CAPITOLO 8 - SOFTWARE PER LA PROGETTAZIONE
ILLUMINOTECNICA
8.1 - Considerazioni di carattere generale
Lo scopo della sintesi delle immagini, il “rendering”, è quello di simulare virtualmente il processo di percezione di una immagine reale nel cervello umano al fine di presentarne un equivalente sintetico sullo schermo del computer. E' tuttavia opportuno osservare che i programmi di rendering non hanno lo scopo di riprodurre esattamente una realtà esistente o ipotetica, bensì di darne una buona rappresentazione, che sarà comunque soggetta ad una interpretazione semantica da parte dell’osservatore. L’esempio più palese che possiamo produrre di questa affermazione sta nel fatto che la maggior parte di noi è in grado di distinguere una immagine di sintesi, di un modello geometrico di un ambiente, dalla fotografia dello stesso ambiente reale. Gli spot pubblicitari e i film di animazione 3D sono la riprova che questi strumenti software presentano comunque delle capacità comunicative eccezionali (si veda a tal proposito l’esempio di figura 8.1).
Purtroppo i programmi di rendering sviluppati nel settore della computer grafica sono finalizzati a produrre belle immagini in tempi rapidi, e non a fare un calcolo fisicamente corretto della distribuzione della luce in un ambiente.
Negli ultimi anni sono però apparsi alcuni prodotti software finalizzati ad un calcolo fisicamente più corretto della distribuzione della luce, sulla base dei parametri propri della progettazione illuminotecnica. La valenza di questi programmi sta inoltre nel fatto che il calcolo non è finalizzato solo al rendering, ma anche alla misurazione virtuale di grandezze come l’illuminamento e la luminanza, che permettono una valutazione oggettiva quantitativa della rispondenza del progetto alle norme e raccomandazioni del settore. Esempi di questi programmi sono Litestar 7.0 della Oxytech e Relux Pprofessional della Relux Informatik. Questi sistemi si basano su modelli di calcolo matematici finalizzati a riprodurre il comportamento della luce, considerata come onda elettromagnetica, nel mondo reale.
8.2 - Gli strumenti software
Oggi il designer può disporre di strumenti CAD di modellazione geometrica 3D estremamente avanzati, con i quali è possibile realizzare forme arbitrariamente complesse.
Purtroppo non si può dire altrettanto per i programmi di rendering. Le ragioni principali per cui nessun software di rendering è ancora riuscito a raggiungere il risultato del fotorealismo perfetto possono essere raggruppate in cinque tematiche:
1) Il modello di illuminazione locale utilizzato per descrivere il comportamento della interazione tra la luce e la materia viene spesso drasticamente semplificato per ragioni di contenimento dei tempi di calcolo;
2) Il calcolo del modello di illuminazione globale viene spesso semplificato, a scapito della precisione, per descrivere tutta la luce presente in una scena. Infatti, in un ambiente, la luce che illumina un oggetto può provenire direttamente dalle sorgenti di illuminazione ma anche indirettamente perché riflessa da altri oggetti. Una percentuale di illuminazione indiretta, chiamata “luce ambientale” è sempre presente in scene reali, mentre quella diretta può anche essere assente. La maggior parte di programmi ipotizza che l’aspetto di un oggetto sia
proveniente direttamente dalle sorgenti di illuminazione sull’oggetto stesso, e questa approssimazione non consente di formulare un modello fotorealisticamente corretto. Una descrizione matematica del problema della illuminazione globale è stato formulato da più ricercatori con la equazione integrale del rendering, la cui soluzione dipende però dalla complessità geometrica della scena e delle sorgenti di illuminazione. Il Ray-Tracing e la Radiosity sono due soluzioni approssimate alla equazione del rendering che consentono di affrontare i vari aspetti della illuminazione globale;
3) Le descrizioni delle sorgenti di illuminazione utilizzate nei classici sistemi di rendering non hanno nessuna relazione dimensionale con la realtà radiometrica e fotometrica delle sorgenti di luce descritte nel campo della illuminotecnica; 4) La luce non viene trattata come una funzione spettrale, ma come una tripletta di
valori cromatici RGB. Infatti la descrizione della luce come funzione spettrale compresa tra 380 e 780 nm, e campionata ogni 5 nm, richiederebbe il trattamento di 80 valori per ogni raggio di luce calcolato, contro i tre della semplice descrizione colorimetrica della teoria del tristimolo;
5) La dinamica della luminanza percepibile da un osservatore umano in scene reali può variare fino a cinque o sei ordini di grandezza, mentre quella rappresentabile sul monitor del computer arriva al più a coprire i tre ordini di grandezza più bassi.
