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Come parametri di ingresso per il progetto illuminotecnico sono stati introdotti::

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CAPITOLO 9 - PROGETTO ILLUMINOTECNICO

9.1 - L’illuminazione artificiale

9.1.1 – Modello di calcolo

Il progetto dell’illuminazione artificiale è stato sviluppato utilizzando il software di calcolo Litestar 7.0. Considerando la versatilità e polivalenza di uso dell’impianto sportivo progettato, l’area di gioco è stata trattata in modo di assicurare un livello di illuminamento adeguato per ogni tipo e livello di attività sportiva e non (pallamano, calcetto, pallavolo, pallacanestro, eventi culturali ecc). Per garantire quindi la massima flessibilità di utilizzo e ridurre il consumo energetico, sono stati previsti sei livelli di accensione: dalla illuminazione di emergenza alla competizione sportiva di alto livello.

Come parametri di ingresso per il progetto illuminotecnico sono stati introdotti::

I. la geometria del locale;

II. le caratteristiche delle varie superfici interne del locale (colori e relativi coefficienti di riflessione);

III. le caratteristiche fotometriche delle lampade e degli apparecchi utilizzati.

Geometria del locale

Una semplificazione dell’ambiente reale è stata inevitabile, a causa di alcune limitazioni intrinseche del programma utilizzato. Non essendo infatti supportato l’import dai più diffusi software commerciali di modellazione tridimensionale, la geometria del locale deve essere definita direttamente all’interno del software, utilizzando ambienti ed arredi presenti nelle librerie del programma. Un altro limite è rappresentato dalle capacità di calcolo del sistema “calcolatore-software”: considerando le notevoli dimensioni dell’area di gioco e l’elevato numero di apparecchi di illuminazione, i tempi di calcolo possono allungarsi notevolmente, e ciò non ha permesso di ottenere un grado di definizione particolarmente elevato dell’ambiente.

Nel complesso l’impianto sportivo ha dimensioni di 44,90x34,26 m (in rosso), di cui

44,90x25,00 m dedicate all’area dell’attività sportiva, e 44,9x9,26 m dedicate all’area di

transito ed accoglienza del pubblico. In figura 9.1 è rappresentata la pianta del secondo

piano dell’impianto sportivo. L’area di gioco, avente dimensioni di 44,90x25,00 m

(comprensive di fasce di rispetto) ha su un lato la tribuna per il pubblico, che è stata

(2)

cartesiano adottato da Litestar, con l’origine coincidente con lo spigolo in basso a sinistra dell’area rettangolare. Sono inoltre riportati, in viola, i quattro punti di controllo per la verifica dell’abbagliamento.

Per la schematizzazione dell’altezza della palestra, anziché utilizzare la forma parallelopipeda con altezza media pari a 9,82 m (indicata in rosso della figura 9.2), si è preferito utilizzare una forma avente una falda inclinata, in grado di rendere meglio la forma effettiva della copertura della palestra, realizzata in travi in legno lamellare curve.

Dopo vari tentativi di schematizzazione, si è deciso di adottare in sezione uno schema

avente una falda inclinata in cui il punto più alto ha un altezza di 13,42 m, mentre quello

più basso ha un altezza di 7,73 m (indicato in azzurro nella figura 9.2).

(3)

Figura 9.1: Schematizzazione in pianta della palestra

Figura 9.2: Schematizzazione in alzato della palestra.

(4)

Coefficienti di riflessione

Per quanto riguarda gli impianti sportivi, pur non essendovi precise prescrizioni in materia, dalla letteratura scientifica vengono suggeriti valori abbastanza elevati per il coefficiente di riflessione del soffitto (almeno 0,6, per evitare il contrasto di luminanza fra gli apparecchi di illuminazione e il loro sfondo), intermedi per le pareti laterali (compresi fra 0,3 e 0,6) e per le pavimentazioni (sempre superiore a 0,25) [14]

Sono stati quindi assunti, in relazione alle scelte progettuali, per la pavimentazione, in parquet, e per il soffitto, in tavolato ligneo lucidato, un coefficiente di riflessione pari rispettivamente a 0,30 e 0,65 (v. tab 7.4.2). Per le pareti i seguenti:

1) Fronte Est:

Superficie parete S

E

=262,8; Materiale: intonaco bianco; r

B

=0,8 (v. tab 7.4.3);

2) Fronte Ovest

Superficie parete S

O

=262,8 m

2

; Materiale: intonaco bianco; r

B

=0,8;

3) Fronte Nord

Superficie muretto S

MN

=89,8 m

2

; Materiale: intonaco bianco; r

B

=0,8;

Superficie fittizia S

F

=444,96 m

2

; r

F

=0;

4) Fronte Sud

Superficie murata (pilastri) S

MS

=149,58 m

2

; Materiale: intonaco bianco; r

B

=0,8;

Superficie vetrata S

V

=197,5 m

2

; Materiale: vetro riflettente; r

V

=0,31 (Vetro

riflettente SGG Climaplus Solar Control Neutro con SGG cool-lite skn 072 6/15/6 mm, valore fornito da catalogo online della Saint Gobain).

