scale, serviziigienici, spogliatoi

0,01

aule, laboratori 0,03

ambienti didegenza

0,03

ambulatori,ambienti per ladiagnostica

0,03

edilizia pubblicasovvenzionata

0,06

ambito

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Ambienti residenziali (D.M. 5/7/75)

• Locali di abitazione: 2%(inoltre la superficie finestrata apribile non deve essere

inferiore a 1/8 della superficie del pavimento)

Ambienti ospedalieri (Circ. 13011 22/11/74)

• Ambienti di degenza, diagnostica, laboratori: 3%• Palestre, refettori: 2%• Uffici, spazi per la distribuzione, scale: 1%

Ambienti scolastici (D.M. 18/12/75)

• Ambienti ad uso didattico (aule per lezione, studio, lettura, disegno ecc.): 3%

• Palestre, refettori: 2%• Uffici, spazi per la distribuzione, scale, servizi igienici: 1%

Valori limite del fattore di luce diurnasecondo la legislazione vigente

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• Circ. Min. LL. PP. 3151 del 22 maggio 1967 (Criteri di valutazione delle grandezzeatte a rappresentare le proprietà termiche, igrometriche, di ventilazione e diilluminazione nelle costruzioni edilizie)

• Circ. Min. LL. PP. 13011 del 22 novembre 1974(requisiti fisico tecnici per lecostruzioni edilizie ospedaliere: proprietà termiche, igrometriche, di ventilazione e di illuminazione)

• D.M. 5 luglio 1975 (modificazioni alle istruzioni ministeriali 20 giugno 1896 relativamente all'altezza minima ed ai requisiti igienico sanitari principali deilocali di abitazione) aggiornato con D.M. 9 giugno 1999

• D.M. 18 dicembre 1975 (Norme tecniche aggiornate relative all’edilizia scolastica, ivi compresi gli indici minimi di funzionalità didattica, edilizia eurbanistica da osservarsi nella esecuzione di opere di edilizia scolastica)

• UNI 10840 (Luce e illuminazione - locali scolastici: criteri generali perl’illuminazione artificiale e naturale)

• UNI-EN12464-1 - Illuminazione dei posti di lavoro

Molti regolamenti edilizi, talvolta d’igiene e su indicazione delle ASL, recano disposizioni particolari in merito all’illuminazione naturale. E’ necessario pertanto prendere visione di tali documenti prima di avviare la progettazione.

Il quadro normativo relativo all’illuminazione naturale degli ambienti

58

61

62

Ai fini di garantire un’adeguata uniformità dell’illuminazione naturale all’interno degli ambienti si suggerisce che:

ηmin/ηmax > 0.16

dove:• ηmin indica il fattore puntuale minimo di luce diurna, ovvero il

rapporto, espresso in percentuale, tra l’illuminamento minimo dell’ambiente e l’illuminamento esterno prodotto dalla volta celeste

• ηmax indica il fattore puntuale massimo di luce diurna, ovvero il rapporto, espresso in percentuale, tra l’illuminamento massimo dell’ambiente e l’illuminamento esterno prodotto dalla volta celeste

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Uniformità dell’illuminazione naturale

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FLD: considerazioni

Il FLD non si può considerare un parametro che valuta se un progetto è buono dal punto di vista dell’illuminazione naturale: risponde solo ad un requisito minimo

Il FLD è un termine QUANTITATIVO, NON QUALITATIVO

Paradossalmente, se un edificio fosse totalmente vetrato, avrei un ottimo apporto di luce diurna ma avrei moltissimi problemi di carattere termico e di comfort, oltre che visivi

Il FLD è indipendente dall’orientamento dell’edificio, dal sito, dalle stagioni, dalla radiazione diretta, dalla variabilità delle condizioni di cielo e non dà alcuna informazione su come è possibile schermare un edificio per prevenire abbagliamento

Fattore MEDIO di luce diurna: valori di riferimento

MDF<0,3% insufficiente0,3%< MDF < 1% discreto1,0% < MDF < 4% buono4% < MDF ottimo

Ambiente MDFLocali di residenza

2%

Palestre, refettori 2%Spazi di distribuzione, servizi igienici, uffici

1%

Aule, laboratori 3%Ambienti di degenza

3%

Ambulatori 3%Edilizia pubblicasovvenzionata

6%

Daylight Autonomy e Spatial Daylight Autonomy

La valutazione dell’illuminazione naturale garantita in un ambiente nel tempo può essere fatto con l’uso di un indicatore temporale chiamato Daylight Autonomy, DA [%].

