Si divide in due principali settori:
lluminazione degli interni;
Illuminazione degli esterni.
Entrambi i settori hanno una rilevanza fondamentale nella nostra vita quotidiana, sia sotto il profilo della funzionalità, che della sicurezza e della valorizzazione ambientale ed architettonica. Sia dal punto di vista normativo che da quello del rispetto della salute e del benessere dell’uomo, l’illuminazione di interni, con particolare riferimento a quella degli ambienti di lavoro, ha un impatto più significativo di quella degli esterni, che interessa di più la sicurezza e la valorizzazione architettonica.
12.1. A
SPETTI NORMATIVI Illuminazione pubblica: UNI EN 13201:2016 – Illuminazione stradale. Definisce, per mezzo di requisiti fotometrici, le classi di impianti di illuminazione per l'illuminazione stradale indirizzata alle esigenze di visione degli utenti della strada e considera gli aspetti ambientali dell'illuminazione stradale e le modalità di calcolo specifiche per la progettazione degli impianti da installare e quelle di verifica e collaudo degli impianti stessi.
UNI 11248:2016 – Selezione delle categorie illuminotecniche. La norma propone una classificazione delle strade, definendo così un metodo per determinare la classe illuminotecnica in funzione di alcuni parametri specifici, come la complessità del campo visivo, la luminosità dell’ambiente, il tipo di sorgente utilizzato, il flusso di traffico.
UNI EN 12193:2019 – Illuminazione installazione sportive. La norma descrive l’illuminazione per gli eventi sportivi al chiuso e all’aperto fornendo i valori di illuminazione per la progettazione e il controllo dell’illuminazione di installazioni sportive in termini di illuminamento, uniformità, limitazione dell’abbagliamento e proprietà di colore delle sorgenti di luce.
UNI 11095:2019 – Illuminazione gallerie. Specifica a i requisiti illuminotecnici dell’impianto di illuminazione di una galleria stradale, al fine di assicurare al conducente di un veicolo l’attraversamento in sicurezza.
Illuminazione interna:
UNI EN 12464-1:2011 – Illuminazione dei posti di lavoro – Parte 1: Posti di lavoro in interni.
La norma specifica i requisiti di illuminazione per persone, in posti di lavoro in interni, che corrispondono alle esigenze di comfort visivo e di prestazione visiva di persone aventi normale capacità oftalmica (visiva). Sono considerati tutti i compiti visivi abituali, inclusi quelli che comportano l'utilizzo di attrezzature munite di videoterminali;
La norma fornisce un complesso di parametri che vanno dalla luminanza, alla temperatura di colore, alla resa cromatica ed all’uniformità dell’illuminamento più adatto a garantire le condizioni di benessere e di salute dell’utente.
Divengono significative le rese cromatiche delle sorgenti negli ambienti in cui la necessità di scegliere i colori è un passaggio fondamentale dell’attività lavorativa;
analogamente la valutazione del grado di abbagliamento degli apparecchi, è un parametro fondamentale per la permanenza delle condizioni di benessere.
UNI EN 17037:2019 – Luce diurna negli edifici. La norma definisce gli elementi per raggiungere, per mezzo della luce naturale, una appropriata percezione soggettiva di chiarezza al chiuso e per fornire una visione adeguata. La norma fornisce informazioni su come utilizzare la luce diurna per fornire illuminazione negli interni e su come limitare l'abbagliamento.
Qualità dell’illuminazione:
Illuminamento: la misurazione della quantità di luce che cade su una superficie, misurata in lux (lumens/m2). Il livello di illuminamento delle postazioni di lavoro è regolato da normativa e best practises ma va sempre previsto un range che tiene conto delle diverse condizioni in cui possono essere realizzate le operazioni.
Temperatura di colore: una misura della tonalità della luce che va dalla luce 'calda' fino alla luce 'fredda'. Viene misurata in gradi Kelvin (K). Lampade sotto i 3.300 K sono classificati come 'calde', mentre quelle sopra 5.300 K sono 'fredde'.
Resa cromatica: la capacità di una lampada di mostrare i colori della superficie in maniera accurata, misurata in Ra (indice di resa cromatica). Tanto maggiore è il valore dell’indice (max 100) tanto maggiore è la resa cromatica di una lampada. La norma fornisce anche qualche indicazione su quale IRC utilizzare a seconda degli ambienti da illuminare.
