Capitolo 5 PRESTAZIONI ENERGETICHE DELLE STRADE ESAMINATE

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Capitolo 5

PRESTAZIONI ENERGETICHE DELLE STRADE ESAMINATE

Dopo aver analizzato le strade dal punto di vista illuminotecnico, si può ora passare all’analisi delle prestazioni energetiche delle vie oggetto di studio, attraverso il calcolo dei vari indici descritti nel ¶ 3.2.

Si deve tenere in considerazione che entrambe le norme parlano di prestazioni energetiche su grandezze di progetto, mentre quello che si è cercato di fare in questo capitolo è un’analisi delle prestazioni energetiche su grandezze misurate, quindi, tutti i valori che nelle norme vengono considerati di progetto, qui saranno basati su rilevamenti effettivi sul campo.

Per mantenere comunque una coerenza con le norme e non discostarsi troppo dai valori illuminotecnici di progetto minimi richiesti, si prenderà, a titolo di esempio, una delle vie esaminate che soddisfa tutti i requisiti illuminotecnici della UNI EN 13201-2, e per ogni paragrafo verrà descritto nel dettaglio come è stato svolto il calcolo di ogni indice.

Le prestazioni energetiche sono state calcolate comunque per tutte le vie oggetto di studio e i valori saranno riportati tabellati e commentati alla fine di ogni paragrafo.

La strada che si è scelta come esempio è via XXIV Maggio (Strada n°23), di cui si è riportata la scheda tecnica con caratteristiche geometriche e illuminotecniche già nel ¶ 2.2 (p.46-47).

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5.1 Calcolo indice IPEA

Come già spiegato nel ¶3.2, l’indice IPEA caratterizza le prestazioni energetiche dell’apparecchio di illuminazione installato, quindi, la prima azione necessaria per il suo calcolo è l’identificazione delle tipologie degli apparecchi di illuminazione installati in ogni strada, delle relative lampade al loro interno e della potenza assorbita.

Per semplicità si è deciso di catalogarli attraverso una lettera, che denota la caratteristica principale dell’apparecchio (L, S o P), e un numero (i, j o k) che le distingue per il tipo di ottica e potenza:

• Li= Lanterne (con i=1-2);

• Sj= Sospese (con j=1-4);

• Pk= Palo (con k=1-7).

Di seguito si potrà trovare un abaco di tutti gli apparecchi di illuminazione, con tutte le caratteristiche necessarie per il calcolo dell’indice, forniti dalla casa di produzione dell’apparecchio e della lampada, per quelli non più in commercio si è individuato quello più simile ancora disponibile :

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Diagramma Tipologia Potenza Efficienza fotometrico lampada (W) luminosa(lm/W)

L1 AM 150 91

L2 SAP 150 97

L3 SAP 150 97

S1 SAP 150 97

Abaco degli apparecchi di illuminazione

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Diagramma Tipologia Potenza Efficienza

fotometrico lampada (W) luminosa(lm/W)

S2 SAP 150 97

S3 VDM 125 50

S4 VDM 250 52

P1 SAP 100 85

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Diagramma Tipologia Potenza Efficienza

fotometrico lampada (W) luminosa(lm/W)

P2 SAP 70 86

P3 SAP 150 97

P4 AM 150 91

P5 SAP 150 100

98 Esempio di calcolo:

Come già spiegato nella parte introduttiva di questo capitolo, la strada presa come esempio è via XXIV Maggio:

L’apparecchio di illuminazione è stato classificato con la sigla P5, cioè installato su un palo, in questo caso a un altezza di 10 m, e al suo interno è presente una lampada ai vapori di sodio ad alta pressione da 150W.

L’IPEA è dato dal rapporto tra l’efficienza globale dell’apparecchio ηA e quella di riferimento

ηR, le grandezze di cui si ha bisogno per il calcolo di ηA sono:

• Dlor;

• ηsorg (lm/W);

• ηalim.

Di seguito verrà spiegato come sono stati ricavati questi valori per questa strada:

Diagramma Tipologia Potenza Efficienza

fotometrico lampada (W) luminosa(lm/W)

P6 SAP 150 100

P7 SAP 150 97

99 Dlor:

Rappresenta il rapporto tra il flusso emesso dall’apparecchio rivolto verso l’emisfero inferiore e il flusso luminoso originariamente emesso dalle lampade nude presenti in esso e operanti con lo stesso impianto.

In altre parole può anche essere calcolato come il prodotto tra l’efficienza luminosa dell’apparecchio per la frazione di flusso emesso dall’apparecchio al di sotto dell’angolo di 90°.

Per calcolarlo, quindi, si ha bisogno dei codici di flusso dell’apparecchio: perciò è stato necessario associare l’apparecchio P5 a un’ottica in commercio e la scelta è caduta su l’apparecchio AEC LUNOIDE (Fig.5.1):

Fig.5.1: Curva fotometrica apparecchio AEC Lunoide

Da questa scheda tecnica si dovranno estrapolare i due numeri finali dei codici di flusso (100 e 73), il primo corrispondente alla frazione di flusso emessa verso il basso e il secondo all’efficienza luminosa dell’apparecchio.

In definitiva:

100 ηsorg (lm/W):

Rappresenta l’efficienza nominale della sorgente luminosa ed è data dal rapporto del flusso luminoso emesso dalla lampada e la relativa potenza nominale.

In questo caso la lampada utilizzata è una ai vapori di sodio ad alta pressione da 150 W, tra quelle in commercio si è scelta quella dal catalogo OSRAM (Fig.5.2):

VIALOX NAV T 150 STANDARD:

Fig.5.2: Scheda tecnica lampada ai vapori di sodio ad alta pressione della OSRAM

Quindi l’efficienza della sorgente sarà:

101 ηalim:

Rappresenta il rendimento dell’alimentatore, ed è inteso come il rapporto tra la potenza nominale della sorgente e quella in entrata nel circuito lampada/alimentatore con possibili carichi ausiliari.

In questo caso l’alimentatore che si è scelto è tra quelli in commercio dal catalogo OSRAM: NV 150-01/230-240 VI

I dati che si sono ottenuti dalla scheda tecnica sono la potenza nominale della lampada e la potenza dissipata:

Plampada= 150 W;

Ppersa= 18,5 W.

Si ottiene così il rendimento dell’alimentatore:

𝜂_alim = Plampada Plampada + Ppersa

ηalim = 0,89

Ottenuti tutti i valori, ora si può procedere con il calcolo di ηA (Efficienza globale

dell’apparecchio):

• Dlor = 0,73 • ηsorg = 100 lm/W

• ηalim= 0,89

𝜂_A= 0,73∙100∙0,89  ≅  65 lm/W

L’efficienza globale di riferimento 𝜂R, invece, è un valore tabellato che cambia al variare della potenza nominale delle sorgenti e del tipo di strada, la norma però non fornisce una distinzione precisa in merito, per esempio attraverso le classi illuminotecniche, ma fa una divisione piuttosto generale (Tab.5.1):

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In questo caso nell’indecisione se scegliere la categoria “Stradale e grandi aree” o “Percorsi ciclopedonali”, si è optato per il valore più alto tra i due, che va a minimizzare il calcolo dell’IPEA, la stessa scelta è stata mantenuta anche per tutte le altre vie:

𝜂R = 81 lm/W

Si può quindi passare al calcolo dell’indice IPEA per via XXIV Maggio: 𝜂_A≅ 65 lm/W

𝜂_R = 81 lm/W

IPEA = ηA

η_R ≅ 0,80

Considerando gli intervalli proposti dalla normativa, l’apparecchio P5 risulta in CLASSE E (Tab.5.2), non soddisfacente le prestazioni energetiche minime, di conseguenza si può concludere osservando che, nonostante la strada presenti buone presentazioni illuminotecniche, dispone di apparecchi illuminanti inadeguati dal punto di vista delle prestazioni energetiche.

Potenza nominale

della sorgente Stradale e Percorsi Aree verdi Centri storici (W) grandi aree ciclopedonali e parchi con apparecchi

artistici P ≤ 55 60 50 49 51 55< P ≤ 75 65 56 55 57 75< P ≤ 105 75 58 57 58 105< P ≤ 155 81 63 62 63 155< P ≤ 255 93 67 66 68 255< P ≤ 405 99 67 66 68

Tab.5.1:Valori di efficienza globale di riferimento al variare della potenza e del tipo di strada (LR 19 Emilia Romagna, Terza direttiva GR del 12/11/2015)

Efficienza globale di riferimento ηR (lm/W)

A++ 1,15 < IPEA A+ 1,10 < IPEA ≤ 1,15 A 1,05 < IPEA ≤ 1,10 B 1,00 < IPEA ≤ 1,05 C 0,93 < IPEA ≤ 1,00 D 0,84 < IPEA ≤ 0,93 E 0,75 < IPEA ≤ 0,84 F 0,65 < IPEA ≤ 0,75 G IPEA ≤ 0,65

Classe IPEA IPEA

Classe minima richiesta

Tab.5.2:Classificazione IPEA (LR 19 Emilia Romagna, terza direttiva GR del 12/11/2015)

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Si riportano, quindi, nelle pagine successive due tabelle riassuntive: la prima del calcolo dell’indice IPEA al variare del tipo di apparecchio, la seconda al variare delle vie oggetto di studio.