• Daylight Autonomy (DA) Percentuale di tempo di utilizzo del locale in cui l’illuminamento naturale in un punto dell’ambiente supera un livello minimo di 300 o 500 lux (DA300, DA500)

• Spatial Daylight Autonomy (sDA): percentuale di spazio nel quale il livello minimo di illuminamento naturale (300 o 500 lux) è garantito per almeno il 50% dell’orario di occupazione (orario lavorativo per es.). Si scrive sDA300,50% oppure sDA500,50%

3. Equilibrio della luminanza

La ripartizione delle luminanze nel campo visivo influenza anche il comfort visivo.Conseguentemente si dovrebbe evitare quanto segue:

luminanze troppo elevate che potrebbero provocare abbagliamento;

contrasti di luminanza troppo elevati che causerebberoaffaticamento a causa delle costanti variazioni di adattamentooculare;

luminanze troppo basse e contrasti di luminanza troppo bassi chedarebbero luogo ad un ambiente di lavoro monotono e nonstimolante.

71

Contrasto di luminanza

La visione implica la ricezione da parte dell'occhio delledifferenze di luminosità presenti nel campo visivo

Lt = luminanza del compito visivoLb = luminanza dello sfondo (o anche luminanza di 

adattamento dell'osservatore)b

tb

LLL

C

• L’occhio è un rilevatore di luminanza• A parità d'illuminamento dell'oggetto e dello sfondo, il contrasto dipende

solo dal fattore di riflessione delle sue superficiSi definisce:1. Contrasto di soglia: contrasto minimo del compito visivo rispetto allo

sfondo per permettere il suo riconoscimento il 50% delle volte.2. Sensibilità al contrasto: reciproco del contrasto di soglia.

3. Equilibrio della luminanza

Alcune regole:• Per creare una ripartizione delle luminanze ben bilanciata devono

essere prese in considerazione le luminanze di tutte le superfici, chesaranno determinate dal fattore di riflessione e dall'illuminamento sullesuperfici stesse.

• Per evitare l’oscurità e per alzare i livelli di adattamento e il comfortdelle persone presenti negli edifici, è altamente desiderabile disporredi superfici interne luminose, particolarmente le pareti e i soffitti.

• Il progettista illuminotecnico deve prendere in considerazione eselezionare i valori appropriati del fattore di riflessione e illuminamentoper le superfici interne sulla base delle indicazioni della norma 12464-1.

3. Equilibrio della luminanza

Fattore di riflessione o riflettanza delle superficiI fattori di riflessione consigliati per i fattori di riflessione diffusa delleprincipali superfici di un locale sono:• soffitto: da 0,7 a 0,9;• pareti: da 0,5 a 0,8;• pavimento: da 0,2 a 0,4.

Nota Il fattore di riflessione dei principali oggetti (come arredi,macchine, ecc.) dovrebbe trovarsi nell’intervallo compreso tra 0,2 e0,7.

In tutti i luoghi chiusi i valori di illuminamento mantenuto sullesuperfici principali devono essere i seguenti:• Em > 50 lx con Uo ≥ 0,10 sulle pareti e• Em > 30 lx con Uo ≥ 0,10 sul soffitto.

4. Abbagliamento

Abbagliamento = sensazione prodotta da aree brillanti presentinel campo visivo.L’entità del fenomeno può variare da una sensazione di fastidio (discomfort glare) , che perdurando porta ad affaticare il soggetto fino ad una temporanea perdita di visibilità (disability glare).Una eccessiva luminosità del campo visivo può portare infine ad una percezione non nitida degli oggetti, si parla in questo caso di veiling.

Abbagliamento dovuto a luce naturale Abbagliamento dovuto a sorgenti artificiali

4. Abbagliamento

Relativamente alle modalità con cui si genera l’abbagliamento si distingue tra:• abbagliamento diretto: prodotto da oggetti luminosi situati nella

direzione dell’osservatore• abbagliamento riflesso: a causa della riflessione delle sorgenti

luminose su superfici speculari posizionate lungo le principali direzioni di osservazione.

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Abbagliamento

Sensazione visiva prodotta da superfici

che determinano elevati gradienti di

luminanza all’interno del campo visivo.

