Calcolo dei fabbisogni energetic
6.1 L’indice EP ILL
6.1.3 Il fattore di dipendenza dalla luce diurna FD
Il coefficiente FD (daylight dependance factor) permette di esprimere il risparmio energetico
conseguente alla disponibilità di luce naturale nell’edifico o ambiente considerato, quindi al minore utilizzo di illuminazione artificiale per mantenere i requisiti di illuminamento medio richiesto.
Questo fattore può essere valutato per un periodo temporale annuale (FDy) o mensile (FDm) in funzione
della disponibilità di luce naturale nell’ambiente e dei sistemi di controllo dell’illuminazione artificiale demandati a sfruttare tale disponibilità, utilizzando le relazioni:
FDy = 1 – FD,S ∙ FD,C
FDm = 1 – CD,S ∙ FD,S ∙ FD,C
Con:
FD,S (daylight supply factor) coefficiente di disponibilità della luce naturale nell’ambiente considerato e per il periodo di calcolo analizzato;
FD,C (daylight dependent electric lighting control factor) coefficiente relativo ai sistemi di controllo dell’illuminazione artificiale nell’ambiente considerato, per sfruttare la disponibilità della luce naturale;
CD,S (redistribuction factor) coefficiente di ridistribuzione mensile in funzione della penetrazione (p) della luce naturale nell’ambiente considerato.
La norma indica la procedura per il calcolo di questo indice suddivisa in 5 fasi:
a) Suddivisione dell’edificio in zone con o senza accesso alla luce diurna;
b) Determinazione dell’impatto dei parametri del locale (geometria della facciata ed ostruzione esterna alla penetrazione della luce diurna nello spazio interno) usando il concetto del fattore della luce diurna;
c) Previsione del potenziale risparmio energetico descritto dal fattore di disponibilità della luce diurna in funzione del clima locale, dell’illuminamento mantenuto e del fattore della luce diurna;
d) Determinazione dello sfruttamento della luce diurna disponibile mediante il tipo di controllo dell’illuminazione da parte del fattore di controllo della luce diurna;
e) Eventuale conversione del valore annuale di FD nei corrispondenti valori mensili.
Procedura schematizzata all’interno della norma da un diagramma di flusso relativo al calcolo del fattore di luce diurna in una zona FD,n (v.fig.6.2).
146
Figura 6.2 Diagramma di flusso per la determinazione del fattore di dipendenza della luce diurna in una zona (Tratta da UNI EN 15193:2008.
147
Il fattore di disponibilità della luce diurna FD,S può essere approssimato in funzione della latitudine γsite per le latitudini che variano da 38° a 60° Nord mediante la relazione:
FD,S = a + b ∙ γsite
dove:
a e b sono coefficienti determinati per diverse classificazioni di illuminamento mantenuto (Em) e
penetrazione della luce diurna (v.tab.6.5).
Tabella 6.5 Coefficienti per la determinazione del fattore di disponibilità della luce diurna per facciate verticali in funzione della penetrazione della luce diurna e dell'illuminamento mantenuto (Tratta da UNI EN 15193).
Illuminamento mantenuto [lux] Penetrazione della luce diurna a b 300 Debole 1,2425 -0,0117 Media 1,3097 -0,0106 Forte 1,2904 -0,0088 500 Debole 0,9432 -0,0094 Media 1,2425 -0,0117 Forte 1,3220 -0,0110 750 Debole 0,6692 -0,0067 Media 1,0054 -0,0098 Forte 1,2812 -0,0121
La penetrazione (p) della luce naturale nell’ambiente considerato può essere determinata in relazione ai valori assunti dai coefficienti di luce naturale (daylight factor) DC dovuto all’apertura in facciata, senza considerare il sistema di finestratura e D dovuto al particolare sistema di finestratura scelto. Questi due fattori possono essere calcolati con le relazioni:
DC = (4,13 + 20 ∙ IT – 1,36 ∙ IDe) ∙ IO [%]
D = DC ∙
τD65 ∙ k1∙ k2∙ k3
[%]Sulla base dei valori assunti dai coefficienti DC e D si può valutare la penetrazione della luce naturale
dalla tabella di valori standard precisati in normativa (v.tab.6.6).