Si ottiene quindi un valore medio complessivo per le pareti:

( ) ( ) ( ) ( )

50 ,

= 0

⋅ +

⋅ +

= ⋅

TOT

V V B MS F F B MN B

O B E

mp

S

r S r S r S r S r S r r S

In definitiva, i valori immessi in Litestar saranno:

Pavimentazione: 0,30

Soffitto: 0,65

Pareti: 0,50

(5)

9.1.2 – Lampade

In base al principio di funzionamento è possibile suddividere le lampade in due grandi categorie:

A. Lampade ad incandescenza;

B. Lampade a scarica nei gas-

A loro volta le lampada ad incandescenza possono essere suddivise in:

A.1 a filamento nel vuoto

A.2 a filamento in gas inerti

A.3 a ciclo continuo

mentre quelle a scarica nei gas possono essere suddivise in

B.1 fluorescenti

B.2 a vapori di mercurio ad alta pressione

B.3 ad alogenuri metallici

B.4 a vapori di sodio a bassa pressione

B.5 a vapori di sodio ad alta pressione.

Nel caso in esame, e più in generale per l’illuminazione degli impianti sportivi, considerati gli elevati illuminamenti da conseguire e l’ottima qualità della visione da garantire durante le prestazioni sportive, è raccomandato l’utilizzo di lampade a scarica nei gas del tipo ad alogenuri metallici. Nel paragrafo seguente è riportata una descrizione di questo tipo di lampade e delle loro caratteristiche.

Caratteristiche delle lampade

Le principali caratteristiche delle lampade sono: la qualità della luce (temperatura di colore e indice di resa cromatica), l'efficienza luminosa, l'entità del flusso luminoso unitario emesso da ciascuna lampada, il tempo necessario affinché le lampade vadano a regime, il tempo di riaccensione a caldo, la posizione di funzionamento, la durata di vita della lampada, il decadimento del flusso luminoso in relazione al numero di ore del funzionamento.

Ai fini del contenimento delle spese di esercizio e di manutenzione, è opportuno

orientare la scelta verso lampade caratterizzate da un efficienza luminosa e una durata

di vita media molto elevate, e da un decadimento del flusso luminoso quanto più

(6)

Efficienza luminosa

L'efficienza luminosa e (lm/W), è definita come il rapporto tra flusso luminoso emesso e potenza elettrica assorbita, senza considerare quella assorbita dagli ausiliari di alimentazione.

Le lampade oggi disponibili hanno efficienze variabili da 8 a 19 lm/W per le comuni lampade ad incandescenza fino ad un massimo di quasi 200 lm/w delle lampade a vapori di sodio a bassa pressione. A titolo di esempio si riporta la tab. 9.1.

Tipo di lampada P(W) e (lm/W)

Incandescenza (bulbo con gas inerti) 100 14

Alogena 100 20

Fluorescente compatta 42 76

Vapori di mercurio ad alta pressione 500 55

Alogenuri metallici 400 69

Vapori di sodio a bassa pressione 130 200

Tabella 9.1: Efficienza luminosa di alcuni tipi di lampade.

Temperatura di colore

Si definisce temperatura di colore T

c

(K) di una sorgente luminosa la temperatura alla quale occorre portare il corpo nero (radiatore termico ideale) affinché emetta una luce di colore uguale a quello della luce emessa dalla sorgente luminosa in esame.

L'associazione di una temperatura di colore ad una sorgente luminosa è univocamente

determinata ogni qualvolta questa abbia una distribuzione spettrale dell'energia radiata

molto simile a quella del corpo nero. Esistono però lampade che presentano uno spettro

di emissione che si scosta da quello del corpo nero; in tal caso è più opportuno parlare

di Temperatura di colore correlata, che rappresenta la temperatura del corpo nero che

meglio approssima quello della sorgente considerata. La temperatura di colore ha una

stretta influenza con la "percezione" del colore, come si vede in fig 9.3. A titolo di

esempio in tab 9.2 sono riportate le temperature di colore di alcune sorgenti luminose

[4, 18].

(7)

Figura 9.3: Scala delle temperature di colore correlate.

Sorgenti Tc (K)

Cielo sereno 15000-25000

Cielo coperto 5000-15000

Sole a mezzogiorno 5250

Sole all'alba 1600

Lampade ad incandescenza 2400-3200

Lampade alogene 2900

Lampade fluorescenti 2700-6500

Lampade ad ioduri metallici 2800-6100 Fiamma di una candela stearica 1900-1800

Tabella 9.2: Valori di temperatura di colore per alcune tipologie di sorgenti luminose.

Le lampade normalmente usate per l'illuminazione di interni possono essere suddivise in tre gruppi, in base alle corrispondenti T

c

, così come mostrato in tab 9.3:

Gruppo* Colore apparente Tc(K)

W Caldo <3300

I Intermedio 3300-5300

C Freddo >5300

*

W: adatte per l'illuminazioni di ambienti residenziali I: usate per interni di lavoro

C: usate solo per elevati valori di illuminamento, per compiti speciali (sala operatoria, scelta dei colori...)