Prodotto direttamente da una

sorgente (apparecchio luminoso o

finestra) o indirettamente per riflessione

Si distinguono:

Abbagliamento debilitante (disability

glare): determina un peggioramento

istantaneo delle funzioni visive

Abbagliamento molesto (discomfort

glare): disagio visivo che può portare a

stress, affaticamento, diminuzione

dell’attenzione e del rendimento

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Volume di offesa

“Volume che comprende tutte le possibili direzioni speculari a quelle di osservazione, per una comune area di lavoro” (Moncada Lo Giudice, de Lieto Vollaro)

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Abbagliamento velante

• Riflessioni di elevata luminosità nel compito visivo possono alterare le condizioni di visibilità del compito in modo dannoso.

• Riflessioni che velano l’immagine e luce abbagliante riflessa possono essere eliminate o ridotte con le seguenti misure:• Sistemazione adeguata degli apparecchi d’illuminazione e

dei posti di lavoro• Finitura superficiale opaca• Riduzione della luminanza degli apparecchi di illuminazione• Aumento dell’area luminosa dell’apparecchio• Utilizzo di pareti e soffitti chiari

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Abbagliamento: considerazioni

• Negli ambienti di lavoro è importante limitare la possibilità di

abbagliamento per evitare errori, affaticamento e incidenti.

• Si può avere abbagliamento anche a causa della riflessione delle

sorgenti luminose su superfici speculari posizionate lungo le principali

direzioni di osservazione.

• Evitare sorgenti che emettano direttamente nel campo visivo ossia

direttamente verso l’occhio.

• L’effetto di abbagliamento dovuto alla luminosità di una certa sorgente

decresce via via che la posizione di questa si allontana dalla zona

centrale del campo visivo: le luminosità elevate sono infatti tollerate

quando si trovano a cadere in posizioni periferiche rispetto alla direzione

dello sguardo (linea di visuale).

• Per limitare l’abbagliamento indiretto proveniente da superfici riflettenti

è bene che tali superfici riflettano in maniera diffusa.

4. Abbagliamento da luce naturale

Daylight Glare Index (DGI):tiene conto della luminanza della porzione di cielo inquadrata dallasuperficie vetrata; della posizione e dimensione della superficievetrata; del contrasto di luminanza tra le superfici interne e dellapresenza di superfici riflettenti.

Daylight Glare Probability (DGP):percentuale di persone che sono disturbate dall’abbagliamento, èfunzione della luminanza della sorgente (la finestra),dell’illuminamento verticale sull’occhio dell’occupante e dellaposizione e dimensione della superficie vetrata.

5. Apparenza del colore e resa cromatica

Le qualità del colore di una lampada relativamente bianca o della lucediurna trasmessa sono caratterizzate da due attributi:-l’apparenza del colore della luce;-la sua capacità di resa dei colori che influenza l’apparenza del coloredi oggetti e persone.Questi due attributi devono essere considerati separatamente.

Nel caso della luce diurna sono le caratteristiche di trasmissione dellevetrate e delle tende che determinano l’apparenza del colore dellaluce. L’apparenza del colore della luce diurna può variare nel corsodella giornata.

Per la prestazione visiva e la sensazione di comfort e di benessere i colorinell'ambiente di oggetti e della pelle umana devono essere resi inmodo naturale, che faccia apparire le persone attraenti e in buonasalute.

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• UGR è un acronimo per Unified Glare Rating• È stato sviluppato dalla CIE (Commission Internationale de l’Eclairage)

con lo scopo di stabilire a livello mondiale un sistema unitario di valutazione dell’abbagliamento

• Il metodo UGR, diversamente dal metodo precedente in cui si ricorreva ai diagrammi di Söllner (valutazione dell’abbagliamento in base alla luminanza dei singoli apparecchi), valuta l’abbagliamento dell’intero impianto di illuminazione nel suo complesso

2 2108log (0.25 / ) ( / )b sUGR L L p

Lb= luminanza dello sfondo

L = luminanza delle parti luminose di ogni apparecchio nella direzione dell’occhio dell’osservatore

ω = angolo solido, in steradianti, delle parti luminose di ogni apparecchio nella direzione dell’occhio dell’osservatore

p = indice di posizione di Guth (definito nella UNI 11165:2005), funzione dello scostamento angolare rispetto all’asse della visione, per ogni singolo apparecchio