Tabella 6.6 Penetrazione della luce diurna in funzione del fattore luce diurna (Tratta da UNI EN 15193).
Classificazione
Penetrazione della luce diurna (p)
Dc D
Dc ≥ 6% D ≥ 3% Forte
6% > Dc ≥ 4% 3% > D ≥ 2% Media
4% > Dc ≥ 2% 2% > D ≥ 1% Debole
148
Nelle relazioni dei coefficienti DC e D sono introdotti altri parametri:
– IO (obstruction index) indice di ostruzione; – IT (trasparency index) indice di trasparenza; – IDE (depth index) indice di profondità;
–
τD65
(direct hemispherical transmission of fenestration) coefficiente di trasmissione luminosadella finestratura;
– k1 (factor accounting for frame of fenestration system) coefficiente che tiene conto del telaio della finestra;
– k2 (factor accounting for dirt on glazing) coefficiente che tiene conto della pulizia del vetro; – k3 (factor accounting for not normal light incidence) coefficiente che tiene conto
dell’incidenza non perpendicolare della luce sulla facciata.
L’indice IO permette di valutare la riduzione della luce naturale incidente sulle finestrature di facciata
dovuta a:
– La presenza di altri edifici ed ostacoli naturali (alberi e montagne); – La presenza nella struttura stessa dell’edificio di atri o cortili; – La presenza di elementi orizzontali che sporgono dalla facciata; – La presenza di doppie facciate vetrate.
L’indice IO si calcola con la relazione:
IO = IO,OB ∙ IO,OV ∙ IO,VF ∙ IO,CA ∙ IO,GDF
dove si indica con:
– IO,OB (correction factor for linear obstructions) il fattore di correzione per ostruzioni lineari
che si ottiene in funzione dell’angolo di ostruzione (γO,OB) determinato dal centro dell’apertura della struttura considerata misurata sul piano esterno dell’involucro dell’edificio (v.fig.6.3).
149
Il fattore di correzione per le ostruzioni lineari può essere ricavato da: IO,OB = cos(1,5 ∙ γO,OB ) per γO,OB < 60°
IO,OB = 0 per γO,OB ≥ 60°
– IO,OV (correction factor overhang) il fattore di correzione per le sporgenze orizzontali (v.fig.6.4) determinato a partire dall’angolo della sporgenza orizzontale (γO,OV) tramite la formula:
IO,OV = cos(1,33 ∙ γO,OV ) per γO,OB < 67,5°
IO,OV = 0 per γO,OB ≥ 67,5°
Figura 6.4 Definizione dell'angolo della sporgenza orizzontale.
– IO,VF (correction factor for vertical fins) il fattore di correzione per le sporgenze verticali determinato a partire dall’angolo delle sporgenze verticali (γO,VF) misurato dal centro dell’apertura della struttura considerata (v.fig.6.5) ricavato da:
IO,VF = 1 - γO,VF/300°
150
– IO,CA (correction factor courtyard and atria) il fattore di correzione per cortili ed atri determinato in base alla geometria del locale e dall’indice di profondità del pozzetto Wi_d:
Wi_d = hAt ∙ (lAt + Wat)/(2lAt ∙ hAt)
con:
hAt altezza in metri rispetto al livello del pavimento dello spazio adiacente considerato in cima all’atrio o cortile;
lAt lunghezza in metri dell’atrio o cortile;
WAt larghezza in metri dell’atrio o cortile.
Il fattore di correzione per cortili o atri può essere ricavato da:
IO,CA = 1 – 0,85 Wi_d per i cortili
IO,CA = τAt ∙ kAt,1 ∙ kAt,2 ∙ kAt,3 ∙ (1 – 0,85 Wi_d) per gli atri
IO,CA = 0 per Wi_d ≥ 1,18
dove:
τAt è il fattore di trasmissione della vetratura dell’atrio per un incidenza normale;
kAt,1 è il fattore che tiene conto dei telai del soffitto dell’atrio;
kAt,2 è il fattore che tiene conto dello sporco sul soffitto dell’atrio;
kAt,3 è il fattore che tiene conto dell’incidenza non perpendicolare della luce sul soffitto dell’atrio in genere pari a 0,85.