Tabella 9.3: Suddivisione delle lampade in base alla temperatura di colore secondo la UNI 10380 (9)

(8)

Indice di resa cromatica

La resa del colore R

a

è un parametro che esprime l’attitudine di una sorgente luminosa nel rendere i colori degli oggetti da essa illuminati in rapporto ad una sorgente di riferimento. Per valutare la qualità di resa cromatica di una sorgente luminosa si ricorre al metodo C.I.E. 1965.

La sorgente di illuminamento di riferimento è costituito da un corpo nero portato ad una T

c

prossima a quella della sorgente in esame, se questa è inferiore a 5000 K; viene usata invece una sorgente che simula la luce diurna se la sorgente in esame ha una T

c

>5000K.

Per ottenere una buona resa cromatica, simile a quella cui siamo abituati durante la visione nelle ore diurne, occorre che la sorgente luminosa sia a spettro continuo, come il sole. Bisogna inoltre tenere conto delle proprietà di adattamento dell'occhio ai colori:

generalmente l'occhio è meno sensibile alla radiazione predominante dello spettro della sorgente luminosa.

In base ai valori assunti dall'indice R

a

, le lampade sono state suddivise in 5 gruppi, come riportato in tab 9.4:

Esempio di uso Gruppo

Indice di Resa cromatica

Colore apparente

Preferito Accettabile

1A Ra • 90

Caldo Intermedio

Freddo

Confronto colori Esami clinici

1B 80•Ra<90

Caldo Intermedio

Freddo

Uffici Ospedali Industrie tessili verniciatura e stampa

scuole

2 60•Ra<80

Caldo Intermedio

Freddo

Lavori industriali

3 40•Ra<60 Lavorazioni

grossolane

Lavori industriali

4 20••Ra<40 Lavorazioni

grossolane

Tabella 9.4: Suddivisione delle lampade in base all’indice di resa cromatica Ra secondo la UNI 10380 [9]

Per gli impianti sportivi al coperto la normativa fornisce valori molto diversi: la UNIEN 12193 [12] richiede un livello di resa del colore •60, mentre la norma UNI 10380 [9]

richiede che negli impianti sportivi la resa del colore rientrino nella categoria 1B (ovvero

80< R

a

<90); infine la letteratura scientifica indica come valore minimo R

a

=85 [3,15].

(9)

Durata di vita

La durata di vita di una sorgente luminosa può essere definita in vari modi:

1. Vita tecnica individuale, pari al numero di ore di accensione dopo le quali una specifica lampada cessa di funzionare;

2. Vita minima, pari al numero di ore di funzionamento garantite dal costruttore;

3. Vita media (riferita ad un lotto di lampade), tempo dopo il quale il 50% delle lampade cessa di funzionare;

4. Vita economica (riferita ad un lotto di lampade), tempo dopo il quale, in dipendenza del non funzionamento di alcune e del deprezzamento luminoso di tutte le altre lampade, il flusso globale diminuisce del 30% rispetto a quello originario.

E' a quest'ultimo parametro, generalmente garantito dai produttori, che si fa normalmente riferimento nella valutazione della durata di vita di una sorgente luminosa.

Nella tab 9.5 si riporta a titolo di esempio la durata di vita media di alcuni tipi di lampade.

Tipo di lampada Durata economica (h)

ad incandescenza 1000

ad alogeni 2000-3000

a fluorescenza tubolari (normali) 8000-9000

a fluorescenza compatte 5000-6000

a vapori di mercurio ad alta pressione 10000-12000

ad alogenuri metallici 8000

a vapori di sodio ad alta pressione 6000-12000 a vapori di bassa ad alta pressione 10000

Tabella 9.5: Valori della durata di vita economica di alcuni tipi di lampada

La durata di vita economica di una lampada dipende principalmente dalla tensione di

alimentazione della lampada, dal ciclo di accensione riaccensione di una lampada, dalla

sua temperatura di funzionamento, dal tipo di ausiliario elettrico di alimentazione e dalle

sollecitazioni meccaniche (eventuali urti).

(10)

Tempo di accensione e riaccensione

Sono rispettivamente il tempo con cui una lampada spenta entra a regime, e il tempo con cui una lampada entra a regime dopo essere stata spenta mentre era a regime.

I primi variano fra pochi istanti e 15 minuti, i secondi variano fra pochi istanti e 5 minuti.

In tab. 9.6 sono riportati a titolo di esempio i tempi di accensione e riaccensione di alcuni tipi di lampade.

Tipo di lampada Tempo di accensione (a freddo)

Tempo di riaccensione (a

caldo)

a fluorescenza tubolari 1-3 secondi 1-2 secondi

a vapori di mercurio ad alta pressione 3-5 minuti 4-6 minuti

ad alogenuri metallici 3-4 minuti 4-6 minuti

a vapori di sodio ad alta pressione 5-11 minuti 1-2 minuti a vapori di bassa ad alta pressione 10-14 minuti istantanea

Tabella 9.6: Valori dei tempi medi di accensione e riaccensione con normali sistemi di alimentazione.

Lampade a scarica ad alogenuri metallici utilizzate nel progetto Nella figura 9.4 è mostrata una serie di lampade a scarica:

Figura 9.4: Alcuni esempi di lampade a scarica.