Quello che si può notare immediatamente (Fig.5.3) è che nemmeno uno dei quattordici apparecchi presenti in tutte le strade esaminate risulta della classe minima richiesta dalla normativa (Classe C), e addirittura il 36% appartiene alla classe energetica peggiore (Classe G) e il 31% delle strade oggetto di studio dispone di questo tipo di apparecchi (Fig.5.4).

Fig.5.3: Distribuzione percentuale classi IPEA dei 14 apparecchi presenti

Fig.5.4: Distribuzione percentuale classi IPEA sulle trentanove strade oggetto di studio 28% 36% 36%

Classi IPEA

al variare

dell'apparecchio

Classe D Classe E Classe G 26% 43% 31%

Classi IPEA

al variare

delle strade

Classe D Classe E Classe G

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Quindi si può concludere che le prestazioni energetiche degli apparecchi di illuminazione presenti nelle strade oggetto di studio è del tutto insoddisfacente, nonostante alcune presentino valori illuminotecnici adeguati.

Anche se nessuno degli apparecchi risulta di una classe energetica adeguata, tuttavia si è riscontrato che i valori peggiori sono dati da quegli apparecchi che possono considerarsi più datati, e alcuni non più in produzione, come quelli sospesi (S2, S3,S4), eccezion fatta per S1 perché risulta avere un’efficienza luminosa migliore, o P1 e P7.

Il valore IPEA così basso è da imputarsi principalmente all’efficienza luminosa degli apparecchi bassa, in alcuni casi peggiorata anche dall’utilizzo di lampade ai vapori di mercurio (S3 e S4).

Tab.5.3: Calcolo indice IPEA al variare dell'apparecchio

Cod. Dlor Lampada P η_sorg η_alim η_A η_R IPEA Classe IPEA

(W) (lm/W) (lm/W) (lm/W) ≥ C > 0,93 L1 0,62 AM 150 91 0,89 50 63 0,79 E ✗ L2 0,62 SAP 150 97 0,89 53 63 0,84 E ✗ L3 0,61 SAP 150 97 0,89 52 63 0,83 E ✗ S1 0,73 SAP 150 97 0,89 63 81 0,78 E ✗ S2 0,51 SAP 150 97 0,89 44 81 0,54 G ✗ S3 0,51 VDM 125 50 0,90 23 81 0,29 G ✗ S4 0,51 VDM 250 52 0,93 25 93 0,26 G ✗ P1 0,31 SAP 100 85 0,87 23 75 0,31 G ✗ P2 0,80 SAP 70 86 0,84 58 65 0,89 D ✗ P3 0,85 SAP 150 97 0,89 73 81 0,90 D ✗ P4 0,85 AM 150 91 0,89 69 81 0,85 D ✗ P5 0,73 SAP 150 100 0,89 65 81 0,80 E ✗ P6 0,82 SAP 150 100 0,89 73 81 0,90 D ✗ P7 0,53 SAP 150 97 0,89 45 81 0,56 G ✗

Apparecchio illuminazione Calcolo IPEA Verifica

Dlor= Download light ratio output;

sorg= (lm/W) Efficienza nominale della sorgente luminosa; alim= Rendimento alimentatore;

A= (lm/W) Efficienza globale dell'apparecchio; R= (lm/W) Efficienza globale di riferimento;

IPEA = Indice Parametrizzato di Efficienza dell'Apparecchio. Classe IPEA non accettabile

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Tab.5.4: Calcolo indice IPEA al variare dell'apparecchio

Classe IPEA ≥ C > 0,93 1 L1 0,79 E ✗ 2 P7 0,56 G ✗ 3 S2 0,54 G ✗ 4 S3 0,29 G ✗ 5 P3 0,90 D ✗ 6 P6 0,90 G ✗ 7 P1 0,31 G ✗ 8 P1 0,31 G ✗ 9 P1 0,31 G ✗ 10 L3 0,83 E ✗ 11 * * E ✗ 12 * * E ✗ 13 * * E ✗ 14 L2 0,84 E ✗ 15 L1 0,79 E ✗ 16 P3 0,90 D ✗ 17 * * D ✗ 18 S1 0,78 E ✗ 19 * * E ✗ 20 * * E ✗ 21 S4 0,26 G ✗ 22 * * G ✗ 23 P5 0,80 E ✗ 24 P1 0,31 G ✗ 25 P5 0,80 E ✗ 26 * * E ✗ 27 * * E ✗ 28 P4 0,85 D ✗ 29 * * D ✗ 30 P3 0,90 D ✗ 31 P4 0,85 D ✗ 32 P6 0,90 D ✗ 33 P5 0,80 E ✗ 34 P1 0,31 G ✗ 35 * * G ✗ 36 P2 0,89 D ✗ 37 * * D ✗ 38 P5 0,80 E ✗ 39 * * E ✗

* Valore uguale a quello soprastante ✗Classe IPEA non accettabile ✓ Classe IPEA accettabile Via Italo Possenti

Via Pietro Cuppari Via S. Donnino Viale Bonanno Pisano

Via Andrea Pisano Via Tommaso Rook

Via Liguria Via Caduti del Lavoro

Via Brenta Viale Giovanni Pisano

Via Santa Marta Via Nicola Pisano Via del Borghetto Via Simone Scancasciani

Via XXIV Maggio Via Ugo Rindi Via Antonio Cei Via Raffaello Sanzio Via Giuseppe Sainati

Via Buonarroti Via Roma Via Garibaldi Via delle Piagge

Via Diotisalvi Via Traini Lungarno Gambacorti Lungarno Galilei Lungarno Mediceo Lungarno Pacinotti Via San Lorenzo

Via Nunziatina Via Crispi Via Benedetto Croce Via Gioacchino Rossini

Strada Apparecchio Verifica

N° Nome Cod. IPEA

Corso Italia Via Nino Bixio Via Cardinale Maffi

Via Sant'Antonio Via San Zeno

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Fig.5.5: IPEA al variare del tipo di apparecchio

0,79 0,84 0,83 0,78 0,54 0,29 0,26 0,31 0,89 0,90 0,85 0,80 0,90 0,56 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 L1 L2 L3 S1 S2 S3 S4 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 0,93

VALORE MINIMO RICHIESTO

IPEA al variare dell'apparecchio

IPEA calcolato

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5.2 Calcolo indice IPEI

L’altro indice che completa l’IPEA e che si occupa, invece, globalmente, della prestazione energetica dell’impianto di illuminazione, è l’IPEI (Indice Parametrizzato di Efficienza dell’Impianto), e come già spiegato nel ¶3.2, è definito dal rapporto tra lo SLEEC dell’impianto, espresso in luminanza (SL) o in illuminamento (SE), a seconda della categoria illuminotecnica della strada, e il relativo SLEEC di riferimento (SLR o SER), moltiplicato per un

fattore correttivo kinst che consente di premiare le soluzioni progettuali che permettono le

installazioni con maggiore interdistanza tra gli apparecchi e quindi un numero inferiore degli stessi.

Prima di continuare con l’esempio di calcolo di via XXIV Maggio, si dovrà precisare che la norma parla di calcolo dell’IPEI per ogni zona illuminata uniformemente, quindi si è deciso di mantenere la divisione utilizzata durante le misurazioni, vedi ¶2.3, calcolando per ogni strada tre indici IPEI, relativi al marciapiede sotto palo (M1) , indicato come IPEI1, a quello opposto al

palo (M2), identificato come IPEI2, e a quello relativo alla carreggiata (C),IPEI3.

L’indice IPEI è ottenuto attraverso il calcolo dello SLEEC in illuminamento, e non in luminanza, perché a tutto il campione di strade corrisponde una categoria illuminotecnica rispondente a quei requisiti.

Inoltre la normativa non spiega come comportarsi per il calcolo dell’interdistanza di riferimento in caso di apparecchi disposti a catenaria, perciò si è deciso di utilizzare lo stesso schema di quelle unilaterali (irif =i pali).

108 Esempio di calcolo:

Anche per questo indice si utilizzerà come esempio la stessa utilizzata per il calcolo IPEA: via XXIV Maggio.

Come per tutte le strade oggetto di studio, anche per questa via si sono calcolati tre valori dell’indice IPEI, relativi al marciapiede sotto palo M1, in cui i valori saranno tutti caratterizzati

dal pedice 1, a quello opposto al palo M2 (pedice 2) e quelli della carreggiata C (pedice 3).

essendo l’IPEI il rapporto tra lo SLEEC in illuminamento e quello di riferimento, moltiplicato per il coefficiente kinstall, le grandezze di cui si avrà bisogno per il suo calcolo sono:

Per il calcolo dello SLEEC in illuminamento: • Papp (W);

• Em (lx);

• irif (m);

• lmedia (m);

Per il calcolo di kinstall:

• Em (lx);

• Emrif (lx).