– IO,GDF (correction factor for glazed double façades) il fattore di correzione per le doppie facciate vetrate di fronte allo spazio considerato ricavato da:
IO,GDF = τGDF ∙ kGDF,1 ∙ kGDF,2 ∙ kGDF,3
dove:
τGDF è il fattore di trasmissione della doppia facciata vetrata;
kGDF,1 è il fattore che tiene conto dei telai della doppia facciata vetrata;
kGDF,2 è il fattore che tiene conto dello sporco della doppia facciata vetrata;
kGDF,3 è il fattore che tiene conto dell’incidenza non perpendicolare della luce sulla doppia
151
L’indice di trasparenza IT si calcola con la relazione:
IT = €— €Æ
avendo indicato con:
AC (area of the façade opening) l’area dell’apertura in facciata relativa all’ambiente considerato [m2];
AD (total area of horizontal work planes) l’area totale dei piani di lavoro orizzontali presenti nell’ambiente [m2].
L’area AC corrisponderà all’area effettiva dell’apertura in facciata nel caso in cui la linea di proiezione
del piano di lavoro sulla facciata stessa risulti al di sotto o al limite coincidente con la soglia della finestra. Al contrario, nel caso in cui tale linea di proiezione cada al di sopra della soglia della finestra l’area AC si potrà calcolare con la relazione:
AC = bA ∙ (hLi – hTa)
essendo:
bA la larghezza dell’apertura in facciata [m];
hLi (height of lintel above floor) l’altezza dell’architrave dell’apertura in facciata relativa all’ambiente considerato rispetto al piano del pavimento [m];
hTa (height of task area above floor) l’altezza del piano di riferimento relativo all’ambiente considerato rispetto al piano del pavimento [m].
Per l’area AD potrà considerarsi, in prima analisi, una superficie orizzontale con estensione pari
all’area del pavimento dell’ambiente considerato presa all’altezza hTa calcolata con la relazione:
AD = aR ∙ bR
Dove aR e bR sono rispettivamente la profondità e la larghezza dell’ambiente considerato (v.fig.6.6).
Ai fini del calcolo dei coefficienti di luce naturale (DC e D) risulta di particolare interesse determinare
l’area ADj che rappresenta la porzione della superficie AD effettivamente raggiunta dalla luce naturale,
calcolata con la relazione:
ADj = aD ∙ bD
152
Infine l’indice IDE si calcola, utilizzando i simboli già precisati, con la relazione:
IDe = ºÆ J·ÍzO ·£¤L
Il calcolo di aD si basa sulla preventiva valutazione della massima profondità (aDmax) della superficie
effettivamente raggiunta dalla luce naturale (ADj), presa perpendicolarmente alla facciata in cui si
presenta l’apertura a partire dal filo interno della facciata stessa, è data da:
admax = 2,5 ∙ (hLi - hTa)
Si possono verificare i due casi seguenti:
– Se admax < aR allora nelle relazioni viste in precedenza si dovrà assumere aD = admax e risulterà
quindi IDe = IDemax = 2,5
– Se admax ≥ aR allora nelle relazioni si dovrà assumere aD = aR.
La larghezza massima (bdmax) della superficie effettivamente raggiunta dalla luce naturale (ADj) è data
da:
bdmax = bA + admax/2
Analogamente a quanto descritto si possono verificare i due casi seguenti:
– Se bdmax < bR allora nelle relazioni viste in precedenza si dovrà assumere bD = bdmax.
– Se bdmax ≥ bR allora nelle relazioni si dovrà assumere bD = bR.
Ovviamente se risultano simultaneamente admax ≥ aR e bdmax ≥ bR si ottiene ADj = AD, ovvero la
superficie effettivamente raggiunta dalla luce naturale equivale ad una superficie orizzontale con estensione pari all’area del pavimento dell’ambiente, posta ad una altezza pari ad hTa.
Valori negativi di DC possono trovarsi nel caso in cui l’indice IT assume valori piccoli (piccole
aperture in facciata rispetto all’estensione dei piani di lavoro orizzontali) mentre l’indice IDE assume
valori grandi. Per valori negativi di DC viene indicato di considerare DC = 0 e conseguentemente
risulterà D = 0. In questi casi si ritiene che il contributo della luce naturale sia trascurabile rispetto al calcolo dell’efficienza energetica del sistema di illuminazione, piccoli valori del fattore di luce diurna non risultano significativi ai fini del contenimento dei consumi elettrici per l’illuminazione degli ambienti. Tuttavia l’analisi della luce naturale potrebbe essere condotta con metodi più dettagliati per le finalità della progettazione illuminotecnica.