Gli apparecchi di illuminazione usati nel progetto sono stati equipaggiati con lampade a ioduri metallici della Osram e della Philips, in funzione del tipo di attacco, del flusso luminoso, della temperatura di colore e dell’indice di resa cromatica richiesti. Sono state scelte quattro tipologie diverse di lampade, così come riportato in tabella 9.7.

CODICE POTENZA

(W)

FLUSSO

(lm/W) ATTACCO e

(lm/W) Tc

(K) Rc DURATA (h)

OSRAM - HQIE 400 D 400 31000 E40 76 5900 80 6000

OSRAM - HQI-T 150/WDL UVS 150 11000 RX7s 73 3000 80 6000

OSRAM - HQITS 400 NDL 400 38000 Fc2 95 4200 80 6000

PHILIPS - HPI 400 W BUS/P 400 35000 E40 87,5 4300 65 20000

Tabella 9.7: Lampade a ioduri metallici utilizzate nel progetto.

(11)

9.1.3 – Apparecchi

L'apparecchio illuminante è il componente di impianto che contiene la sorgente luminosa e i relativi ausiliari elettrici. Le sue funzioni sono molteplici:

§ provvede ad alimentare la sorgente luminosa assicurandone il corretto funzionamento elettrico;

§ garantisce la protezione della sorgente luminosa dagli agenti esterni;

§ protegge gli utenti dai contatti accidentali con le parti in tensione;

§ controlla la distribuzione spaziale della luce emessa, evitando inoltre i fenomeni di abbagliamento.

La classificazione più generale degli apparecchi in base alla destinazione di uso ne prevede la suddivisione in apparecchi per interni e apparecchi per esterni.

Dal punto di vista illuminotecnico, la parte fondamentale di un apparecchio di illuminazione è costituita dal sistema ottico, che interviene con l'intercettazione, il controllo e la distribuzione del flusso luminoso generato dalla sorgente in modo da inviare la luce nelle direzioni desiderate.

Proiettori

Per l'illuminazione di impianti sportivi al coperto la scelta degli apparecchi entro cui disporre le sorgenti luminose delle quali si è prevista l'adozione è determinata dall'altezza della copertura. Nel caso di coperture fino a 8 m, solitamente si utilizzano lampade tubolari fluorescenti in apparecchi multilampade per interno, ad incasso o a sospensione, oppure lampade ad alogenuri metallici in apparecchi a riflettore o proiettori per interno o per esterno.

Nel caso di coperture con altezze superiori agli 8 metri solitamente si utilizzano

apparecchi di tipo proiettori per esterni, che rispetto ai normali apparecchi per interno,

hanno la caratteristica di consentire un maggior controllo nella distribuzione del flusso

emesso dalla sorgente luminosa in essi montata. I proiettori presentano in genere

elevate resistenze meccaniche, basse temperature di esercizio e un alto rendimento

ottico. I proiettori possono essere classificati nei seguenti tipi:

(12)

a. circolari, in cui la superficie che riflette la luce è a forma sferoparabolica. Emettono un fascio luminoso a forma di cono, la cui intersezione con il terreno è di forma ellittica (v. fig. 9.5);

Figura 9.5: Proiettore circolare Gewiss Dedalo

b. rettangolari, in cui la superficie che riflette la luce è a forma cilindrico-parabolica (v.

fig. 9.6)

Figura 9.6: Proiettore rettangolare Gewiss Titano

Le aperture dei fasci luminosi variano da un minimo di 6° (fascio stretto) a oltre 85°

(fascio largo) e le ottiche possono essere di tipo simmetrico o asimmetrico, diffondenti o concentrati, per convogliare la luce nella direzione desiderata.

I proiettori rettangolari risultano più idonei per installazioni fatte in corrispondenza dei lati lunghi dei campi di gioco, in quanto permettono migliori uniformità e minori dispersioni di luce. Ottiche di tipo asimmetrico consentono, nella maggior marte dei casi, di evitare o ridurre l'abbagliamento con un opportuno orientamento del fascio luminoso. Con questa finalità vengono anche adottati schermi lamellari o di altro tipo, che possono determinare una diminuzione del rendimento del proiettore.

Caratteristiche dei proiettori utilizzati nel progetto

Solitamente, nell’illuminazione di un impianto sportivo, si hanno due tendenze: la prima

è quella dell’utilizzo di proiettori asimmetrici molto potenti (fino a 2000 W di potenza),

siano essi diffondenti o concentrati, che permettono la disposizione degli apparecchi di

illuminazione esclusivamente lungo i bordi del campo, in modo da evitare ogni rischio di

abbagliamento soprattutto dell’atleta, costretto nel corso dell’attività sportiva a variare

(13)

continuamente la direzione del suo sguardo, seguendo per esempio la direzione della palla; una seconda tendenza è quella di utilizzare proiettori simmetrici di media potenza (250-400 W), e disporli in fila sopra il campo da gioco, evitando il posizionamento al di sopra di particolari posizioni particolarmente dannose (ad esempio al di sopra della rete nel caso della pallavolo, o del cestino nel caso della pallacanestro).

