APPENDICE E: METODO DI CALCOLO DELL’EFFICIENZA ENERGETICA DEL SISTEMA DI ILLUMINAZIONE

Appendice E: Metodo di calcolo dell’efficienza energetica del sistema di illuminazione

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APPENDICE E:

METODO DI CALCOLO DELL’EFFICIENZA ENERGETICA DEL SISTEMA DI ILLUMINAZIONE

Appendice E: Metodo di calcolo dell’efficienza energetica del sistema di illuminazione

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Per il fabbisogno energetico dovuto all’illuminazione artificiale degli ambienti di lavoro occorre riferirsi alla UNI EN 15193. Nella Norma viene introdotto l’indice di efficienza energetica del sistema di illuminazione LENI (Lighting Energy Numeric Indicator) e indicate le metodologie di calcolo per la sua valutazione riguardo edifici esistenti o di nuova costruzione. Le metodologie per la valutazione dell’indice LENI descritti nella Norma sono:

misurazioni degli effettivi consumi elettrici, per precisi periodi temporali, mediante lettura (secondo modalità specificate) dei contatori al servizio del sistema elettrico di alimentazione dell’utenza considerata;

il metodo di calcolo di tipo rapido (Quick Method) per periodi temporali annuali, basato essenzialmente sull’uso di tabelle e valori standard di riferimento dei principali parametri considerati;

il metodo di calcolo di tipo completo (Comprehensive Method) per periodi temporali annuali o significativi più brevi (mensili, giornalieri, orari), basato sul calcolo analitico e dettagliato dei vari parametri considerati.

Nella Norma, per il calcolo dell’indice LENI, i due metodi sono descritti per varie destinazioni d’uso degli edifici (scuole, uffici, ospedali, alberghi, ristoranti, impianti sportivi, edifici commerciali, edifici artigianali e industriali) inoltre, nella definizione dei vari parametri utilizzati a tal fine gli aspetti considerati sono modalità di utilizzo e gestione dei sistemi di illuminazione artificiale, disponibilità di luce naturale all’interno degli ambienti, consumi dovuti ai sistemi di illuminazione di emergenza, aspetti relativi alla qualità del progetto illuminotecnico inerenti i requisiti minimi indicati nella UNI EN 12464-1 sull’illuminazione artificiale degli ambienti interni di lavoro.

Nelle applicazioni della presente Tesi è stato utilizzato il metodo di calcolo di tipo completo, di seguito esposto.

Il fabbisogno di energia necessaria al sistema di illuminazione W

(

kWh/anno

)

, può essere calcolato con la relazione (UNI EN 15193):

W =W_L +W_P (E.1) ove:

L

W è il fabbisogno energetico necessario agli apparecchi di illuminazione per garantire le condizioni di illuminamento fissate in sede progettuale (per esempio in relazione ai valori medi di illuminamento indicati in UNI EN 12464-1);

P

W è il fabbisogno di energia necessario all’alimentazione dei dispositivi di illuminazione di emergenza eventualmente presenti e ai sistemi di standby degli apparecchi quando le lampade sono spente.

La relazione può essere riferita ad ambienti (o zone) dell’edificio oppure a tutto l’edifico ed a qualsiasi periodo temporale. I fabbisogni WL e WP sono calcolati con le relazioni (UNI EN 15193):

1000 ) (_{D D N} O C N L t F t F F P W = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ + ; 1000 ) ( _{Y O em em} PC P t P t t P W = ⋅ − + ⋅ ove:

( )

W

P_N è la potenza elettrica complessivamente installata per l’illuminazione dell’edifico o dell’ambiente in esame;

( )

W

P_PC è la potenza elettrica necessaria all’alimentazione dei vari sistemi di controllo (emergenza, standby, ecc.) eventualmente presenti;

( )

W

P_em è la potenza elettrica necessaria alla ricarica delle batterie dei dispositivi di illuminazione di emergenza eventualmente presenti;

( )

h

t_O è il tempo di accensione dell’impianto di illuminazione durante un anno per cui si ha

N D

O t t

t = + essendo t_D

( )

h il tempo di accensione dell’impianto durante le ore diurne e t_N

( )

h tempo di accensione dell’impianto durante le ore serali e notturne;

( )

h

t_Y è il numero di ore di lavoro presenti in un anno (convenzionalmente si assume

h t_Y =8760 );

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( )

h

t_em è il tempo necessario alla ricarica delle batterie dei dispositivi di illuminazione di emergenza eventualmente presenti;

C

F è il fattore di correzione adimensionale con cui si valuta l’effetto della presenza di eventuali sistemi di controllo per mantenere livelli di illuminamento costanti nel tempo (sistemi CTE);

O

F è il fattore di correzione adimensionale con cui si valuta l’effetto della presenza di persone all’interno dell’edificio o dell’ambiente in esame;

D

F è il fattore di correzione adimensionale con cui si valuta il contributo dell’illuminazione naturale nell’edificio o nell’ambiente in esame.

I valori delle potenze elettriche P_N, P_PC e P_em sono ottenuti dal calcolo illuminotecnico.

I valori dei tempi t_O, t_D e t_N si possono ricavare, in condizioni normali, dalla Tab.E.1 (i valori di t_D e

N

t sono uguali a quelli previsti dalla UNI/TS 11300-2:2013).

Tab.E.1 - Valori standard di tO, tD e tN (UNI EN 15193)

Il fattore di correzione F_C può essere posto pari a F_C =1 per lampade nuove e F_C =0,9 in assenza di dati specifici. Determinato il coefficiente di manutenzione M di un dato sistema di illuminazione, il fattore F_C può essere calcolato con la relazione

2 1 M F_C = + .

Il fattore di correzione F_O tiene conto dell’effettivo utilizzo dell’ambiente in esame includendo l’utilizzo di sistemi CTE. Nella Norma è precisato un metodo di calcolo del fattore F_O in funzione del tipo di sistema di controllo dell’illuminazione attraverso il coefficiente F_OC(v. Tab.E.2) e del livello di assenza degli occupanti dall’ambiente considerato attraverso il coefficiente F_A (v. Tab.E.2).

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Tab.E.2 - Relazioni per il calcolo del coefficiente Fo

Il fattore F_O può essere posto uguale all’unità quando è presente un sistema di accensione/spegnimento delle lampade centralizzato (manuale o automatico) oppure quando la superficie in pianta dell’ambiente, illuminata da un gruppo di lampade controllate da un singolo dispositivo di accensione, risulti maggiore di 30 m2 (ad eccezione delle sale riunioni).

In tutti gli altri casi il fattore F_O risulterà 0≤F_O <1 e dovrà essere valutato in funzione di un fattore

A

F che rappresenta la percentuale di tempo in cui l’ambiente in esame è non occupato. A questo proposito:

per F_A =0 risulta F_O =1 per F_A =1 risulta F_O =0

I valori di F_A sono tabulati nella UNI EN 15193 per vari tipi di ambienti.

Il fattore di correzione F_D tiene conto della disponibilità di luce naturale nell’ambiente in esame. Se all’interno dell’ambiente non vi è disponibilità di luce naturale risulta F_D =1.

Per un calcolo dettagliato di F_D in relazione alla presenza di ostruzioni o schermature esterne, si rimanda alla UNI EN 15193.

L’efficienza energetica del sistema di illuminazione viene valutata con l’indice prestazionale relativo al fabbisogno energetico per illuminazione LENI (Lighting Energy Numeric Indicator), definito nella UNI EN 15193 come:

A W LENI=

ove W è calcolato con la relazione (E.1), A è la superficie utile (m2) e l’indice LENI è espresso in

anno m