153 6.1.4 Esempio di calcolo
Al fine di comprendere meglio la procedura di calcolo dell’indice LENI eseguiamo i calcoli enunciati in precedenza per un unità immobiliare destinata ad ufficio con le seguenti caratteristiche (v.tab.6.7).
Tabella 6.7 Principali caratteristiche del locale esempio di calcolo.
Caratteristiche Valore
Superficie lorda [m²] 100
Superficie utile (A) [m²] 90
Volume lordo (V) [m³] 300
Ubicazione Pisa
Latitudine 43°42' N
154
Per la valutazione dell’indice LENI è stato considerato di mantenere un illuminamento medio (Em) di
500 lx sulla superficie di lavoro di riferimento, presa per semplicità coincidente con la superficie utile in pianta (A) ad una distanza di 0,80 m dal pavimento. I valori minimi di illuminamento medio posso essere estratti dalla UNI EN 12464-1 a seconda del tipo di ambiente e della sua funzione (v.tab.6.8).
Tabella 6.8 Valori minimi dei principali requisiti illuminotecnici per il locale esempio di calcolo (Tratta da UNI EN 12464-1).
Tipo di ambiente Em (lx) U0 UGRl Ra
Uffici
Lettura, Scrittura… 500 0,60 19 80
Disegno tecnico 750 0,70 16 80
Postazioni CAD 500 0,60 19 80
Sale conferenze/sale riunioni 500 0,60 19 80
Reception 300 0,60 22 80
Archivi 200 0,40 25 80
Scuole
Zone di ingresso 200 0,40 22 80
Corridoi (zone di circolazione) 100 0,40 25 80
Scale 150 0,40 25 80
Aule scolastiche (in genere) 300 0,60 19 80
Aule comuni per studenti 200 0,40 22 80
Aule comuni per insegnanti 300 0,60 19 80
Palestre 300 0,60 22 80
Qui sono riportati inoltre i valori minimi dell’uniformità di illuminamento U0, i valori massimi
dell’indice di abbagliamento UGRl e i valori massimi dell’indice di resa cromatica Ra delle lampade.
Per procedere con i calcoli sono stati scelti apparecchi di illuminazione da incasso in controsoffitto, tipicamente presenti negli ambienti di lavoro, le cui caratteristiche sono:
Figura 6.8 Caratteristiche tecniche dell'apparecchio di illuminazione utilizzato nell’esempio di calcolo: (a) immagine fotografica, (b) curve fotometriche, (c) dati tecnici dell'apparecchio e delle lampade contenute.
155
Una valutazione di massima del numero (N) di apparecchi di illuminazione necessari ad ottenere il valore di illuminamento medio richiesto può essere condotta con il metodo dell’illuminamento medio ambiente.
Assumendo un coefficiente di assorbimento medio (am) delle superfici interne che delimitano l’ufficio
pari a 0,6 abbiamo dalla equazione risolutiva:
N = ÎÉ ∙ ¤É∙ š
Ï ∙ ÐÍ
=
W&& ∙ &,• ∙ 8Ñ &,ž ∙ x&& ≅ 26
Con:
S = superficie non vetrata interna all’ambiente;
ν = rendimento apparecchio;
ΦL = flusso luminoso dell’apparecchio.
Oltre al soddisfacimento dell’illuminamento medio devono essere soddisfatti anche gli altri requisiti riportati in tabella per il compito visivo previsto per l’ambiente tramite il corretto posizionamento degli apparecchi e le caratteristiche fotometriche delle lampade presenti. Il calcolo dell’indice LENI per l’ufficio in esame può essere condotto seguendo il metodo rapido (quick method) attraverso la relazione: LENI = ¶ € Con: W = W›+ W© WL = ©Ã ∙ Ä— ∙ ÄÅ ∙ J•Æ ∙ ÄÆ X •ÃL %&&&
e WP = ©œ— ∙ J•Ç O •ÅLX ©ÈÉ∙ •ÈÉ %&&&
Assumendo i valori standard per un periodo di riferimento annuale presenti nella UNI EN 15193 per il fabbisogno energetico (WL) necessario agli apparecchi per garantire la condizioni di illuminazione
fissate e 6 kWh/m2anno per il fabbisogno all’alimentazione (W
P) dei dispostivi di emergenza e di
controllo abbiamo:
PN = 56 x 26 = 1456 W potenza elettrica complessivamente installata data dal numero di apparecchi
per la potenza del singolo apparecchio (56 W = 14 W x 4 lampade) da cui si ricava una densità di potenza pari a:
156
tD = 2250 h e tN = 250 h, valori standard per il periodo di calcolo annuale rispettivamente dei tempi
di accensione diurna e notturna dell’impianto di illuminazione di un ufficio.