Di seguito verrà spiegato come sono stati ricavati questi valori per questa strada:

Papp (W):

Rappresenta la potenza reale assorbita dall’apparecchio, intesa come somma delle potenze assorbite dalla sorgente e dagli elementi presenti all’interno dello stesso apparecchio di illuminazione.

Questa potenza può essere espressa anche come il rapporto tra la potenza nominale della sorgente (Plamp) e il rendimento dell’alimentatore (ηalim).

Considerando sempre che all’interno dell’apparecchio P5 si ha una lampada ai vapori di sodio ad alta pressione tubolare da 150 W e un alimentatore, di cui si è già calcolato il rendimento nel ¶5.1, si avrà: Plamp = 150 W; ηalim= 0,89; Papp= Plamp η_alim≅ 169  W

109 Em (lx):

La normativa lo indica come l’illuminamento medio mantenuto risultante dal calcolo illuminotecnico effettuato, ma qui si utilizzerà il valore di illuminamento misurato:

Valori marciapiedi: M1 : E1 = 11,8 lx; M2 : E2 = 11,4 lx; Valore carreggiata: C : E3 = 28,7 lx; irif (m):

Rappresenta l’interdistanza di riferimento in un impianto di illuminazione tra un punto luce e l’altro, in questo caso la disposizione è unifilare, quindi il valore coincide con l’interdistanza media tre due punti luce successivi posti dallo stesso lato della carreggiata (ipali).

irif = 29,2 m

Questo valore di potenza è stato utilizzato per tutte e tre le zone di studio.

lmedia (m) :

Non è altro che la larghezza media della zona illuminata, anche qui si farà una distinzione tra marciapiede sotto palo (M1), opposto al palo (M2) e carreggiata (C):

Valori marciapiedi:

M1 : l1 = 2 m

M2 : l2 = 2 m;

Valore carreggiata:

C : l3 = 9,2 m;

Ora che sono stati raccolti tutti i dati, si può calcolare la prima grandezza necessaria (SLEEC in illuminamento) per il calcolo dell’IPEI:

110 Valori marciapiedi: SE1 = 169 11,8∙29,2∙2≅ 0,24 W lx ∙ m2 SE2 = 169 11,4∙29,2∙2≅ 0,25 W lx ∙ m2 Valore carreggiata: SE3 = 169 28,7∙29,2∙9,2≅ 0,02 W lx ∙ m2

Per quanto riguarda invece il calcolo di kinstall, le grandezze che servono sono Em, già riportato

sopra per il calcolo di SEi , e Emrif, che non è altro che l’illuminamento medio mantenuto di

riferimento per la classe illuminotecnica di progetto adottata dalla UNI EN 13201-2:

Valori marciapiedi (Classe illuminotecnica P2)

M1 : E1 = 11,8 lx, ERif = 10 lx;

M1 : E2 = 11,4 lx, ERif = 10 lx;

Valore carreggiata (Classe illuminotecnica M3, C3)

M1 : E3 = 28,7 lx, ERif = 15 lx.

Si può quindi passare al calcolo di kinstall, il secondo valore utile per il calcolo dell’IPEI:

Valori marciapiedi: kinstall1 = 0,524+ 11,8 10∙2,1 ≅ 1,09 kinstall2 = 0,524+ 11,4 10∙2,1 ≅ 1,07 Valore carreggiata: kinstall3 = 0,524+_15∙2,128,7 ≅ 1,44

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L’ultimo valore che resta da trovare è lo SLEEC in illuminamento di riferimento (SER) per ogni

zona illuminata e, come per l’efficienza globale di riferimento dell’IPEA, anche qui i valori sono tabellati ma cambiano solo al variare della categoria illuminotecnica della strada.

In questo caso per i valori dei marciapiedi si ha una classe illuminotecnica P2 e ci si è riferiti a (Tab.5.5):

Per il valore di carreggiata, invece, la classe illuminotecnica della via è M3/C3, quindi ci si è riferiti a (Tab.5.6):

In definitiva si avranno:

Valori marciapiedi: (Vale sia per M1 che per M2)

SER = 0,08 W lx ∙ m2 Valore carreggiata: (C) SER = 0,039 W lx ∙ m2 Categoria illuminotecnica SER UNI EN 13201-1 [W/lx• m2_] P1 0,07 P2 0,08 P3 0,09 P4 0,11 P5 0,14 P6 0,17 P7 0,21

Tab.5.5: Valore dello SLEEC in illuminamento di riferimento al variare della categoria illuminotecnica della strada

Categoria illuminotecnica SER UNI EN 13201-1 [W/lx• m2] C0 0,033 C1 0,035 C2 0,037 C3 0,039 C4 0,042 C5 0,044

Tab.5.6: Valore dello SLEEC in illuminamento di riferimento al variare della categoria illuminotecnica della strada

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Si può quindi passare al calcolo dell’indice IPEI per via XXIV Maggio: Valori marciapiedi: • M1: SE1 = 0,24 W lx ∙ m2 SER = 0,08 _{lx ∙ m}W ₂ kinstall1 = 1,09 IPEI1 = SE_SE1 R∙ kinstall1 ≅ 3,32 • M2: SE2 = 0,25 W lx ∙ m2 SER = 0,08 _{lx ∙ m}W ₂ kinstall2 = 1,07 IPEI2 = SE2 SER∙ kinstall2 ≅ 3,38 Valore carreggiata: • C: SE3 = 0,02 _{lx ∙ m}W ₂ SER = 0,039 W lx ∙ m2 kinstall3 = 1,44 IPEI3 = _SESE3 R∙ kinstall3 ≅ 0,83

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Considerando i valori delle tre aree separatamente: la carreggiata presenta un indice IPEI più che accettabile (IPEI3=0,83), che cataloga l’impianto in Classe A, mentre per quanto riguarda i

due marciapiedi, sia sotto sia opposto al palo, mostrano valori molto alti (IPEI1=3,32,

IPEI2=3,38) e fanno posizionare l’impianto nella peggiore tra le classi previste dalla normativa,

la Classe G (Tab.5.7). La discussione sui motivi per i quali esistano tali discrepanze verrà affrontata alla fine del paragrafo, al fronte di tutti i casi di studio.

Quindi si può concludere affermando che l’impianto di via XXIV Maggio, accettabile dal punto di vista illuminotecnico, in quanto soddisfa i requisiti imposti dalla 13201-2, fornisce delle prestazioni energetiche accettabili per quanto riguarda la carreggiata e inammissibili per i marciapiedi.

Siccome non è stato possibile calcolare un indice IPEI unico relativo a ciascuna strada, come invece succederà per la densità di potenza (¶5.3), per la discussione dei risultati si è mantenuta la divisione tra marciapiede sotto palo (M1), opposto al palo (M2) e carreggiata (C) e si è poi

cercato di confrontare i tre indici per ciascuna via.

Di seguito si riporta una tabella di calcolo dei tre indici per tutte le strade oggetto di studio (Tab.5.8), e successivamente un confronto tra gli indici calcolati per ciascuna strada, (Tab.5.9) che verrà spiegato nelle pagine successive.

A++ IPEI < 0,75 A+ 0,75 ≤ IPEI < 0,82 A 0,82 ≤ IPEI < 0,91 B 0,91 ≤ IPEI < 1,09 C 1,09 ≤ IPEI < 1,35 D 1,35 ≤ IPEI < 1,79 E 1,79 ≤ IPEI < 2,63 F 2,63 ≤ IPEI < 3,10 G 3,10 ≤ IPEI

Classe IPEI IPEI

Classe minima richiesta

Tab.5.7:Classificazione IPEI (LR 19 Emilia Romagna, terza direttiva GR del 12/11/2015)

Classe ottenuta per la carreggiata

Classe ottenuta per entrambi i marciapiedi

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Tab.5.9: Confronto tra i tre indici IPEI per ciascuna strada