Negli ultimi anni però alcuni progettisti di software di rendering hanno iniziato ad affrontare alcuni dei problemi citati sopra. Uno degli esempi più interessanti, dal punto di vista della ricerca, che affronta a vari livelli tutti i problemi accennati, è il software Radiance (www.radsite.ibl.gov) sviluppato in una università americana e distribuito gratuitamente in rete. Tale prodotto tuttavia presenta una difficoltà di utilizzo pratico estremamente elevata, dato che è disponibile per il sistema operativo Unix e non è dotato di una interfaccia utente a finestre come i classici programmi per Windows e Macintosh.
Una alternativa a Radiance è il software Lightscape (www.lightshape.com), un prodotto Autodesk. Il vantaggio principale del suo utilizzo sta nell’ interfaccia grafica per la gestione del progetto della luce, che lo rende più accessibile per un utilizzo da parte del generico designer della luce e degli interni. La parte più interessante dei risultati ottenibili consiste nelle immagini di rendering realizzabili, che si avvicinano all’obbiettivo del fotorealismo, più di quanto non facciano altri prodotti commerciali.
Oltre ai già citati Lightshape 3.2 e Desktop Radiance, entrambi della Autodesk, esistono altri programmi attualmente in commercio, in grado di integrare la gestione delle caratteristiche illuminotecniche con la capacità di riproduzione di immagini di tipo fotorealistico. Fra questi programmi possiamo citare Relux Professional 2006 (scaricabile gratuitamente dal sito www.relux.cz), Litestar 7.0 (la cui versione demo, nella sua versione 9.0, è scaricabile gratuitamente dal sito www.oxytech.it), Ecotect 2.0 (programma interamente dedicato al calcolo della luce naturale), Europic (scaricabile dal sito www.gelighting.com), Photos (programma elaborato dalla I-Guzzini illuminazione, scaricabile gratuitamente dal sito www.iguzzini.com).
8.3 - Modelli di illuminazione globale
Nel corso degli anni `80, sono stati formulati e sviluppati due modelli di illuminazione globale noti come Ray-Tracing e Radiosity, che partono da presupposti differenti per calcolare la distribuzione della luce. Il primo si basa su principi di tipo ottico-geometrico di distribuzione della luce, mentre il secondo nasce da considerazioni di bilancio energetico sulla distribuzione della radianza tra le superfici in un sistema isolato. Solo dopo la loro introduzione si è capito che in realtà entrambi i modelli sono una soluzione numerica semplificata di una formulazione analitica ben più complessa, che descrive il trasporto della luce in un ambiente generico e che è nota come equazione integrale della radianza.
8.3.1 - Ray-Tracing
Nella sua formulazione originaria, il Ray-Tracing, si basa sul calcolo ricorsivo del raggio riflesso specularmente e del raggio rifratto (se l’oggetto è trasparente) secondo la legge di Snell. La costruzione dell’immagine avviene in modo inverso rispetto alla propagazione della luce, iniziando dai raggi primari che partono dall’osservatore e attraversano i punti che compongono il piano immagine, verso la scena e seguendo la direzione della luce in senso contrario. Ad ogni intersezione con un oggetto l’intensità della luce in quel punto viene computata come somma delle quattro componenti:
o La luce che proviene dagli altri oggetti tramite interriflessioni diffuse (luce ambientale), approssimata con una costante arbitraria;
o La luce che proviene dagli altri oggetti tramite riflessioni speculari; o La luce che proviene dagli altri oggetti tramite trasparenze non diffuse; o La luce che proviene direttamente dalle sorgenti di illuminazione.