FC = 1, valore standard in assenza di sistemi CTE;
FO = 1, valore standard con sistemi manuali per l’accensione e lo spegnimento del sistema di
illuminazione;
FD = 1, valore standard con sistemi manuali per il controllo del contributo della luce naturale
all’illuminazione o qualora si volesse trascurare tale contributo. Utilizzando questi fattori si ottiene:
WL = % W• ∙ % ∙ % ∙ J88W& ∙ % X 8W&L
%&&&
=
3640 kWh/anno ; WP = 6 ∙ 90 = 540 kWh/annoW = 3640 + 540 = 4180 kWh/anno
LENI = 4180/90 = 46,5 kWh/m2anno
Dall’indice LENI è possibile ricavare l’indice di prestazione energetica per l’illuminazione nel caso di unità immobiliari non residenziali dato dalla relazione:
EPill = f ∙ ›ÎÌÓ ∙€ ¨
Con (f) coefficiente di conversione dell’energia elettrica in energia primaria stabilito dall’Autorità
per l’Energia Elettrica ed il Gas (AEEG) con la delibera EEN 3/08 del Marzo 200864 e pari a:
f = 0,187 x 10-3 TEP/kWh
La sigla TEP (Tonnellate Equivalenti di Petrolio) indica l’energia liberata dalla combustione di una tonnellata di petrolio pari a 41,860 GJ. Dalla conversione delle unità di misura otteniamo:
1 GJ = 277,8 kWh
f = 0,187 x 10-3 x 41,860 x 277,8 = 2,17
Nel caso dell’ufficio otteniamo un indice di prestazione energetica per l’illuminazione pari a:
EPill = 2,17 ∙ •,W ∙Ñ& %& = 29,3 kWh/m3anno
64 Il fattore di conversione dell’energia primaria (f) definito da EUROSTAT come valore medio degli stati membri della
UE è attualmente pari a 2,5 per la conversione dell’energia elettrica superiore di circa il 15% al corrispondente valore italiano. Se si procedesse ad una valutazione dell’indice di prestazione energetica con fattore di conversione 2,5 avremmo per l’esempio di calcolo:
157
Se eseguiamo il calcolo dell’indice LENI tramite il metodo completo (comprehensive method) per lo stesso ambiente e con periodo di riferimento annuale abbiamo:
LENI = ¶
€ W = »¼+ »T FÔ¾¿
ZÀÀÁH
Con WP stimata come in precedenza in 6 KWh/m2anno e WL:
WL = ©Ã ∙ Ä— ∙ ÄÅ ∙ J•Æ ∙ ÄÆ X •ÃL %&&&
Di cui era nota PN = 1456 W dal calcolo illuminotecnico per gli apparecchi installati.
Il principale cambiamento consiste nel calcolo dei fattori di dipendenza FC, FO e FD che non vengono
più estratti dai valori standard tabellati in normativa ma ottenuti da procedimenti di calcolo descritti all’interno della stessa UNI EN 15193.
Il fattore di illuminamento costante FC viene calcolato a partire dal fattore di manutenzione (MF)
secondo la relazione:
FC = (1 + MF)/2
Il fattore di manutenzione (MF) viene determinato in base a quanto riportato nel rapporto IEC 97/05:
MF = LLMF ∙ LSF ∙ LMF ∙ RSMF
Con:
LLMF (Lamp Lumen Maintenance Factor)
LSF (Lamp Survival Factor)
LMF (Luminaire Maintenance Factor)
RSMF (Room Surface Maintenance Factor)
Determinabili questi a partire dalla conoscenza della tipologia di lampade presenti nel locale e dalle condizioni di manutenzione e pulizia dell’ambiente in cui gli apparecchi di illuminazione sono installati (v.tab.6.9).