In questa sede si è preferita la seconda strada, posizionando gli apparecchi in corrispondenza dell’estradosso della travatura in legno lamellare, ed accentuando con l’uso delle luci e del posizionamento degli apparecchi quella tendenza “lineare” che fortemente caratterizza compositivamente l’interno dell’impianto sportivo.

Dopo innumerevoli tentativi, orientati al fine di ridurre al minimo il numero degli apparecchi garantendo comunque il rispetto dei requisiti illuminotecnici previsti per gli impianti sportivi, la scelta è ricaduta su apparecchi classificati come proiettori per esterni, alcuni di marca i-Guzzini ed altri di marca Gewiss, come si può vedere dalla tabella 9.8.

COD. APPARECCHIO NOME POTENZA ATTACCO OTTICA numero

GW84464 GEWISS TITANO TITANO S 400W MT/ST 400 E40 Simmetrica diffondente 15

GW84242 GEWISS URANO URANO 150 W MD/SD 150 RX7s Asimmetrica

diffondente 16

5672X0S2 IGUZZINI MAXIWOODY Maxiwoody 400 E40 Simmetrica

concentrata 11

5673X7J IGUZZINI MAXIWOODY Maxiwoody 400 E40 Simmetrica

concentrata 5

56741703 IGUZZINI MAXIWOODY Maxiwoody 400 E40 Simmetrica

concentrata 4

5674X7J3 IGUZZINI MAXIWOODY Maxiwoody 400 E40 Simmetrica

diffondente 1

5674X7J4 IGUZZINI MAXIWOODY Maxiwoody 400 E40 Simmetrica

concentrata 3

70300000 IGUZZINI LINGOTTO Lingotto 400 Fc2 Asimmetrica

concentrata 11

Tabella 9.8: Proiettori utilizzati nel progetto

(14)

Nelle seguenti figure sono riportate le foto, le curve fotometriche e le dimensioni di ogni apparecchio utilizzato nel progetto illuminotecnico.

328 427

4 1 8

4 0 4 2 6 0

3 56 0 6 0 3 5 Ø 1 9

Ø 1 2 . 5 T I T A N O

S u p e r f i c i e e s p o s t a a l v e n t o : 0 , 1 5 m ²

Figura 9.7.1 Gewiss Titano S 400W MT/ST

Figura 9.7.2: Diagramma polare V

Figura 9.7.3: dimensioni del proiettore

Figura 9.8.1: i-Guzzini Maxiwoody 5672

Figura 9.8.2: curva fotometrica

Figura 9.8.3: dimensioni

(15)

Figura 9.9.1: i-Guzzini Maxiwoody 5673

Figura 9.9.2: curva fotometrica

Figura 9.9.3: dimensioni

Figura 9.101.1: Lingotto 7030 Figura 9.10.2: curva fotometrica

Figura 9.10.3: dimensioni

Figura 9.11.1: Urano 84242M

Figura 9.11.2: dimensioni Figura 9.11.3: Curva

fotometrica

(16)

9.1.4 – Risultati dei calcoli

Livelli di accensione

Dall’analisi dei requisiti richiesti per l’illuminazione degli impianti sportivi al coperto (v.cap 7), in relazione al tipo di attività sportiva da praticare ed alla sicurezza dei giocatori e degli spettatori, sono stati individuati 6 livelli di accensione indicati in tab. 9.9.

Livello di accensione

Attività praticabile

E

OMED

PA (lx)

E

OMED

(TA- PA)

(lx)

OMED OMIN

E

u = E UGR

T

C

(K)

R

A(2)

Norma di riferimento

UNI 12193

UNI 12193

UNI 12193

UNI 12193

UNI 12193

(3)

UNI 10380

UNI 12193

I Pallacanestro

Pallamano Calcetto Pallavolo Ginnastica di 1° livello

• 750 • 572 • 0,7 • 22 3300

-5300 60

II Ginnastica

di 1°livello Pallacanestro

Pallamano Calcetto Pallavolo di 2°livello

• 500 • 375 • 0,7 • 22 3300

-5300 60

III Ginnastica

di 2°livello Pallacanestro

Pallamano Calcetto Pallavolo di 3°livello

• 300 • 225 • 0,6 • 22 3300

-5300 60

IV Ginnastica

Pallacanestro Pallamano

Calcetto Pallavolo di 3°livello

• 200 • 150 • 0,5 • 22 3300

-5300 20

V Manutenzione

• 100 --- --- --- --- ---

VI Emergenza (1)

• 50 --- --- --- --- ---

Note:

Con il pedice O si intende orizzontale, con il pedice V si intende verticale

Per TA si intende l’area totale, comprensiva di fasce di sicurezza, mentre per PA si intende l’area effettiva di gioco (1) Il valore di 50 lx è stato dedotto dalla “Proposta tipo per un impianto sportivo” elaborato dal CONI [15]

(2) La norma UNI 10380 suggerisce dei valori molto maggiori per quanto riguarda l’indice di resa cromatica, prescrivendo una Ra appartenente al gruppo 1B (80<Ra<90). Per quanto possibile, cercheremo di attenerci ai valori della norma UNI 10380 (3) Per la valutazione dell’indice UGR, la norma UNI EN 12193 richiama esplicitamente la norma UNI EN 12464-1 [21].