4. Abbagliamento molesto da luce artificiale

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UNI 11165: Calcolo della luminanza di sfondo L b

Si calcolano le luminanze delle superfici dell’ambiente comprese nel campo visivo, assumendo il valore medio o l’effettiva ripartizione della luminanza, con l’esclusione delle sorgenti abbagliantiOppure si calcola la componente dell’illuminamento indiretto Ei (in lux) sull’occhio dell’osservatore, usando la formula:

Lb = Ei / π

Nota: la luminanza dello sfondo influenza poco il risultato dell’UGR (ad esempio, un errore di +33% di Lb porta ad un errore dell’UGR di 1 unità)

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UNI 11165: Luminanza dell’apparecchio L e angolo solido ω

Luminanza dell’apparecchioSi calcola con il rapporto tra l’intensità luminosa I, espressa in candele, nella direzione dell’osservatore, e l’area apparente Ap.

L= I/ Ap

Area apparente: proiezione delle aree luminose dell’apparecchio su di un piano perpendicolare alla direzione di osservazione. Nota: una variazione di +33% o -25% del valore di L causa un errore di 1 unità nel calcolo dell’UGR.

Angolo solido: ω = Ap / r2

r : distanza, dall’osservatore al centro delle parti luminose dell’apparecchio considerate, in metri

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UNI 11165: indice di posizione di Guth

1 2 /9 3 2 5 2ln [(35.2 0.31889 1.22 )10 (21 0.2667 0.002963 )10 ]p e

, sono espressi in radianti

Dati i rapporti H/R e T/R, la norma fornisce una tabella che permette di ottenere gli indici di posizione di Guth.

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Valori limite di UGR

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Considerazioni generali

Sono da evitare:• Luminanze troppo elevate → abbagliamento• Contrasti di luminanza troppo elevati → affaticamento per

continua variazione di adattamento oculare• Luminanze e contrasti di luminanza troppo bassi → ambienti

monotoni e poco stimolanti• Le luminanze di tutte le superfici sono determinate dal fattore

di riflessione e dall’illuminamento sulle superfici.

Gli intervalli consigliati per i fattori di riflessione delle principali superfici di un locale sono:

1. Soffitto: da 0.6 a 0.92. Pareti: da 0.3 a 0.83. Piani di lavoro: da 0.2 a 0.64. Pavimento: da 0.1 a 0.5

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UNI EN 12464-1: resa del colore

“Per la prestazione visiva e la sensazione di comfort e di benessere è

importante che nell’ambiente i colori degli oggetti e della pelle umana

siano resi in modo naturale, corretto e che facciano apparire le persone

attraenti e in buona salute”

Le lampade con un indice di resa del colore minore di 80 non dovrebbero

essere utilizzate in interni dove le persone lavorano o permangono per

lunghi periodi

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UNI EN 12464-1: ulteriori indicazioni

• Sfarfallamento ed effetti stroboscopici: evitabili mediante l’utilizzo di

alimentatori ad alta frequenza

• Fattore di manutenzione: preparare un programma di manutenzione

completo che comprenda la frequenza del ricambio delle lampade,

gli intervalli di pulizia degli apparecchi di illuminazione, del locale e il

metodo di pulizia più adeguato

• Risparmio energetico: non compromettere gli aspetti visivi di un

impianto solo per ridurre il consumo di energia

• Luce diurna: attenzione all’abbagliamento proveniente dalle finestre

• Posti di lavoro muniti di videoterminali: limiti della luminanza degli

apparecchi con flusso luminoso rivolto verso il basso

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EN UNI 12464-1: tabella dei requisiti

ufficiTipo di interno, compito o attività Ēm (lux) UGR Ra notearchiviazione, copiatura, ecc. 300 19 80scrittura, dattilografia, lettura, 500 19 80 per lavoro con computer vedere punto 4.11eleborazione datidisegno tecnico 750 16 80postazioni CAD 500 19 80 per lavoro con computer vedere punto 4.11sale conferenze e riunioni 500 19 80 l'illuminazione dovrebbe essere regolabilereception 300 22 80archivi 200 25 80

Illuminamento medio mantenuto:

Valore al di sotto del quale l’illuminamento medio, su una specifica superficie, non può mai scendere

Nelle sale operatorie si va da un minimo di 1000 lux fino a 100000 lux. Ra spesso deve essere almeno pari a 90