Tabella 6.9 Valori di manutenzione e pulizia del locale (Tratti da CIE 97:2005).
Intervallo di ispezione Condizione dell'ambiente Uso ambiente
158
I primi due indici LLMF e LSF dipendono strettamente dal tipo di lampada presente e dal numero di ore di utilizzo annuali (v.tab.6.10 e 6.11).
Tabella 6.10 Parametri di utilizzo del locale (Tratta da UNI 15193).
Attività
Giorni di occupazione
settimanali
Numero di giorni annuali di occupazione Ore al giorno di occupazione Presenza di sistemi di controllo Ore di funzionamento annuali Ufficio 5 258 10 No 2580
Tabella 6.11 Indici LLMF e LSF per il calcolo del fattore di manutenzione (tratta da CIE 97:2005).
Tipo di lampada Indice Coefficienti per le ore di funzionamento annuali
Fluorescente Tri-Fosforo LLMF 0,96
LSF 1,00
L’indice LMF è legato alla tipologia dell’apparecchio di illuminazione in particolare alla facilità con cui può essere raggiunto dalla polvere contenuta nell’ambiente, e di conseguenza dall’intervallo temporale con cui si esegue la sua pulizia (v.tab.6.12).
Tabella 6.12 Valore dell’indice LMF per il calcolo del fattore di manutenzione (Tratta da CIE 97:2005).
Tipo di apparecchio di illuminazione Tempo trascorso tra le ripuliture Condizioni dell'ambiente Indice LMF C
(Ad incasso, chiuso in sommità e non ventilato) 3 anni Pulito 0,74
L’indice RSMF dipende dalla tipologia di illuminazione (diretta; diretta/indiretta o indiretta) dai coefficienti di riflessione delle superfici dell’ambiente e dalle condizioni dell’ambiente (v.tab.6.13).
Tabella 6.13 Valore dell’indice RSMF per il calcolo del fattore di manutenzione (Tratta da CIE 97:2005).
Coefficienti di riflessione superfici
Condizioni dell'ambiente Indice RSMF
Soffitto Pareti Pavimento
0,80 0,70 0,20 Pulito 0,81
Tramite questi parametri è possibile calcolare il fattore di manutenzione (MF):
MF = 0,96 x 1,00 x 0,74 x 0,81 = 0,58
E successivamente il fattore di illuminamento costante FC per il caso in esame:
FC = (1 + 0,58)/2 = 0,79
Si nota una riduzione del 21% rispetto al valore unitario previsto nel metodo basato su valori standard.
159
Il fattore di dipendenza dall’occupazione FO viene determinato secondo l’appendice D della norma
UNI EN 15193 a partire dalla proporzione del tempo nel quale lo spazio non è occupato (FA) nel caso
di locali ad uso ufficio (v.tab.6.14).
Tabella 6.14 Valore del fattore di assenza dell’occupazione per edifici ad uso ufficio (Tratta da UNI 15193).
Calcolo complessivo per l'edificio
Tipo di edificio FA
Uffici 0,2
Da questo tramite la formula:
FO = FOC + 0,2 - FA Quando 0,2 ≤ FA < 0,9
Assunto FOC = 1,00 per ambienti senza rilevamento automatico di presenza/assenza con
accensione/spegnimento manuale, otteniamo:
FO = 1
Questo fattore risulta inalterato rispetto al valore assunto nel metodo rapido.
Se l’analisi fosse compiuta per il singolo locale (v.tab.6.15).
Tabella 6.15 Valore del fattore di assenza dell’occupazione per locali ad uso ufficio (Tratta da UNI 15193).
Calcolo locale per locale
Tipo di edificio Tipo di locale FA
Uffici Locale conferenze 0,5
Avremmo dalla stessa formula:
FO = FOC + 0,2 - FA Quando 0,2 ≤ FA ≤ 0,9
Per lo stesso FOC = 1,00
FO = 0,70
Nettamente inferiore al risultato in precedenza e a quello ottenuto dall’analisi compiuta con il metodo rapido.