Tabella 9.9: Requisiti illuminotecnici minimi per ciascuno dei livelli di illuminamento prescelti

(17)

Un livello particolare di accensione è stato previsto per l’illuminazione delle tribune, in grado di garantire un illuminamento medio orizzontale superiore ai 10 lx [12]. Per le tribune si sono utilizzate lampade con una T

C

di 3000 K, a vantaggio di un maggior comfort visivo degli spettatori, e per separare non solo geometricamente ma anche visivamente la zona del campo di gioco dalle tribune per gli spettatori.

Come indicato in normativa [12], dato che l’area di gioco può essere utilizzata per più discipline sportive, i calcoli sono stati effettuati sulla base delle dimensioni del campo da gioco più grande, ovvero quello da pallamano (40x20 m): Sono stati quindi determinati 135 punti di reticolo, sulla base di una griglia costituita da 15 colonne per 9 righe.

Ovviamente sono poi state effettuate verifiche di rispetto degli standard elencati nella tabella 9.3 anche per ogni singola area di gioco compresa al suo interno, utilizzando il reticolo specifico per lo sport corrispondente.

Simulazioni con il software di calcolo Litestar 7.00

L’uso del software Litestar 7.00 ha permesso di verificare numerose soluzioni, variando opportunamente i parametri di ingresso, quali numero e tipologie di apparecchi, tipologie di lampade, potenza, posizione e puntamenti.

La ricerca della soluzione migliore ha richiesto un impegnativo processo di ottimizzazione del progetto, reso particolarmente complesso dall’obiettivo di ottenere più livelli di accensione utilizzando il minor numero possibile di proiettori.

I risultati sono stati ottenuti con l’impiego di 66 proiettori, suddivisi per tipologia, come indicato in tab. 9.10.

Numero apparecchi Codice apparecchio Tipo lampada installata

13 GW84464 HQIE 400 D

11 5672X0S2 HQIE 400 D

5 5673X7J HQIE 400 D

1 5674X7J3 HPI 400 W BUS/P

11 7030 HQITS 400 NDL

4 56741703 HQIE 400 D

3 5674X7J4 HPI 400 W BUS/P

2 GW84464* HPI 400 W BUS/P

16 GW84242 HQI-T 150/WDL UVS

Tabella 9.10: Tipologia degli apparecchi impiegati.

(18)

In tab. 9.11 sono indicati la posizione e il puntamento di ciascun apparecchio, con il seguente significato dei simboli:

ü N: numero dell’apparecchio;

ü Codice: codice dell’apparecchio. Per l’apparecchio Gewiss, che è utilizzato alcune volte con lampade Osram, ed altre con lampade Philips, si usa la convenzione di intendere per “GW84464” gli apparecchi con lampada Osram, e per “GW84464P” gli apparecchi con lampada Philips;

ü X,Y,Z le coordinate cartesiane dell’apparecchio riferite al sistema di riferimento indicato in fig 9.1;

ü rX, rY, rZ le rotazioni dell’apparecchio attorno ai propri assi x’, y’, z’, posizionati come indicato nella figura 9.12.

Figura 9.12: Assi cartesiani intrinseci dell’apparecchio

(19)

FILA Cod. X (m)

Y (m)

Z (m)