Per determinare se un punto è in ombra rispetto ad una sorgente viene tracciato un raggio tra il punto considerato e la rispettiva sorgente di illuminazione. La terminazione del processo ricorsivo di generazione dei raggi riflessi e rifratti è garantita generalmente da due condizioni: i raggi che non colpiscono nulla e vanno all’infinito non portano alcun contributo di intensità e il programma ammette un massimo livello di ricorsione finito.
Figura 8.2: Schema di modellazione Ray-Tracing.
Alla base del Ray-Tracing c'è il calcolo dell'intersezione tra le superfici che definiscono i contorni degli oggetti e le linee che definiscono i raggi di luce, nello spazio tridimensionale. La determinazione delle intersezioni può essere ottenuta analiticamente, per le superfici più semplici, o con metodi numerici, per le superfici più complesse. Il problema di fondo è che non si può sapere a priori quale raggio interseca una qualche superficie, e neppure in che punto ciò accade. Per determinare il primo oggetto intersecato da un raggio è necessario cercare una eventuale intersezione con tutte le superfici della scena; tra quelle che sono intersecate si sceglie poi quella più vicina all’origine del raggio. Questo procedimento è estremamente costoso dal punto di
vista computazionale, tanto da richiedere tempi di calcolo elevati per ogni immagine. Tuttavia, negli ultimi tre lustri, la ricerca ha scoperto delle tecniche per diminuire i tempi di calcolo che si basano tutte su un principio fondamentale: cercare di calcolare solo le intersezioni tra raggi e superfici che interessano effettivamente per la determinazione dell’immagine.
Il limite principale del Ray-Tracing sta nella sua incapacità di calcolare le interriflessioni diffuse della luce tra gli oggetti, che nelle scene reali rappresenta la componente principale dell’illuminazione indiretta.
8.3.2 - Radiosity
La Radiosity si basa invece sul principio di conservazione dell’energia nei sistemi chiusi. Tutte le superfici della scena sono suddivise in poligoni superficiali tridimensionali,detti anche facce, di dimensioni ridotte rispetto alla geometria dell’ambiente considerato. Per ognuno di questi viene applicata l’ipotesi lambertiana assumendo così che l’energia che lascia il poligono 3D sia distribuita uniformemente su tutta l’emisfera. L’energia che lascia una faccia è data dalla somma della energia emessa da quella faccia più l’energia che raggiunge la faccia dall’ambiente circostante e da questa viene riflessa diffusamente. L’energia che proviene dall’ambiente circostante è data dalla somma di tutte le energie provenienti dalle altre facce della scena che la raggiungono. La Radiosity definita in questo modo non è altro che la grandezza radiometrica nota come l’irradianza, che arriva o, che esce, dalla faccia piana. Per determinare l’irradianza di tutte le facce della scena è necessario determinare la percentuale, la distanza e l’angolazione con la quale tutte le facce della scena si vedono le une con le altre. Queste informazioni sono inglobate in un unico parametro, detto fattore di forma, associato a tutte le possibili coppie di facce appartenenti all’ambiente, e il cui tempo di calcolo dipende dalla complessità e dal numero di facce che compongono tutto l’ambiente (v. fig. 8.3).
Figura 8.3: Schema di funzionamento Radiosity.
Le limitazioni intrinseche di questo modello di illuminazione sono: ü Le trasparenze non sono considerate;
ü Le superfici possono essere solo di tipo lambertiano, quindi non si possono simulare le riflessioni speculari anche parziali;
ü L’uscita radiante su una faccia è considerata costante. Quindi, dato che le facce hanno una dimensione finita, si commette inevitabilmente un errore di calcolo che è tanto maggiore quanto maggiore è la dimensione media delle facce;
ü La determinazione del fattore di forma presuppone il calcolo di due integrali superficiali.
Dal punto di vista analitico ciò può essere fatto solo per le superfici elementari come i poligoni piani, limitando così la complessità geometrica delle superfici descrivibili.
Un vantaggio della Radiosity è che, dopo aver calcolato i valori di irradianza, la soluzione è indipendente dal punto di vista e quindi, disponendo di un hardware grafico 3D sufficientemente veloce, in grado di visualizzare le facce tramite la rimozione delle superfici nascoste, si può navigare interattivamente nella scena. Un altro punto interessante è che i fattori di forma dipendono solo dalla geometria della scena e quindi non devono essere ricalcolati nel caso in cui si cambino le caratteristiche di riflettanza dei materiali o gli spettri e le intensità delle sorgenti di luce.