IPEI1 IPEI2 IPEI3

<1,09 <1,09 <1,09 1 1,48 D ✗ ** ** ** ** ** ** 2 3,39 G ✗ 8,46 G ✗ 1,99 E ✗ 3 3,41 G ✗ 3,61 G ✗ 1,67 D ✗ 4 7,30 G ✗ 5,35 G ✗ 2,21 E ✗ 5 2,91 F ✗ ** ** ** 1,35 D ✗ 6 6,30 G ✗ ** ** ** 1,49 D ✗ 7 6,15 G ✗ ** ** ** ** ** ** 8 3,59 G ✗ ** ** ** ** ** ** 9 5,39 G ✗ ** ** ** ** ** ** 10 4,05 G ✗ 11,96 G ✗ 3,61 G ✗ 11 4,05 G ✗ 11,96 G ✗ 3,61 G ✗ 12 4,05 G ✗ 12,91 G ✗ 3,61 G ✗ 13 4,05 G ✗ 12,91 G ✗ 3,61 G ✗ 14 6,99 G ✗ 6,58 G ✗ 2,32 E ✗ 15 2,33 E ✗ 3,51 G ✗ ** ** ** 16 2,21 E ✗ 3,98 G ✗ 1,13 C ✗ 17 2,21 E ✗ 3,98 G ✗ 1,28 C ✗ 18 4,76 G ✗ 2,74 F ✗ 1,36 D ✗ 19 3,78 G ✗ 3,69 G ✗ 0,90 A ✓ 20 5,71 G ✗ 6,04 G ✗ 1,02 B ✓ 21 7,88 G ✗ 8,33 G ✗ 3,22 G ✗ 22 8,75 G ✗ 9,26 G ✗ 3,44 G ✗ 23 3,32 G ✗ 3,38 G ✗ 0,83 A ✓ 24 4,61 G ✗ 4,70 G ✗ 0,90 B ✓ 25 2,39 E ✗ 2,44 F ✗ 0,73 A++ ✓ 26 4,61 G ✗ 4,69 G ✗ 0,88 A ✓ 27 6,46 G ✗ _{6,57 G} ✗ _{0,99 B} ✓ 28 7,30 G ✗ _{13,85 G} ✗ _{2,07 E} ✗ 29 7,30 G ✗ _{13,85 G} ✗ _{3,42 G} ✗ 30 2,61 E ✗ _{6,54 G} ✗ _{1,26 C} ✗ 31 3,32 E ✗ _{4,85 G} ✗ _{1,09 C} ✗ 32 3,62 G ✗ _{3,64 G} ✗ _{0,83 A} ✓ 33 4,68 G ✗ _{4,71 G} ✗ _{1,07 B} ✓ 34 22,08 G ✗ _{** ** ** 8,16 G} ✗ 35 30,14 G ✗ _{** ** ** 14,04 G} ✗ 36 2,67 F ✗ _{3,08 G} ✗ _{1,02 B} ✓ 37 2,59 E ✗ _{1,99 E} ✗ _{0,83 A} ✓ 38 3,05 F ✗ _{** ** ** 1,71 D} ✗ 39 ** ** ** ** ** ** 0,86 A ✓ IPEI accettabili

Impianto NON adeguato (IPEI1,2,3 Classe < B)

Impianto NON adeguato e di classe G (IPEI1,2,3 Classe G) Impianto adeguato solo per la carreggiata (IPEI3≥ Classe B)

✗ Classe IPEI non accettabile Impianto adeguato(IPEI1,2,3 ≥ Classe B)

✓ Classe IPEI accettabile

Strada Marciapiedi

N° Nome Classe ≥ B Classe ≥ B Classe ≥ B

Lungarno Galilei Corso Italia ***

Via Nino Bixio Via Cardinale Maffi

Via Sant'Antonio Via San Zeno Via Gioacchino Rossini

Via delle Piagge Via Diotisalvi

Via Traini Lungarno Pacinotti

Via XXIV Maggio Lungarno Mediceo Lungarno Gambacorti

Via San Lorenzo Via Nunziatina

Via Crispi Via Benedetto Croce

Via Garibaldi Via Santa Marta Via Nicola Pisano Via del Borghetto Via Simone Scancasciani

Via Caduti del Lavoro Via Ugo Rindi Via Antonio Cei Via Raffaello Sanzio Via Giuseppe Sainati

Via Buonarroti Via Roma Viale Giovanni Pisano

Viale Bonanno Pisano Via Andrea Pisano Via Tommaso Rook

Via Liguria Via Brenta Via Italo Possenti Via Pietro Cuppari

Via S. Donnino

Carreggiata

**= Valore non calcolato ***= Considerata come unico marciapiede.

116

Per la discussione dei risultati, si procederà prima con l’analisi di ciascuno dei tre indici, per tutte le strade oggetto di studio, successivamente si metteranno a confronto tra loro, per dare un giudizio energetico complessivo sull’impianto di ciascuna strada oggetto di studio.

Si deve precisare che non è stato possibile calcolare tutti e tre gli indici per tutte le strade, in alcuni casi perché non sono presenti uno o entrambi i marciapiedi o la carreggiata, in altri perché non sono state effettuate tutte le misure illuminotecniche necessarie.

Alla luce dei dati raccolti si può riassumere che per quanto riguarda gli indici calcolati per i marciapiedi, sia sotto (IPEI1) sia opposto al palo (IPEI2), non sono per nulla positivi:

Fig.5.6: Distribuzione percentuale IPEI del marciapiede sotto palo calcolato per 38 strade sulle 39 esaminate

Fig. 5.7: Distribuzione percentuale IPEI del marciapiede opposto al palo calcolato per 29 strade sulle 39 esaminate 3% 18% 8% 71%

IPEI

₁

:

Marciapiede

sotto palo

Classe D Classe E Classe F Classe G 3% 7% 90%

IPEI

₂

:

Marciapiede

opposto al palo

Classe E Classe F Classe G

117

Per il marciapiede sotto palo è stato possibile calcolare l’IPEI per quasi tutte le strade oggetto di studio (38 sulle 39 esaminate), quello che si può notare è che, per questa zona, nessuna strada presenta un impianto che soddisfi i requisiti minimi richiesti dalla normativa, e il 71% appartiene addirittura alla classe energetica peggiore (Classe G).

Per il marciapiede opposto al palo la situazione è ancora peggiore, delle 29 strade su cui è stato possibile calcolarlo, 26 risultano di classe energetica G, e gli altri tre rimanenti non soddisfano comunque i requisiti minimi.

La situazione per la carreggiata, invece, risulta molto diversa: 12 strade sulle 34 su cui è stato possibile calcolarlo risultano di classe energetica adeguata (da Classe B a A++).

Fig. 5.8: Distribuzione percentuale IPEI della carreggiata calcolato per 34 strade sulle 39 esaminate

Fig.5.9: Distribuzione percentuale dell’IPEI della carreggiata che soddisfa i requisiti di normativa 3% 17% 15% 12% 15% 12% 26%

IPEI

₃

:

Carreggiata

Classe A++ Classe A Classe B Classe C Classe D Classe E Classe G 65% 35%

IPEI

₃

:

Classi energetiche

accettabili

Classe enegetica non accettabile

Classe enegetica accettabile

118

La norma non fornisce indicazioni precise su una classificazione unica per ogni impianto, quello che si è cercato di fare qui, alla luce di quanto analizzato, è di confrontare tra loro tutti gli indici calcolati di ogni zona, per ciascuna strada, in modo da fornire un giudizio energetico “complessivo” sull’impianto di ciascuna via.

Dall’analisi del confronto sono emerse situazioni simili che hanno permesso la suddivisione degli impianti in:

• Impianto inadeguato: In cui tutti gli indici che sono stati calcolati per quella strada non soddisfano i requisiti minimi imposti dalla normativa (evidenziati in azzurro nella Tab.5.9);

• Impianto di Classe G: In cui tutti gli indici che sono stati calcolati per quella strada hanno dei valori che fanno classificare l’impianto nella classe energetica peggiore (evidenziati in viola nella Tab.5.9);

• Impianto adeguato solo per la carreggiata: In cui tutti gli indici che sono stati calcolati per quella via non soddisfano i requisiti minimi imposti dalla normativa ad eccezione della carreggiata (evidenziati in verde nella Tab.5.9);

• Impianto adeguato: In cui tutti gli indici che sono stati calcolati per quella strada soddisfano i requisiti minimi imposti dalla normativa (evidenziati in arancione nella Tab.5.9).

Fig.5.10: Distribuzione percentuale della classificazione energetica complessiva sulle 39 strade oggetto di studio 38% 31% 28% 3%

Classificazione

energetica

"complessiva"

Impianto NON adeguato (IPEI1,2,3 Classe<B)

Impianto NON adeguato (IPEI1,2,3 Classe<B)

Impianto adeguato solo per la carreggiata (IPEI1,2 Classe<B; IPEI3 Classe>B)

119

Come si può notare dalla Fig.5.10, delle trentanove vie oggetto di studio, dodici (31%) presentano la classe energetica “complessiva” peggiore (Classe G), quindici (38%) non raggiungono la classe energetica minima richiesta, e in altre undici (28%) viene soddisfatto solamente il valore per la carreggiata, per un totale di trentotto vie su trentanove che dispongono di un impianto che non può considerarsi complessivamente adeguato dal punto di vista delle prestazioni energetiche (Fig.5.11).

Fig. 5.11: Distribuzione percentuale degli impianti che soddisfano i requisiti di normativa delle 39 strade esaminate

Solamente una strada soddisfa i requisiti prestazionali energetici richiesti: via S. Donnino, che ha un impianto che si classifica in Classe A.

La particolarità di questa via è quella di essere una strada residenziale senza marciapiedi, l’indice, infatti, è stato calcolato solamente per la carreggiata, motivo principale per il quale il requisito viene rispettato.