rX rY rZ

1 GW84464 11,76 0,90 10,00 10,00 0,00 -37,00

2 GW84464 11,76 6,30 10,00 5,00 0,00 -90,00

3 GW84464 11,76 11,70 10,00 5,00 0,00 -90,00

4 GW84464 11,76 17,10 10,00 5,00 0,00 -90,00

5 GW84464 11,76 22,50 10,00 5,00 0,00 -90,00

6 GW84464 11,76 27,90 10,00 5,00 0,00 -90,00

7 GW84464 11,76 33,30 10,00 5,00 0,00 -90,00

8 GW84464 11,76 38,70 10,00 5,00 0,00 -90,00

A

9 GW84464 11,76 44,10 10,00 10,00 0,00 -137,00

10 GW84464 16,76 0,90 9,65 10,00 0,00 0,00

11 5672XOS2 16,76 6,30 9,65 0,00 0,00 0,00

12 5672XOS2 16,76 11,70 9,65 0,00 0,00 0,00

13 5673X7J 16,76 17,10 9,65 0,00 0,00 -90,00

14 5673X7J 16,76 22,50 9,65 0,00 0,00 -90,00

15 5673X7J 16,76 27,90 9,65 0,00 0,00 -90,00

16 5672XOS2 16,76 33,30 9,65 0,00 0,00 0,00

17 5672XOS2 16,76 38,70 9,65 0,00 0,00 0,00

B

18 GW84464 16,76 44,10 9,65 10,00 0,00 180,00

19 GW84464 21,76 0,90 9,00 10,00 0,00 0,00

20 5672XOS2 21,76 6,30 9,00 0,00 0,00 0,00

21 5672XOS2 21,76 11,70 9,00 0,00 0,00 0,00

22 5672XOS2 21,76 17,10 9,00 0,00 0,00 0,00

23 5674X7J3 21,76 22,50 9,00 0,00 10,00 0,00

24 5672XOS2 21,76 27,90 9,00 0,00 0,00 0,00

25 5672XOS2 21,76 33,30 9,00 0,00 0,00 0,00

26 5672XOS2 21,76 38,70 9,00 0,00 0,00 0,00

C

27 GW84464 21,76 44,10 9,00 10,00 0,00 180,00

28 7030 26,76 0,90 8,00 0,00 0,00 0,00

29 56741703 26,76 6,30 8,00 0,00 0,00 0,00

30 56741703 26,76 11,70 8,00 0,00 0,00 0,00

31 5674X7J4 26,76 17,10 8,00 0,00 0,00 90,00

32 5674X7J4 26,76 22,50 8,00 0,00 0,00 90,00

33 5674X7J4 26,76 27,90 8,00 0,00 0,00 90,00

34 56741703 26,76 33,30 8,00 0,00 0,00 0,00

35 56741703 26,76 38,70 8,00 0,00 0,00 0,00

D

36 7030 26,76 44,10 8,00 0,00 0,00 180,00

37 GW84464P 31,76 0,90 6,67 30,00 0,00 45,00

38 7030 31,76 6,30 6,67 0,00 0,00 90,00

39 7030 31,76 11,70 6,67 0,00 0,00 90,00

E

40 7030 31,76 17,10 6,67 0,00 0,00 90,00

(20)

41 7030 31,76 22,50 6,67 0,00 0,00 90,00

42 7030 31,76 27,90 6,67 0,00 0,00 90,00

43 7030 31,76 33,30 6,67 0,00 0,00 90,00

44 7030 31,76 38,70 6,67 0,00 0,00 90,00

E

45 GW84464P 31,76 44,10 6,67 30,00 0,00 135,00

46 7030 19,05 6,30 9,36 0,00 0,00 45,00

47 5673X7J 19,05 11,70 9,36 0,00 0,00 45,00

48 5672XOS2 19,05 22,50 9,36 0,00 0,00 0,00

49 5673X7J 19,05 33,30 9,36 0,00 0,00 135,00

50 7030 19,05 38,70 9,36 0,00 0,00 135,00

51 GW84242 19,05 0,90 9,36 0,00 -5,00 90,00

52 GW84242 19,05 17,10 9,36 0,00 0,00 100,00

52 GW84242 19,05 27,90 9,36 0,00 0,00 80,00

F

54 GW84242 19,05 44,10 9,36 0,00 5,00 90,00

55 GW84242 24,70 0,90 8,49 0,00 5,00 -90,00

56 GW84242 24,70 6,30 8,49 10,00 0,00 90,00

57 GW84242 24,70 11,70 8,49 0,00 0,00 -90,00

58 GW84242 24,70 22,50 8,49 0,00 0,00 -90,00

59 GW84242 24,70 33,30 8,49 0,00 0,00 -90,00

60 GW84242 24,70 38,70 8,49 5,00 0,00 90,00

G

61 GW84242 24,70 44,10 8,49 0,00 0,00 -125,00

62 GW84242 5,48 6,30 10,26 0,00 0,00 125,00

63 GW84242 5,48 11,70 10,26 0,00 0,00 100,00

64 GW84242 5,48 22,50 10,26 0,00 0,00 90,00

65 GW84242 5,48 33,30 10,26 0,00 0,00 80,00

H

66 GW84242 5,48 38,70 10,26 0,00 0,00 55,00

Tabella 9.11: Tabella riepilogativa degli apparecchi impiegati

Le lettere A, B, C, D, E, F, G e H distinguono il gruppo di apparecchi disposti su una stessa fila posta trasversale alla travatura in legno lamellare (v. schema il fig 9.13)

Figura 9.13: Schematizzazione della disposizione degli apparecchi

(21)

In tabella 9.12 è riportato, per ogni livello di accensione, lo stato dei proiettori. Quando compare la scritta On il proiettore è acceso.

Livello di accensione Livello di accensione

I II III IV V VI

I II III IV V VI

1 On On On On On 34 On On

2 On On On On 35 On

3 On On On On

D

36 On On

4 On On On On 37 On On On On On

5 On On On On On 38 On On

6 On On On On 39 On On On On

7 On On On On 40 On On On

8 On On On On 41 On On On

A

9 On On On On On 42 On On On

10 On On 43 On On On

11 On 44 On On On

12 On

E

45 On On On On On

13 On 46 On

14 On 47 On

15 On 48 On

16 On 49 On

17 On 50 On

B

18 On On 51 On

19 On On On On On 52 On

20 On 53 On

21 On

F

54 On

22 On On 55 On

23 On 56 On

24 On On 57 On

25 On 58 On

26 On 59 On

C

27 On On On On On 60 On

28 On On

G

61 On

29 On 62 On On On On On On

30 On On 63 On On On On On On

31 On On 64 On On On On On On

32 On On 65 On On On On On On

D

33 On On

H

66 On On On On On On

Tabella 9.12: Accensione dei proiettori ai vari livelli di accensione.