12.2. I
MPIANTO DI ILLUMINAZIONE PER USO INDUSTRIALEUn sistema di illuminazione è un insieme 'organico' di diversi elementi con caratteristiche diverse:
Lampade: sorgenti che producono radiazione, usualmente nel campo del visibile;
Apparecchi: apparati che distribuiscono, filtrano o trasformano la luce emessa da una o più lampade, comprese tutte le parti necessarie ad alloggiare e proteggere le lampade e, se necessario, circuiti ausiliari per collegare le lampade all'alimentazione elettrica;
Ausiliari (ballast): dispositivi collegati tra la rete e una o più lampade a scarica, che servono principalmente ad alimentare la e le lampade con la corrente richiesta. In senso più lato nel ballast si comprendono anche mezzi per trasformare la tensione di alimentazione, correggere fattori di potenza e, eventualmente in combinazione con accenditori, provvedere alle condizioni necessarie per accendere le lampade;
Dispositivi (se presenti) per la regolazione e il controllo del flusso luminoso in base a vari criteri (presenza degli utilizzatori, disponibilità di luce naturale, temporizzazione...), controllo remoto e diagnostica ecc.
La qualità di sistemi e componenti è definita dai seguenti parametri:
Efficienza: la quantità di luce fornita rispetto alla quantità di energia utilizzata, misurata in lumen per Watt una volta che la lampada ha raggiunto la piena luminosità.
Durata della lampada: per quanto tempo dovrebbe durare la lampada in ore di funzionamento.
Warm up (tempo di riscaldamento): il tempo necessario per una lampada per raggiungere l'80%
della potenza massima dal freddo.
Re-strike (tempo di riaccensione): il tempo per raggiungere l'80% della massima potenza luminosa quando l'alimentazione viene interrotta.
La riduzione dei consumi energetici si ottiene dunque con elementi che devono essere di tecnologia
"efficace ed efficiente" (cioè che produce i risultati richiesti minimizzando i consumi e le perdite) ed essere tra loro interfacciati in modo "efficace ed efficiente” (è perciò essenziale la corretta
"progettazione" del sistema di illuminazione nel suo insieme). A livello europeo esistono diverse iniziative, in termini di Direttive e altro, per agire in questo senso:
Progettazione;
Revisione “ragionata”;
Privilegiare regolazioni, dinamica e integrazione con la luce naturale;
Uso maggiore ed “intelligente” della luca naturale;
Eliminare o ridurre l’uso di lampade e ausiliari di bassa efficienza;
Adottare apparecchi ad alto rendimento;
Sistemi di controllo e regolazione.
12.3. T
IPOLOGIA DI LAMPADE LAMPADE A INCANDESCENZA (tecnologia obsoleta)
La produzione di luce avviene portando un filamento metallico di tungsteno all'incandescenza, alla temperatura di 2700 K, per effetto Joule, posto in un'ampolla, generalmente di vetro o quarzo, riempita di gas inerti (argon, azoto, ecc.) per evitare l'ossidazione del filamento e limitarne l'evaporazione. Solo una piccola percentuale (c.a 5%) dell'energia che le alimenta viene convertita in luce, il rimanente 95% viene diffuso in forma di calore. L'8 dicembre 2008, la Commissione Europea per l'Energia ha approvato la messa al bando in tutti gli Stati membri delle lampade a incandescenza, secondo un programma di progressiva sostituzione a partire dal settembre 2009, con completamento nel settembre 2012.
LAMPADE A SCARICA DI GAS (tecnologia obsoleta)
la luce viene prodotta da un gas ionizzato per effetto di una scarica elettrica. Sono tipicamente costituite da un tubo di vetro o quarzo al cui interno è presente un particolare gas o vapore (es. di sodio o di mercurio), alle cui estremità sono collocati due elettrodi. Una opportuna differenza di potenziale provoca la formazione di un arco di plasma nel gas. Più spesso la luce è prodotta per fluorescenza, come nelle comuni lampade fluorescenti. In queste lampadine la scarica avviene in vapore di mercurio prevalentemente nello spettro ultravioletto, quindi viene assorbita da un materiale fluorescente deposto nella parete interna e riemessa nel campo della luce visibile. Non possono essere collegate direttamente alla rete ma richiedono un sistema di avviamento elettromagnetico (starter e reattore) o elettronico (dai consumi minori, senza necessità di rifasamento e di maggiore affidabilità).