Il calcolo locale per locale è da eseguirsi nella valutazione minuziosa dei singoli ambienti che compongono l’edificio. Nel caso in analisi volendo fare un resoconto sommario di confronto fra i metodi che portano all’ottenimento dell’indice LENI manteniamo il valore ricavato dall’analisi complessiva dell’edificio.
160
Il coefficiente di correzione per la luce naturale FD viene determinato, per il caso in esame, su base
annuale tramite la relazione:
FD = 1 – (FD,S ∙ FD,C)
Dove il coefficiente di disponibilità della luce naturale (FDS) può essere calcolato in funzione della
latitudine γsite e dei coefficienti (a) e (b) ricavati in base alla penetrazione della luce solare (p):
FD,S = a + b ∙ γsite
Come precedentemente enunciato tale formula è valida per latitudini comprese 38°≤ γ ≤ 60° N e per un orario di lavoro giornaliero compreso nell’intervallo di riferimento dalle 8:00 alle 17:00. Nel caso in analisi viene soddisfatta la limitazione sulla latitudine essendo l’ufficio ubicato a Pisa γsite = 43°N,
mentre per tenere presente che l’orario di lavoro possa prolungarsi oltre le 17:00 la norma suggerisce di moltiplicare i valori di FDS per un coefficiente pari a 0,7. Al fine di ottenere la penetrazione (p)
della luce naturale nell’ambiente considerato è necessario calcolare i valori assunti dai coefficienti di luce naturale:
DC = IO ∙ (4,13 + 20 ∙ IT – 1,36 ∙ IDe) dovuto all’apertura in facciata, senza considerare la finestratura;
D = DC ∙
τD65 ∙ k1∙ k2∙ k3
dovuto al particolare sistema di finestratura scelto.Al fine di rendere più snello l’esempio è stata supposta una sola apertura in facciata con le seguenti caratteristiche (v.tab.6.16).
Tabella 6.16 Caratteristiche geometriche della finestra presente nell’esempio di calcolo.
Caratteristica Valore
Superficie dell'apertura in facciata 9,00 m²
Larghezza [ba] 6,00 m
Altezza 1,50 m
Altezza dell'architrave rispetto al pavimento [hLi] 2,60 m
Quota dal terreno del baricentro dell'apertura 5,20 m
L’apertura è fronteggiata da un edificio alto 10,0 m e posto ad una distanza paria a 15,0 m dalla facciata sulla quale è praticata l’apertura, l’angolo di ostruzione lineare risulta γO,OB = 18°. La porzione trasparente della superficie finestrata è supposta costituita da vetro doppio autopulente (v.tab.6.17).
Tabella 6.17 Caratteristiche del sistema finestrato presente nell’esempio di calcolo.
Trasmissione luminosa
[τD65]
Fattore che tiene conto del telaio del sistema di
finestratura [k1]
Fattore che tiene conto dello sporco sulla vetratura
[k2]
Fattore che tiene conto dell'incidenza non perpendicolare della luce sulla facciata
[k3]
161
Per il calcolo del fattore DC devono essere valutati i tre indici riportati nell’espressione,
rispettivamente:
L’indice di ostruzione (IO) che tiene conto delle riduzioni dell’incidenza della luce naturale valutato
tramite la relazione:
IO = IO,OB ∙ IO,OV ∙ IO,VF ∙ IO,CA ∙ IO,GDF
Nel caso in esame essendo presente soltanto un ostruzione di tipo lineare dovuta alla presenza dell’edificio davanti l’apertura finestrata, il calcolo dell’indice di ostruzione IO si riduce alla
valutazione del fattore di correzione per ostruzioni lineari IO,OB dato da:
IO,OB = cos(1,5 ∙ γO,OB ) = 0,89
L’indice di trasparenza (IT) si calcola con la relazione:
IT = €— €Æ
Dove per l’ufficio in esame abbiamo che:
L’area dell’apertura in facciata (AC) relativa all’ambiente considerato è pari all’area effettiva
dell’apertura, in quanto la linea di proiezione del piano di lavoro sulla facciata stessa è al di sotto della soglia della finestra e vale:
AC = 1,5 x 6 = 9 m2
Per l’area AD si può considerare una superficie orizzontale con estensione pari all’area del pavimento