Come si può difatti notare dalla Tab.5.9, per tutte le strade, i valori dell’indice IPEI di carreggiata sono sempre molto più bassi rispetto a quelli di marciapiede corrispondenti (Fig.5.12), nella maggior parte dei casi il valore peggiore è sempre quello del marciapiede opposto al palo. Questa grande discrepanza è da imputarsi ai valori elevati di SLEEC in illuminamento dei marciapiedi rispetto a quelli di riferimento (Fig.5.13), ciò è dovuto all’illuminamento e alla larghezza media più bassi rispetto a quelli della carreggiata, rimanendo la potenza assorbita e l’interdistanza di riferimento gli stessi per tutti per ciascuna via. Quindi, non potendo aumentare la larghezza del marciapiede, l’unica grandezza su cui si poterebbe intervenire, aumentandolo, è l’illuminamento.

97% 3%

Classificazione

energetica

"complessiva"

Classe energetica accettabile

Classe energetica non accettabile

120

Fig. 5.12: Confronto valori IPEI calcolati per ogni zona uniformemente illuminata con il requisito di normativa

0 5 10 15 20 25 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 Valore massimo consentito 1,09 Numero strade

Confronto IPEI

IPEI1 IPEI2 IPEI3

121

Fig. 5.13: Confronto valori SLEEC calcolati per ogni zona uniformemente illuminata per tutte le vie oggetto di studio 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 Numero strade

Confronto SLEEC

SE 1 SE 2 SE 3

122

5.3 Calcolo indice DP

Come descritto nel ¶ 3.2, la densità di potenza è un indice che è stato introdotto dalla nuova normativa EN 13201-5 ed è molto simile all’IPEI, rappresenta sempre un confronto tra una grandezza energetica e una illuminotecnica, in particolare è il rapporto tra la potenza assorbita dall’impianto e il prodotto della grandezza illuminotecnica per la superficie, ma si differenzia dall’indice parametrizzato di efficienza dell’impianto principalmente per quattro aspetti:

• Sparisce il termine SLEEC in luminanza o in illuminamento, cioè non si ha più la distinzione sulla grandezza illuminotecnica da prendere in considerazione a seconda della categoria illuminotecnica della strada; viene eliminata la luminanza e viene scelto come riferimento, per tutti i tipi di sezione stradale, l’illuminamento medio orizzontale.

• Sparisce il coefficiente di installazione kinstall, che poneva l’attenzione su quelle

soluzioni progettuali che permettevano le installazioni con maggiore interdistanza tra gli apparecchi e quindi un numero inferiore degli stessi.

• È un valore unico per tutta la strada, e non per aree illuminate uniformemente, perché al denominatore si trova la sommatoria di tutti i prodotti dell’illuminamento per la superficie di ciascuna area.

• Spariscono le prescrizioni massime da rispettare, e le classi energetiche, al loro posto vengono inseriti dei valori di calcolo, da prendere come riferimento e non come imposizioni, che variano a seconda del tipo di profilo della via, larghezza della sezione stradale e tipo di lampada utilizzata.

Si può quindi dire che questa nuova norma abbia cercato di uniformare e generalizzare l’indice di prestazione energetica degli impianti di illuminazione esterna, eliminando così anche lo squilibrio che si è riscontrato nel paragrafo precedente tra indici riferiti alla carreggiata e al marciapiede di una stessa strada, a discapito, però, di una perdita di attenzione sul particolare e soprattutto di un metodo di confronto dei risultati.

123 Esempio di calcolo:

Come già spiegato sopra, l’indice è simile all’IPEI con qualche correzione, in questo caso verrà calcolato un unico valore relativo a tutta via XXIV Maggio, ma i dati che si sono tenuti in considerazione sono gli stessi del ¶ 5.2, relativi al marciapiede sotto palo M1, in cui i valori

saranno tutti caratterizzati dal pedice 1, a quello opposto al palo M2 (pedice 2) e quelli della

carreggiata C (pedice 3).

Le grandezze di cui si avrà bisogno per il suo calcolo sono: • P (W);

• (lx); • Ai (lx).

Di seguito verrà spiegato come sono stati ricavati questi valori per questa strada:

P(W):

È descritta dalla norma come la potenza relativa all’impianto di illuminazione, in particolare può considerarsi anche come la somma della potenza operativa del punto luce e quella di altri dispositivi aggiuntivi, come cellule fotoelettriche o dispositivi di controllo del flusso luminoso. In questo caso, e in tutto il campione di strade, si è appurato che la totalità degli impianti non dispone di dispositivi aggiuntivi e quindi si è deciso di calcolare la potenza dell’impianto come la potenza assorbita dall’apparecchio di illuminazione, nello stesso modo in cui si è ricavata nel ¶5.1, quindi, come rapporto tra la potenza nominale della lampada e il rendimento dell’alimentatore:

P  = Papp= Plamp

η_alim≅ 169  W E_i

124 (lx):

Rappresenta l’illuminamento medio orizzontale dell’i-esima area, anche qui si parlerà di dato misurato e non di progetto, mantenendo la divisione delle aree già usata nel ¶ 2.3 e poi nel ¶ 5.2, si riportano così i dati relativi alla strada presa ad esempio:

Valori marciapiedi: M1 : E1 = 11,8 lx; M2 : E2 = 11,4 lx; Valore carreggiata: C : E3 = 28,7 lx; Ai (m2):

Viene considerata come la superficie dell’i-esima area illuminata, mantenendo sempre la stessa configurazione, le i-esime aree sono state calcolate come il prodotto della larghezza dell’-i-esima area illuminata e dell’interdistanza tra due apparecchi di illuminazione posti dallo stesso lato: Valori marciapiedi: M1 : l1 = 2 m; ipali=29,2m; M1= 58,4 m2. M2 : l2 = 2 m; ipali=29,2m; M2= 58,4 m2. Valore carreggiata: C : l3 = 9,2 m; ipali=29,2m; C= 268,6 m2.

Ottenute tutte le grandezze necessarie, si può passare al calcolo dell’indice DP per via XXIV

Maggio: DP = P Ei∙ A𝒊 3 i=1 ≅ 19  mW/lx∙m2

Per avere un metro di paragone sul valore ottenuto, si dovrà individuare il profilo della strada tra quelli proposti dalla normativa:

125

La via dispone di una carreggiata a doppia corsia di percorrenza e di un marciapiede ambo i lati, quindi il profilo che si è scelto per via XXIV Maggio è , come nella maggior parte delle strade oggetto di studio, il profilo E;

Considerando poi che la strada appartiene alla categoria illuminotecnica M3/C3 per la carreggiata e P2 per i marciapiedi, e che i punti luce hanno al loro interno una lampada ai vapori di sodio ad alta pressione tubolare, il valore consigliato di DP va dai 24-33 mW/lx•m2.

Il valore che si è ottenuto dai calcoli non si discosta di molto da quello preso ad esempio della normativa, tuttavia bisogna precisare che non risulta troppo corretto confrontare le due densità di potenza, per via del fatto che nel calcolo si è utilizzato il valore misurato e non quello di progetto, nonostante in questo caso sia un valore accettabile in quanto sono rispettati i requisiti illuminotecnici minimi richiesti dalla UNI EN 13201-2.

Si riporta in seguito una tabella (Tab.5.11) riportante il valore della densità di potenza calcolata per tutte le strade oggetto di studio.

Categoria Larghezza

illuminotec strada (m) VDM AM SAP elliss. SAP tub LED

M3/P3 7 61 34 29 24-33 17-18

M4/P4 7 65 41 33-34 26-28 17

M4/P5 7 63 22 33 28-32 17

DP (mW/lx • m2)

Tab.5.10: Profilo E, valoridi densità di potenza consigliati al variare della classe illuminotecnica e larghezza della strada e del tipo di lampada installata

126

Tab.5.11: Calcolo valori DP per tutte le strade oggetto di studio

M1 E1 M2 E2 C E3 (W) (m2_{) (lx) (m}2_{) (lx) (m}2_{) (lx)} (mW/lxm2₎ 1 169 174 24,2 ** 17,6 ** ** 40 2 169 39,6 32,6 39,6 4,7 162 12 49 3 169 75 7,1 72 6,9 252 9,1 51 4 139 35,2 5,2 48 5,2 186 6,6 84 5 169 34,5 33 34,5 ** 184 17,7 38 6 169 41,25 37,3 ** 25,7 206 39,5 17 7 115 54,4 8,1 52,7 ** 119,0 ** 261 8 83 76,0 6,2 76,0 ** 275,5 ** 176 9 83 76,0 3,3 76,0 ** * ** 331 10 169 50,5 10,6 54,54 2 192 3,8 123 11 * * * * * * * 123 12 * * * 50,5 * * * 123 13 * * * * * * * 123 14 169 17 29,7 27,2 12,3 93,5 31 45 15 * 51 * 51 * ** * 79 16 169 44 36,1 52,8 7,7 224 19,9 26 17 * * * * * 198 * 28 18 169 37,2 14,4 68,2 12,7 174 24,1 30 19 * 46,8 * 50,7 * 261 * 22 20 * 31 * 31 * 233 * 26 21 270 36 * 36 * 144 * 61 22 * 32,4 * 32,4 * 135 * 65 23 169 58,4 11,8 58,4 11,4 269 28,7 19 24 115 27,15 * 27,15 * 148 * 24 25 169 76,75 * 76,75 * 307 * 16 26 * 42 * 42 * 252 * 21 27 * 30 * 30 * 225 * 24 28 169 30 9,3 30 3,5 182 11,5 68 29 * * * * * 110 * 102 30 169 69 12,2 45,54 5,7 207 18,7 34 31 * * * 60 * 240 * 30 32 169 43,5 15,6 43,5 15,4 261 31,3 18 33 * 33,6 * 33,6 * 202 * 23 34 115 35,84 2 ** ** 271 1,4 255 35 * 33,75 * 33,75 ** 158 * 399 36 83 31 16,3 31 11,8 130 17,3 27 37 * 32 * 48 * 160 * 22 38 169 39,6 28,5 39,6 ** 142 22,6 39 39 * ** * ** ** 280 * 27 Strada Papp DP Nome N° Lungarno Gambacorti Corso Italia ***