LAMPADE A INDUZIONE
È una tecnologia sviluppata prima della lampada al neon e commercializzata dagli anni 90 ma ha visto il suo sviluppo solo successivamente. Appartengono alla grande famiglia delle sorgenti a scarica ma cambia la modalità di eccitazione degli atomi della sostanza aeriforme presente all’interno (induzione elettromagnetica), pur restando simile il principio fisico di generazione della luce (scarica/fluorescenza). Non sono necessari gli elettrodi, punto debole delle altre lampade a scarica/fluorescenza (vita elevatissima).
Uno dei sistemi di rilevamento dell’efficienza di una fonte luminosa è la verifica della quantità di Lumen emessi in funzione dei Watt realmente consumati. Tuttavia, in funzione dello spettro emesso dalle differenti fonti luminose, il nostro occhio ha una percezione luminosa differente (Luminosità percepita o Pupillumen (Plm)). Una maggiore percezione luminosa migliora l’efficienza della lampada permettendo, a parità di risultato, d’impiegare lampade di potenza minore e quindi risparmiare sul consumo d’energia
LAMPADE A LED
La lampada a LED (Light Emitting Diode) è un dispositivo di illuminazione che utilizza come sorgente di luce diodi ad emissione luminosa. La luce viene prodotta attraverso un processo fisico nella giunzione del diodo, che sfrutta la capacità di alcuni materiali semiconduttori di produrre fotoni attraverso un fenomeno di emissione chiamato «ricombinazione Elettrone-Lacuna». Applicando una differenza di potenziale ai capi di un diodo, viene fornita energia agli elettroni che eccitati passano dalla banda di valenza alla banda di conduzione. Quando l’elettrone ritorna in banda di valenza perde energia sotto forma di fotoni emettendo quindi luce.
L’energia che perde l’elettrone passando da una banda all’altra è correlata al colore del LED:
cambiando il semiconduttore cambia il livello energetico tra la banda di conduzione e di valenza e di conseguenza cambia la lunghezza d’onda della luce ovvero il colore. Le lampade a LED sono costituite da uno o più diodi LED, alimentati da un circuito elettronico di pilotaggio, il cui scopo è principalmente quello di ridurre (e raddrizzare) la tensione di rete ai pochi volt richiesti dai LED. Per poter funzionare in modo adeguato i LED hanno bisogno di essere alimentati in Corrente Continua con un valore di tensione mantenuto costante.
Sono ad oggi la tecnologia più matura presente sul mercato e hanno ormai sostituito le obsolete lampade a incandescenza e a scarica di gas. Sono più costosi delle altre lampade, ma la durata di funzionamento di un LED (c.a 50.000- 80.000 ore) è ben superiore (degradano lentamente, con una perdita della luminosità che scende al 20-30%). Sono molto efficienti poiché fino al 50% dell'energia assorbita può produrre illuminazione e pertanto la quantità di energia sprecata sotto forma di radiazione infrarossa e di calore rilasciato nell'ambiente è molto ridotta rispetto alle tecnologie tradizionali e la loro efficienza è in continuo aumento con lo sviluppo tecnologico. Sono particolarmente adatti per applicazioni in cui serve elevata affidabilità, lunga durata ed elevata efficienza.
12.4. I
NTERVENTI DI EFFICIENTAMENTOPer il settore dell’illuminazione nel 2018 sono stati riconosciuti complessivamente circa 180.175 TEE, di cui l’84% si riferisce ad interventi di progettazione e retrofit di impianti di illuminazione pubblica per complessivi 152.064 TEE riconosciuti (circa 4% dei TEE complessivamente riconosciuti).
INT 1: Ridurre la domanda. Ridurre i livelli di illuminazione massimizzando l'uso della luce naturale può contribuire a risparmiare ingenti somme di denaro e dare al personale un maggiore controllo sul proprio ambiente.
a) INT 1a: Ridurre il livello di illuminamento. Indagine intensiva sui livelli di illuminamento attuale e sulla efficienza e tipologia dei punti luce; revisione della distribuzione dei punti luce; spegnere le luci inutili; fare buon uso di luce naturale; decorare pareti e soffitti con colori chiari.
b) INT 1b: Controllo delle luci. Raggruppamento delle utenze e creazione di zone;
installazione di controllori automatici; valorizzazione dell’illuminazione diurna;
stabilizzazione dell’impianto a fluttuazione di carichi; riduzione del fattore di potenza.
INT 2: Sostituire le lampade con tipologie più efficienti. Minore consumo specifico; maggiore vita della lampada; minor deterioramento; migliori condizioni di rifasamento; migliori possibilità di regolare il flusso luminoso.