Osservazioni
Né il Ray-Tracing né la Radiosity sono in grado di modellare completamente i fenomeni di trasporto della luce descritti dall’equazione del rendering. Esistono però metodi di soluzione non analitica basati sul calcolo numerico che bene si prestano ad essere eseguiti da un elaboratore. Vediamone alcuni:
o Il metodo a due passi utilizzato da Lightscape usa la Radiosity in una prima fase per calcolare le interriflessioni diffuse e il backward Ray-Tracing in una seconda fase per calcolare le componenti speculari e l’immagine finale dipendente dal punto di vista. In una fase iniziale viene realizzato un forward Ray-Tracing partendo dalle luci. In questo modo si determinano tutte le superfici con caratteristiche maggiormente diffusive colpite direttamente dalle sorgenti luminose. Queste superfici vengono elevate al rango di sorgenti luminose secondarie e utilizzate in una fase di backward il Ray-Tracing finale. L’intensità delle sorgenti secondarie è data dal contributo delle sorgenti primarie e anche delle altre secondarie. Viene così eliminata la componente arbitraria di luce ambiente tipica del Ray-Tracing; o Radiance realizza una soluzione per le interriflessioni diffuse tramite il
Ray-Tracing utilizzando una tecnica di calcolo della irradianza in un punto, basata sul tracciamento dei raggi che attraversano tutta l’emisfera, alla ricerca delle componenti di luce che provengono diffusamente da tutto l’ambiente circostante. Il vantaggio del metodo è che il calcolo delle interriflessioni diffuse, basato su una tecnica incrementale, può essere arrestato dopo un certo numero di passi, ottenendo così buoni risultati.
8.4 –Il software Litestar 7.00
Litestar è un software di calcolo illuminotecnico sviluppato dalla ditta Oxytech - azienda che dal 1986 produce sistemi integrati per l'illuminazione - che permette, attraverso la possibilità di utilizzare una vasta libreria di apparecchi illuminanti predefiniti secondo dati fotometrici reali, la valutazione quantitativa del progetto di illuminazione e la verifica del soddisfacimento di determinati livelli prestazionali.
Litestar rappresenta il vero e proprio strumento applicativo che permette di coniugare l'aspetto progettuale con la consultazione e l'utilizzo di un vasto database di dati illuminotecnici forniti dai maggiori produttori sul mercato. La gestione e l'utilizzo dell'archivio elettronico dei dati avviene attraverso moduli software dedicati (denominati LISWIN e LISMAN) che, direttamente integrati all'interno del software, permettono di organizzare e archiviare attraverso l'utilizzo di un catalogo elettronico, prodotti, schede tecniche.
Nella pratica Litestar è un software di calcolo della luce artificiale (per interni ed esterni) basato sul modello di illuminazione globale della Radiosity per il calcolo dell'illuminamento diffuso, mirato all'analisi dei dati quantitativi e qualitativi di illuminamento. Il metodo della Radiosity utilizzato da Litestar rappresenta un modello abbastanza attendibile per la valutazione della quantità di luce distribuita all'interno di un ambiente: importante, rispetto alla vastità dei software commerciali disponibili, è l'attenzione posta alla valutazione della distribuzione della luce originata da sorgenti il più possibile assimilabili alla realtà. Queste sorgenti si basano su set di dati tecnici fotometrici in formati standard (tipo Eulumdat, Cibse TM14, IESNA 86, IESNA91 e IESNA95, LTLI) che permettono la definizione dell'effettiva distribuzione della luce da parte di una sorgente luminosa.
In seconda istanza, il software permette la visualizzazione di immagini fotorealistiche per differenti contesti di analisi come ambienti interni di forma semplice e complessa ed ambienti esterni. Fornisce, in aggiunta, gli strumenti per lo studio della distribuzione dell'illuminamento per opere di grandi dimensioni (stadi e luoghi per spettacolo), per lo
studio della distribuzione della luce per illuminazioni ambientali esterne di edifici e per la valutazione dell'illuminazione per opere di tipo stradale (strade e gallerie).