Via Nino Bixio Via Cardinale Maffi

Via Sant'Antonio Via San Zeno Via Gioacchino Rossini

Via delle Piagge Via Diotisalvi Lungarno Pacinotti

Lungarno Galilei Lungarno Mediceo

Via Traini

Via Antonio Cei Via San Lorenzo

Via Nunziatina Via Crispi Via Benedetto Croce

Via Garibaldi Via Santa Marta Via Nicola Pisano Via del Borghetto Via Simone Scancasciani

Via XXIV Maggio Via Ugo Rindi

Via Pietro Cuppari Via S. Donnino

Carreggiata Marciapiedi

Via Andrea Pisano Via Tommaso Rook

Via Liguria Via Caduti del Lavoro

Via Brenta Via Italo Possenti Via Raffaello Sanzio Via Giuseppe Sainati

Via Buonarroti Via Roma Viale Giovanni Pisano

Viale Bonanno Pisano

M₁= (m2_{) Superficie marciapiede sotto palo; D}

P = (mW/lx*m2) Densità di potenza;

M₂= (m2_{) Superficie marciapiede opposto al palo; *= Valore uguale a quello soprastante;}

C= (m2_{) Superficie carreggiata; **= Valore non misurato, non calcolato o}

I pedici 1,2 e 3 si riferiscono al marciapiede sotto non presente;

palo, a quello opposto al palo, e alla carreggiata; ***= Strada considerata come un unico E_i= (lx) Illuminamento medio dell'i-esima area; marciapiede.

127

Per quanto riguarda la discussione dei dati, non si può però parlare di valori accettabili o no, sia perché non esistono valori limite imposti dalla normativa, sia perché i valori di densità di potenza così ottenuti non sono confrontabili per via del fatto che nel calcolo si è utilizzato il valore di illuminamento misurato e non quello di progetto.

Ciò rende impossibile il confronto con i valori consigliati dalla EN 13201-5 per quelle strade in cui non vengono rispettati i requisiti illuminotecnici prescritti dalla UNI EN 13201-2. Per correttezza si andranno quindi a confrontare (Tab.5.12) solamente quei valori di densità di potenza per quelle strade in cui vengono rispettate le prescrizioni illuminotecniche.

Per le strade n°1,6,7,32; non è stato possibile individuare un profilo di strada adeguato tra quelli proposti dalla normativa e di conseguenza individuare i valori consigliati; i valori confrontabili, invece, si avvicinano abbastanza a quelli consigliati.

(mW/lxm2_{) (mW/lxm}2₎ 1 ** P1, ES1, EV3 ** ** 40 5 M3, C3 P1, ES4, EV5 C 33 38 6 M3, C2 P2, ES3, EV4 ** ** 17 7 C4 P4,ES4,EV4 ** ** 261 18 M3, C3 P2, ES5 E 29 30 19 M3, C3 P2, ES5 E 29 22 20 M3, C3 P2, ES5 E 29 26 21 M4, C4 P2, ES5 E 65 61 22 M4, C4 P2, ES5 E 65 65 23 M3, C3 P2, ES5, EV6 E 24-33 19 26 M3, C3 P2, ES5, EV6 E 24-33 21 27 M3, C3 P2, ES5, EV6 E 24-33 24 32 M3, C3 P1, ES4, EV6 ** ** 18 33 M3, C3 P1, ES4, EV5 E 24-33 23 36 M3, C3 P2, ES5 E 29 27 37 M3, C3 P2, ES6 E 29 22 38 M3, C3 P1, ES4, EV5 E 24-33 39 39 M3, C3 P1, ES4, EV5 B 35-41 27

Tab.5.12: Confronto dei DP calcolati per le sole strade in cui è rispettato il requisito illuminotecnico con

i DP consigliati dalla normativa

Via San Zeno Via Gioacchino Rossini

Via delle Piagge

N° Nome Corso Italia *** Profilo strada DP ESEMPIO Classe illuminotecnica Carreggiata Strada _D P Marciapiede

Via Simone Scancasciani Via XXIV Maggio Via Raffaello Sanzio Via Giuseppe Sainati

Via Garibaldi Via Santa Marta Via Nicola Pisano Via del Borghetto

Via Brenta Via Italo Possenti Via Pietro Cuppari

Via S. Donnino Via Andrea Pisano Via Tommaso Rook

D_P = (mW/lx*m2_{) Densità di potenza calcolata; D}

P ESEMPIO= (mW/lx*m2) Densità di potenza **= Valore non presente; consigliata dalla EN 13201-5 ***= Strada considerata come un unico

128

5.4 Calcolo indice DE

L’indice di consumo energetico annuo è l’altro indice introdotto dalla EN 13201-5, va calcolato insieme alla densità di potenza, ma contrariamente a questa, non dipende da alcuna grandezze illuminotecnica dell’impianto luminoso, ma tiene in considerazione solamente la potenza assorbita dall’impianto e la superficie di strada da illuminare.

Proprio per questo motivo questo indice può essere uno strumento ideale per considerare le prestazioni di diversi tipi di apparecchio di illuminazione nella stessa strada, come verrà utilizzato nel CAPITOLO 6.

Nello specifico il DE è il rapporto tra la sommatoria dei prodotti della esima potenza per il

j-esimo periodo operativo dell’impianto e la superficie dell’area illuminata.

Esempio di calcolo

Per quanto riguarda l’esempio di calcolo, si andrà a individuare l’indice sempre per via XXIV Maggio, e le grandezze che serviranno saranno:

Pj= Potenza operativa associata al j-esimo periodo operativo (W);

tj= Durata del j-esimo periodo operativo (h);

A= Superficie dell’area illuminata dalla stessa disposizione di apparecchi (m2_);

Di seguito verrà spiegato come sono stati ricavati questi valori per questa strada :

Pj (W):

Rappresenta la potenza operativa associata al j-esimo periodo operativo, per questa via e per tutte le altre prese in esame si è scelto di utilizzare la potenza già calcolata nei paragrafi precedenti, in particolare:

Pj = P_app= Plamp

129 tj (h) :

È la durata del j-esimo periodo operativo, questa via e tutte le strade oggetto di studio dispongono di impianti di illuminazione più classici che hanno come dispositivi aggiuntivi solo quelli di spegnimento tramite timer o sensore fotosensibile, quindi si è scelto di considerare come periodo di funzionamento quello a pieno regime di potenza per tutte le ore di accensione.

È la norma che specifica il valore del periodo di funzionamento a pieno regime:

tfull= 4000 h.

A (m2):

Viene descritta come la superficie dell’area illuminata dalla stessa disposizione di apparecchi, in questo caso è stata calcolata dalla somma delle superfici delle zone prese come riferimento nei paragrafi precedenti:

A= A1+A2+A3 = 386 m2

Ora che si hanno tutti i valori si può passare al calcolo dell’indice di consumo energetico annuo:

DE = _AP∙t = 1,7 kWh/m2

Anche in questo caso, per avere un metro di paragone sul valore ottenuto, si dovrà fare riferimento al profilo di strada già definito nel ¶ 5.3:

Il valore consigliato di DE è di 1,6 kWh/m2 e si allinea quasi perfettamente a quello che si è

ottenuto dai calcoli.