Funzionalità
La procedura operativa di Litestar comprende i momenti della definizione della geometria del progetto illuminotecnico da realizzare, della scelta e della localizzazione delle sorgenti luminose, dell'esecuzione del calcolo e della produzione di schemi di risultato e di immagini riproducenti le condizioni di illuminazione.
La definizione della geometria, fase prioritaria rispetto alle successive fasi di impostazione e calcolo dei risultati quantitativi e qualitativi, è possibile secondo due modalità: attraverso la generazione diretta all'interno del programma o utilizzando un software specifico di Oxytech (denominato CADY) che permette di trasferire l'ambiente di lavoro di Litestar all'interno di Autocad.
Non è possibile importare direttamente i dati geometrici tridimensionali (il modello) nei formati commercialmente diffusi come il dxf, né esiste il supporto per la gestione di texture-maps (immagini raster utilizzate per definire le caratteristiche superficiali specifiche) o di bump-maps (mappe di perturbazione superficiale per ottenere il tipico effetto rilievo). In assenza del modulo integrativo CADY, viene supportata solo l'importazione di file interscambio dxf bidimensionali utilizzabili come base metrica per la definizione delle "stanze", l'elemento spaziale di base gestito da Litestar.
Il programma prevede il calcolo relativamente solo alla distribuzione della luce artificiale, e non è quindi prevista la possibilità di definire aperture per l'interazione interno-esterno, necessaria per la valutazione di illuminamenti di tipo naturale.
La definizione della geometria può avvenire per input diretto (partendo da zero attraverso l'inserimento della pianta del locale o dell'area, mediante l'utilizzo del mouse in modalità interattiva) o per input da libreria, utilizzando una libreria di locali, tipologia di piani e soffitti, di forme predefinite e riscalabili a seconda della necessità.
Definita la geometria è quindi possibile assegnare alle superfici le caratteristiche di colore, riflettanza e i valori eventuali della tabella R dei fattori di riflessione ridotti per pavimento, pareti e soffitto: il colore deve essere scelto da una libreria preimpostata di colori standard per i quali viene visualizzata una anteprima; la riflettanza, valore percentuale (%) compreso fra lo 0% e il 100%, indica la quantità di luce riflessa dalla
All'interno dell'ambiente creato è possibile inserire alcuni elementi di arredo (in verità molto semplificati nella loro definizione geometrica) per i quali può essere definito il colore e riflettanza.
Ai fini delle valutazioni illuminotecniche è possibile poi definire anche un piano virtuale (detto "piano di lavoro") che rappresenta il piano che deve essere illuminato rispetto all'altezza dal pavimento in cui si svolgono i compiti visivi.
Il calcolo dell'illuminazione non può essere eseguito fino a che non siano stati inseriti, all'interno del modello creato, i punti luce, prelevabili da un vastissimo database di apparecchi illuminanti (aggiornato rispetto alle specifiche della case produttrici) in funzione della loro specifica destinazione (generici, proiettori e stradali). Ogni scheda comprende la visualizzazione dello schema fotometrico di distribuzione della luce e tutte le informazioni tecniche).
Gestione apparecchi illuminanti
La sezione relativa alla gestione degli apparecchi illuminanti è molto approfondita e permette la personalizzazione degli apparecchi da inserire all'interno dell'ambiente definito. Gli apparecchi possono essere inseriti singolarmente o secondo matrici definite dall'utente che in seguito possono essere modificate e aggiornate. Per la scelta dell'apparecchio si deve definire in primo luogo la sua tipologia (Interni, Esterni e Strade). È possibile utilizzare un archivio preimpostato di apparecchi in funzione della tipologia, in cui sono riportati, per ogni singolo apparecchio i dati fotometrici salienti (dati dell'apparecchio e dati di rilievo, diagramma polare di distribuzione della luce).
È possibile accedere, tramite il modulo Photowin, alla gestione delle fotometrie, al catalogo dei prodotti e al catalogo delle lampade. Questo viene attivato all'avvio del programma di calcolo ed è il gestore del database di tutti i dati fotometrici utilizzati in fase di calcolo.
All'interno del database sono collocati i dati commerciali degli apparecchi, i dati fotometrici dei riflettori-rifrattori contenuti negli apparecchi, i dati tecnici delle lampade desunti da cataloghi commerciali delle aziende produttrici.
Il database può essere aggiornato utilizzando file scaricati direttamente dalla rete nel formato proprietario OxyTech FDB e nei formati standard internazionali.
Nel Catalogo dei prodotti è possibile visualizzare le schede tecniche di riferimento e gestire il database dei dati illuminotecnico-commerciali. Nel Catalogo Lampade è invece possibile selezionare una lampada alternativa alla soluzione di default proposta dal
catalogo. Il programma non fa nessuna verifica di correttezza tecnica della associazione lampada-apparecchio, e quindi al progettista viene lasciata anche la possibilità di sbagliare, assemblando un apparecchio non realizzabile nella realtà.
Ogni apparecchio inserito all'interno della scena è così definito da una etichetta, dal fattore di manutenzione, dalla posizione e dal puntamento. È possibile lasciare inserire automaticamente al programma gli apparecchi in una griglia regolare in funzione di un valore medio di illuminamento da ottenere sul generico piano di lavoro definito all'interno dell'ambiente. Gli apparecchi inseriti possono in seguito essere ricercati e visualizzati in una "lista" dalla quale possono essere modificate le caratteristiche peculiari degli stessi.
Avendo provveduto a definire correttamente il modello geometrico e parametri di calcolo del modello di illuminazione è possibile passare all'elaborazione dei dati e al calcolo delle grandezze illuminotecniche relative all'ambiente dato.
Per il calcolo il programma consente di considerare ambienti di forma irregolare e le riflessioni sono valutate secondo il metodo di Lambert (riflessioni perfettamente diffusive). La funzione Calcoli permette la valutazione delle grandezze illuminotecniche su tutte le superfici del progetto (illuminamento, luminanze) sia per interni che per esterni secondo le raccomandazioni CIE e le normative UNI. Per il calcolo di illuminamenti e luminanze possono essere utilizzate tre tipologie di calcolo:
a) semplificato, che segue le raccomandazioni CIE52 non considerando né ombre ne arredi ed è valido solo per locali parallelepipedi, per apparecchi non molto concentranti e con valori di riflettanza delle pareti non superiori al 75%;
b) diretto, che tiene conto della sola illuminazione delle superfici derivante dagli apparecchi illuminanti senza considerare interriflessioni fra pareti e arredi;
c) completo, che considera l'illuminazione sulle superfici derivante da sorgenti dirette e dalle interriflessioni diffuse da pareti e arredi, applicando così il calcolo della radiosity.
È quindi possibile calcolare gli illuminamenti (in lx) orizzontali e verticali, in direzione di una eventuale telecamera e le luminanze (in cd/m2) utilizzabili nella valutazione delle luminanze reali dei manti stradali, per gli abbagliamenti negli ambienti interni, e per gli impianti sportivi.
La griglia di calcolo, che definisce la precisione del calcolo in funzione delle dimensioni delle singole superfici costituenti l'ambiente, può anche essere impostata secondo gli
standard UEFA e francese per il calcolo dei parametri illuminotecnici per le riprese televisive dei campi di calcio.
Il calcolo completo risulta computazionalmente oneroso in funzione del numero delle superfici presenti, del numero di apparecchi inseriti, del numero e complessità degli arredi, della complessità degli arredi per il calcolo delle ombre e della risoluzione della griglia di calcolo utilizzata.
Gestione e visualizzazione dei risultati
I risultati ottenuti dalle procedure di calcolo possono essere visualizzati nelle tabelle dei risultati e nei relativi grafici sia nella vista planimetrica che nella vista tridimensionale (curve di isovalore, mappe isocolore e 3D) e riferite a qualsiasi superficie di progetto oltre che alla visualizzazione dei relativi parametri di abbagliamento. Possono essere visualizzati i parametri relativi al Comfort visivo (abbagliamento, uniformità longitudinale), e i valori di illuminamento e di luminanza del piano di lavoro e pavimento. La vista tridimensionale, risultante dal calcolo dell'illuminazione globale con la radiosity, può infine essere visualizzata con il Gouraud shading, senza riflessioni speculari e senza la possibilità di utilizzare effetti particolari di tipo fotorealistico come texture e bump mapping.