Si riporta in seguito una tabella riportante il valore del consumo energetico annuo calcolato per tutte le strade oggetto di studio:

Categoria Larghezza

illuminotec strada (m) VDM AM SAP elliss. SAP tub LED

M3/P3 7 3,8 2,3 1,8-2,0 1,6 1,0

M4/P4 7 3,2 2,0 1,5 1,2-1,5 0,7

M4/P5 7 2,0 0,6 1,0 0,7-1,0 0,5

Tab.5.13: Profilo E, valori di consumo di energia annuo consigliati al variare della classe illuminotecnica e larghezza della strada e del tipo di lampada installata

130

Tab.5.14: Calcolo del consumo energetico annuo di ogni impianto delle strade oggetto di studio

M1 M2 C (W) (m2_{) (m}2_{) (m}2₎ (kWh/m2₎ 1 169 174 ** ** 3,9 2 169 39,6 39,6 162 2,8 3 169 75 72 252 1,7 4 139 35,2 48 185,6 2,1 5 169 34,5 34,5 184 2,7 6 169 41,25 ** 206,3 2,7 7 115 54,4 52,7 119,0 2,0 8 83 76,0 76,0 275,5 0,8 9 83 76,0 76,0 275,5 0,8 10 169 50,5 54,54 191,9 2,3 11 * * * * 2,3 12 * * 50,5 * 2,3 13 * * * * 2,3 14 169 17 27,2 93,5 4,9 15 * 51 51 ** 6,6 16 169 44 52,8 224,4 2,1 17 * * * 198 2,3 18 169 37,2 68,2 173,6 2,4 19 * 46,8 50,7 261,3 1,9 20 * 31 31 232,5 2,3 21 270 36 36 144 5,0 22 * 32,4 32,4 135 5,4 23 169 58,4 58,4 268,6 1,7 24 115 27,15 27,15 148,4 2,3 25 169 76,75 76,75 307 1,5 26 * 42 42 252 2,0 27 * 30 30 225 2,4 28 169 30 30 182 2,8 29 * * * 110 4,0 30 169 69 45,54 207 2,1 31 * 60 60 240 1,9 32 169 43,5 43,5 261 1,9 33 * 33,6 33,6 201,6 2,5 34 115 35,84 ** 271 1,5 35 * 33,75 33,75 157,5 2,0 36 83 31 31 130,2 1,7 37 * 32 48 160 1,4 38 169 39,6 39,6 141,9 3,0 39 * ** ** 280 2,4 DE N° Nome

Via Italo Possenti Via Pietro Cuppari

Via S. Donnino Viale Bonanno Pisano

Via Andrea Pisano Via Tommaso Rook

Via Liguria Via Caduti del Lavoro

Via Brenta Viale Giovanni Pisano

Via Santa Marta Via Nicola Pisano Via del Borghetto Via Simone Scancasciani

Via XXIV Maggio Via Ugo Rindi Via Antonio Cei Via Raffaello Sanzio Via Giuseppe Sainati

Via Buonarroti Via Roma Via Garibaldi Via delle Piagge

Via Diotisalvi Via Traini Lungarno Gambacorti Lungarno Galilei Lungarno Mediceo Lungarno Pacinotti Via San Lorenzo

Via Nunziatina Via Crispi Via Benedetto Croce Via Gioacchino Rossini

Strada

Papp

Dimensioni aree

Corso Italia *** Via Nino Bixio Via Cardinale Maffi

Via Sant'Antonio Via San Zeno

M₁= (m2_{) Superficie marciapiede sotto palo; D}

E = (mW/lx*m2) Densità di potenza;

M₂= (m2_{) Superficie marciapiede opposto al palo; *= Valore uguale a quello soprastante;}

C= (m2_{) Superficie carreggiata; **= Valore non misurato o non}

I pedici 1,2 e 3 si riferiscono al marciapiede sotto presente.

palo, a quello opposto al palo, e alla carreggiata ***= Strada considerata come un E_i= (lx) Illuminamento medio dell'i-esima area; unico marciapiede.

131

Per quanto riguarda la discussione dei dati, anche qui, come per la densità di potenza, si presenta la stessa situazione, si procederà solo con il confronto (Tab.5.14) dei valori di consumo energetico annuo per quelle strade in cui vengono rispettate le prescrizioni illuminotecniche.

Per le strade n°1, 6, 7, 32; non è stato possibile individuare un profilo di strada adeguato tra quelli proposti dalla normativa e di conseguenza individuare i valori consigliati.

Per quanto riguarda invece i valori confrontabili, si avvicinano abbastanza a quelli suggeriti dalla normativa, anche se alcuni risultano superiori a quelli consigliati, evidenziando forse un consumo energetico che potrebbe essere migliorato diminuendo il valore del consumo energetico annuo. (mW/lxm2_{) (mW/lxm}2₎ 1 ** P1, ES1, EV3 ** ** 3,9 5 M3, C3 P1, ES4, EV5 C 2,0 2,7 6 M3, C2 P2, ES3, EV4 ** ** 2,7 7 C4 P4,ES4,EV4 ** ** 2,0 18 M3, C3 P2, ES5 E 1,8-2,2 2,4 19 M3, C3 P2, ES5 E 1,8-2,2 1,9 20 M3, C3 P2, ES5 E 1,8-2,2 2,3 21 M4, C4 P2, ES5 E 3,2 5,0 22 M4, C4 P2, ES5 E 3,2 5,4 23 M3, C3 P2, ES5, EV6 E 1,6 1,7 26 M3, C3 P2, ES5, EV6 E 1,6 2,0 27 M3, C3 P2, ES5, EV6 E 1,6 2,4 32 M3, C3 P1, ES4, EV6 ** ** 1,9 33 M3, C3 P1, ES4, EV5 E 1,6 2,5 36 M3, C3 P2, ES5 E 1,8-2,0 1,7 37 M3, C3 P2, ES6 E 1,8-2,0 1,4 38 M3, C3 P1, ES4, EV5 E 1,6 3,0 39 M3, C3 P1, ES4, EV5 B 2,2-2,6 2,4 Corso Italia ***

Tab.5.14: Confronto dei DE calcolati per le sole strade in cui è rispettato il requisito illuminotecnico con

i DE consigliati dalla normativa

Strada _{Classe illuminotecnica Profilo} strada

DE ESEMPIO DE

N° Nome Carreggiata Marciapiede

Via Andrea Pisano Via San Zeno Via Gioacchino Rossini

Via delle Piagge Via Garibaldi Via Santa Marta Via Nicola Pisano Via del Borghetto Via Simone Scancasciani

Via XXIV Maggio Via Raffaello Sanzio Via Giuseppe Sainati

Via Tommaso Rook Via Brenta Via Italo Possenti Via Pietro Cuppari

Via S. Donnino

DP = (mW/lx*m2) consumo energetico annuo calcolato; DE ESEMPIO= (mW/lx*m2)

**= Valore non presente; consumo energetico ***= Strada considerata come un unico annuo consigliato marciapiede. dalla EN 13201-5

132

Seguendo fedelmente questa nuova normativa, quindi, non è possibile fare troppe considerazioni in merito al DP e al DE degli impianti esistenti, perché nel calcolo non viene

inserita alcuna grandezza illuminotecnica di riferimento, mentre nell’IPEI il confronto era possibile poiché questa appariva all’interno del coefficiente di installazione

k_inst = 0,524 + Em

Emrif∙2,1 (vedi ¶ 3.2).

Si è cercato quindi di individuare, anche per questi due indici, un fattore simile, che includa al suo interno, oltre alla grandezza illuminotecnica misurata, anche quella di riferimento.

Perciò si andrà a definire un fattore che altro non è che un rapporto tra gli illuminamenti, quello misurato con quello minimo prescritto dalla UNI EN 13201-2, (Emisurato/Eriferimento) delle aree

uniformemente illuminate della stessa strada.

Mantenendo sempre la divisione delle tre aree per ogni via oggetto di studio, (M1, M2 e C), si

andrà a calcolare: • a = (E1/ERif); • b = (E2/ERif); • c = (E3/ERif). Con

Ei = (lx) Illuminamento misurato nell’i-esima area illuminata;

ERif = (lx) Illuminamento medio mantenuto di riferimento per la classe di progetto

illuminotecnica adottata (UNI EN 13201-2).

I pedici 1,2 e 3 rappresentano il marciapiede sotto palo (M1), quello opposto al palo (M2) e la

carreggiata.

Tra questi tre valori si andrà a individuare il valore minimo:

d= min (a; b; c)

Attraverso l’analisi di questo fattore d, e la determinazione di valori soglia che distinguano i vari casi, sarà possibile discutere i valori calcolati di DP e DE, ottenuti nei paragrafi precedenti, e di

conseguenza determinare una specie di classificazione energetica degli impianti e dei possibili interventi di miglioramento.

133 Premesso ciò, si potranno presentare quattro casi:

• Caso 1: d=1 è Impianto ideale

È il caso ideale, quello a cui ci si vorrebbe avvicinare il più possibile.

• Caso 2: d<0,75 è Impianto attuale non adeguato (da riprogettare)

I valori di illuminamento minimo misurato si discostano per più del 25% rispetto a quello di riferimento, per questi valori non sarà possibile una discussione dei risultati di DP e DE e l’impianto può considerarsi non adeguato e da riprogettare e l’unico

intervento possibile è il ripristino completo dell’impianto di illuminazione.

• Caso 3: 1< d ≤ 0,75 è Impianto attuale non adeguato (ma migliorabile)

I valori di illuminamento minimo misurato si discostano al massimo del 25% rispetto a quello di riferimento, sarà possibile una discussione dei risultati di DP e DE e dal punto

di vista di intervento migliorativo si può pensare alla sostituzione della lampada all’interno degli apparecchi, aumentandone la potenza.

• Caso 4: d > 1 è Impianto attuale adeguato (ma migliorabile)

I valori di illuminamento minimo misurato sono maggiori di quello di riferimento, i valori di DP e DE possono essere analizzati e successivamente si può pensare di

intervenire sull’impianto attraverso la sostituzione della lampada all’interno degli apparecchi, diminuendone la potenza.

Come si può notare dalla Tab.5.16, tra le trentanove strade oggetto di studio, quattordici presentano valori di illuminamento minimo misurato che si discostano per più del 25% rispetto a quello di riferimento, quindi in queste strade l’impianto installato non può essere sistemato in alcun modo se non attraverso il suo rinnovo totale e potrà essere classificato come non adeguato e da riprogettare; le vie che invece presentano uno scarto inferiore al 25% (Caso 3) sono sei (15%), in queste il valore di illuminamento misurato non rispetta di poco la normativa e l’impianto attuale è classificabile come non adeguato ma migliorabile attraverso, per esempio, un intervento di sostituzione delle lampade; infine le strade che rispettano il requisito illuminotecnico sono diciotto e gli impianti attuali sono classificabili come adeguati, ma in alcuni casi migliorabili.

134

Tab.5.16: Considerazioni sul rapoorto tra gli illuminamenti misurati e quelli richiesti

N° (W) E1/Erif E2/Erif E3/Erif min(a;b;c) su d

1 169 1,61 1,17 ** 1,17 d>1 2 169 3,26 0,47 0,80 0,47 d<0,75 3 169 0,71 0,69 0,91 0,69 d<0,75 4 139 0,52 0,52 0,66 0,52 d<0,75 5 169 2,20 ** 1,18 1,18 d>1 6 169 3,73 2,57 1,98 1,98 d>1 7 115 1,62 ** ** 1,62 d>1 8 83 0,83 ** ** 0,83 1<d<0,75 9 83 0,44 ** ** 0,44 d<0,75 10 169 1,06 0,20 0,25 0,20 d<0,75 11 * 1,06 0,20 0,25 0,20 d<0,75 12 * 1,06 0,20 0,25 0,20 d<0,75 13 * 1,06 0,20 0,25 0,20 d<0,75 14 169 1,98 0,82 2,07 0,82 1<d<0,75 15 * 1,98 0,82 ** 0,82 1<d<0,75 16 169 2,41 0,51 1,33 0,51 d<0,75 17 * 2,41 0,51 1,33 0,51 d<0,75 18 169 1,44 1,27 1,61 1,27 d>1 19 * 1,44 1,27 1,61 1,27 d>1 20 * 1,44 1,27 1,61 1,27 d>1 21 270 1,44 1,27 2,41 1,27 d>1 22 * 1,44 1,27 2,41 1,27 d>1 23 169 1,18 1,14 1,91 1,14 d>1 24 115 0,79 0,76 1,44 0,76 1<d<0,75 25 169 0,79 0,76 1,91 0,76 1<d<0,75 26 * 1,18 1,14 1,91 1,14 d>1 27 * 1,18 1,14 1,91 1,14 d>1 28 169 0,93 0,35 1,15 0,35 d<0,75 29 * 0,93 0,35 1,15 0,35 d<0,75 30 169 0,81 0,38 1,25 0,38 d<0,75 31 * 1,63 0,76 1,25 0,76 1<d<0,75 32 169 1,04 1,03 2,09 1,03 d>1 33 * 1,04 1,03 2,09 1,03 d>1 34 115 0,20 ** 0,09 0,09 d<0,75 35 * 0,20 ** 0,09 0,09 d<0,75 36 83 1,63 1,18 1,15 1,15 d>1 37 * 1,63 1,18 1,15 1,15 d>1 38 169 1,90 ** 1,51 1,51 d>1 39 * 1,90 ** 1,51 1,51 d>1

Via San Zeno Via Gioacchino Rossini

Via delle Piagge Via Sant'Antonio

Strada Corso Italia Via Nino Bixio Via Cardinale Maffi

Papp a b Considerazioni

Nome

c d

Via Diotisalvi Via Traini

Via Simone Scancasciani Lungarno Galilei Lungarno Mediceo Lungarno Gambacorti

Via San Lorenzo Via Nunziatina

Via Crispi Via Benedetto Croce

Via Garibaldi Via Santa Marta Via Nicola Pisano Via del Borghetto Lungarno Pacinotti

Via Liguria Via XXIV Maggio

Via Ugo Rindi Via Antonio Cei Via Raffaello Sanzio Via Giuseppe Sainati

Via Buonarroti Via Roma Viale Giovanni Pisano

Viale Bonanno Pisano Via Andrea Pisano Via Tommaso Rook

adeguato (migliorabile) Impianto attuale adeguato

Via Caduti del Lavoro Via Brenta Via Italo Possenti Via Pietro Cuppari

Via S. Donnino

Impianto attuale non adeguato (da riprogettare)

Impianto attuale non adeguato (migliorabile)

Impianto attuale

Ei = (lx) Illuminamento misurato dell'i-esima area; Erif= (lx) Illuminamento medio mantenuto di riferimento per la classe di progetto illuminotecnica adottata (UNI EN 13201-2).

*= Valore uguale a quello soprastante;

135

Alla luce di quanto detto, quindi, si andranno a considerare solamente quelle strade che ricadono nei casi 3 e 4 e per questi si andrà a calcolare una nuova grandezza, Pideale:

Pideale= Papp

d        (W) Con

Papp= (W) Potenza reale assorbita dall’apparecchio;

d= min (a;b;c).

Questo valore rimane sempre una grandezza energetica, e quindi utilizzabile per il calcolo di nuovi valori di DP e DE, ma al suo interno contiene anche il requisito illuminotecnico,

rendendo così possibile un confronto più realistico e la possibilità di intervenire su questi impianti andando a modificare la potenza della sorgente installata, pur garantendo le prescrizioni illuminotecniche (Tab.5.17).

N° min(a;b;c) su d (W) (W) 1 1,17 d>1 169 144 5 1,18 d>1 169 143 6 1,98 d>1 169 85 7 1,62 d>1 115 71 8 0,83 1<d<0,75 83 100 14 0,82 1<d<0,75 169 205 15 0,82 1<d<0,75 169 205 18 1,27 d>1 169 133 19 1,27 d>1 169 133 20 1,27 d>1 169 133 21 1,27 d>1 270 213 22 1,27 d>1 270 213 23 1,14 d>1 169 148 24 0,76 1<d<0,75 115 151 25 0,76 1<d<0,75 169 222 26 1,14 d>1 169 148 27 1,14 d>1 169 148 31 0,76 1<d<0,75 150 222 32 1,03 d>1 169 164 33 1,03 d>1 169 164 36 1,15 d>1 83 72 37 1,15 d>1 83 72 38 1,51 d>1 169 112 39 1,51 d>1 169 112

Via Santa Marta Nome Corso Italia Via San Zeno Via Gioacchino Rossini

Strada d Considerazioni _{Papp Pideale}

Via delle Piagge Via Diotisalvi Via San Lorenzo

Via Nunziatina Via Garibaldi

Via Italo Possenti Via Pietro Cuppari

Via S. Donnino

Tab.5.17: Calcolo delle potenze ideali per quelle strade che ricadono nei casi 3 e 4

Via Raffaello Sanzio Via Giuseppe Sainati Viale Bonanno Pisano

Via Andrea Pisano Via Tommaso Rook

Via Brenta Via Nicola Pisano Via del Borghetto Via Simone Scancasciani

Via XXIV Maggio Via Ugo Rindi Via Antonio Cei

Papp= (W) Potenza apparecchio attualmente installata;

136

Il passo successivo è quello di andare a calcolare un nuovo valore di densità di potenza e uno di consumo energetico annuo, da considerarsi ideali:

DP ideale= DP d       mW lx∙m2 Con

DP= (mW/lx•m2) Densità di potenza calcolata nel ¶ 5.3;

d= min (a;b;c). DE ideale= Pideale∙ t Ai 3 i=1 kWh m2 Con

Pideale= (W) Potenza ideale dell’impianto data dal rapporto tra la potenza effettiva dell’impianto

Papp e il fattore d (vedi p.133);

t= (h) Durata del periodo operativo dell’impianto;

Ai = (m2) Superficie dell’i-esima area uniformemente illuminata.

Questi due valori verranno utilizzati come metro di paragone per quelli calcolati nei paragrafi precedenti, nella fattispecie attraverso il confronto tra DP si individuerà come intervenire su

questi impianti andando a modificare la potenza della sorgente installata (Tab.5.18) e garantendo le prescrizioni illuminotecniche, con il confronto dei DE, invece, si capirà quanto

sarà conveniente intervenire sul cambio della potenza della lampada in termini di consumo energetico annuo (Tab.5.19).