Conclusioni
La qualità specifica di Litestar è quella di implementare e gestire una vasta quantità di dati tecnici e commerciali all'interno di uno strumento di calcolo che permette la produzione di analisi fotometriche accurate.
La mancata implementazione sia di un modulo più avanzato per la gestione della geometria tridimensionale che di un motore di rendering più fattivamente fotorealistico limita le potenzialità delle fasi di modellazione e di rendering, lasciando ad un livello abbastanza approssimativo la fase relativa alla sintesi visuale. Litestar però può essere validamente utilizzato come strumento tecnico-produttivo rispetto alla valutazione dei dati quantitativi del progetto, grazie alla vasta gamma di analisi che permette, grazie al vastissimo data base di apparecchi illuminanti disponibile e grazie alle utilissime funzionalità di gestione della stampa dei dati di progetto. Nel loro insieme queste funzionalità consentono un considerevole risparmio di tempo uomo nel percorso di progettazione del progetto illuminotecnico.
8.5 - Relux Professional
Relux Professional è un software realizzato dalla Relux Informatik AG, azienda svizzera. E' un programma per il calcolo illuminotecnico per il calcolo della luce diurna ed artificiale, con importazione di curve di differenti prodotti per ambienti interni ed esterni. E' un programma dotato di un interfaccia
utente classica, che consente al progettista di raggiungere, in breve tempo, il massimo livello di efficienza. Il programma può essere usato sia per la progettazione di ambienti interni che esterni (campi sportivi, parcheggi etc etc) che di luci di emergenza e di corsie stradali, seguendo le recenti normative vigenti, come le EN 13201 e EN 12464. Il campo di applicazione del programma spazia dalla gestione della luce naturale (cielo diffuso secondo le DIN 5034) sia alla luce artificiale o mista, al calcolo del soleggiamento, all'analisi dell'economicità dei punti luce e del potenziale risparmio energetico della luce artificiale con l'uso della luce naturale. Il programma è inoltre in grado di riprodurre eccellenti simulazioni in rendering 3D.
Il suo funzionamento per quanto riguarda l’illuminazione artificiale non è dissimile dal funzionamento di Litestar, per cui si rimanda al par 8.4 per la descrizione del programma. L’unica e sostanziale differenza fra i due programmi sta nel fatto che se in Litestar era possibile assemblare un apparecchio luminoso (lampada+apparecchio) non esistente nella realtà, lasciando al progettista la possibilità di sbagliare, così non è in Relux Professional, dove ad ogni apparecchio è collegata un'unica e specifica lampada, impedendo di fatto la personalizzazione dell’apparecchio luminoso. Un'altra differenza è che, in Relux, è più alta la definizione dell’ambiente interno, per cui è possibile definire una per una le dimensioni e le proprietà di riflessione degli ambienti esterni, interni e degli arredi presenti.
L’illuminazione naturale
La sostanziale differenza fra i due programmi è data dalla possibilità, in Relux Professional, di calcolare anche l’illuminazione naturale, nonché l’illuminazione integrata naturale+artificiale. Per far ciò è necessario inserire il progetto illuminotecnico in un luogo “reale”, inserendo le coordinate della latitudine e la longitudine del sito di
per effettuare il calcolo occorre definire anche la data completa per il calcolo (giorno ed ora) e il tipo di cielo normalizzato CIE. Nel software sono possibili due condizioni di cielo, entrambe normalizzate CIE, ovvero la condizione di cielo sereno e la condizione di cielo coperto (v. par.7.8). E’ inoltre necessario definire il grado di precisione dei calcoli da effettuare, secondo quattro diverse tipologia di calcolo:
a) Solo percentuale diretta; b) Percentuale indiretta bassa; c) Percentuale indiretta media; d) Percentuale indiretta alta.
In tutte queste tipologie di calcolo, è possibile definire tutte le principali grandezze illuminotecniche su tutte le superfici del progetto precedentemente impostate, sia per interni che per esterni, seguendo le normative UNIEN e DIN. E’ inoltre possibile effettuare il calcolo del Fattore di luce diurna.