(22)

In tabella 9.13 sono riportate le coordinate delle posizioni (sulla tribuna) per la valutazione dell’abbagliamento e la coordinata del punto di mira (centro dell’area di gioco, ad un altezza di 3 metri dalla pavimentazione).

Coordinate 1 2 3 4 mira

X 5,48 5,48 5,48 5,48 21,55

Y 6,3 16 29 33,3 22,5

Z 4,18 4,18 4,18 4,18 3

Tabella 9.13: Coordinate delle posizioni di verifica e del punto di mira per la valutazione dell’abbagliamento.

Nelle pagine seguenti, per ogni livello di accensione, sono riportati i valori dell’illuminamento medio orizzontale nell’area di gioco, il relativo valore di uniformità, l’illuminamento medio orizzontale nella fascia di rispetto, i valori dell’indice UGR per la valutazione dell’abbagliamento, le dimensioni dell’area di riferimento per il calcolo, il numero di apparecchi accesi, e gli sport praticabili per livello di illuminazione. Entro le parentesi tonde sono indicati i valori minimi previsti dalla normativa tecnica.

In figura è riportata la rappresentazione in pianta della disposizione degli apparecchi e il loro stato di accensione, indicando:

§ Proiettore color grigio chiaro: proiettore spento;

§ Proiettore color rosso: proiettore acceso.

Sono inoltre riportate, per ogni livello di illuminazione, le curve isolux e le visualizzazioni fotorealistiche 3D dell’interno del locale (effettuati con il metodo del Raytracing).

E’ da segnalare che i calcoli sono stati effettuati con il metodo delle “interriflessioni”,

impostando a 7 il numero delle interriflessioni, così come consigliato dal programma

stesso, in quanto è stato verificato che dopo 7 interriflessioni i risultati non cambiano in

modo significativo.

(23)

Livello di accensione I

Dimensioni dell’area di riferimento (PA) 20x40 m

Numero di apparecchi utilizzate 44

Sport praticabili Ginnastica, pallamano, pallacanestro, pallavolo, calcetto di I livello Illuminamento medio orizzontale in PA E

OMED

=803 lx (>750) Uniformità di illuminamento orizzontale in PA = = 0 , 71

OMED OMIN

E

u E (>0,7)

Illuminamento medio orizzontale in fascia di rispetto E

OMED

=597 lx (>572) Valori dell’indice UGR

1) Posizione 1 21,58 (<22)

2) Posizione 2 20,28 (<22)

3) Posizione 3 20,27 (<22)

4) Posizione 4 20,28 (<22)

(24)

Figura 9.14.2: Mappa isolocolore dei livelli di illuminamento.

Figura 9.14.3: Visualizzazione fotorealistica 3D

(25)

Livello di accensione II

Dimensioni dell’area di riferimento (PA) 20x40 m

Numero di apparecchi utilizzate 29

Sport praticabili Ginnastica di I livello

Pallamano, pallacanestro, pallavolo, calcetto di II livello

Illuminamento medio orizzontale in PA E

OMED

=528 lx (>500) Uniformità di illuminamento orizzontale in PA = = 0 , 71

OMED OMIN

E

u E (>0,7)

Illuminamento medio orizzontale in fascia di rispetto E

OMED

=467 lx (>375) Valori dell’indice UGR

1) Posizione 1 21,46 (<22)

2) Posizione 2 20,73 (<22)

3) Posizione 3 20,73 (<22)

4) Posizione 4 21,02 (<22)

(26)

Figura 9.15.2: Mappa isolocolore dei livelli di illuminamento.

Figura 9.15:3: Visualizzazione fotorealistica 3D.

(27)

Livello di accensione III

Dimensioni dell’area di riferimento (PA) 20x40 m

Numero di apparecchi utilizzate 20

Sport praticabili Ginnastica di II livello

Pallamano, pallacanestro, pallavolo, calcetto di III livello

Illuminamento medio orizzontale in PA E

OMED

=310 lx (>300) Uniformità di illuminamento orizzontale in PA = = 0 , 59

OMED OMIN

E

u E (>0,6)

Illuminamento medio orizzontale in fascia di rispetto E

OMED

=251 lx (>225) Valori dell’indice UGR

1) Posizione 1 21,57 (<22)

2) Posizione 2 20,76 (<22)

3) Posizione 3 20,76 (<22)

4) Posizione 4 20,98 (<22)

Figura 9.16.1: livello di accensione 3, posizione, puntamento e stato di accensione dei proiettori

(28)

Figura 9.16.2: Mappa isolocolore dei di illuminamento.

Figura 9.16.3: Visualizzazione fotorealistica 3D

.

(29)

Livello di accensione IV

Dimensioni dell’area di riferimento (PA) 20x40 m

Numero di apparecchi utilizzate 16

Sport praticabili Ginnastica,pallamano, pallacanestro, pallavolo, calcetto di III livello Illuminamento medio orizzontale in PA E

OMED

=241 lx (>200) Uniformità di illuminamento orizzontale in PA = = 0 , 57

OMED OMIN

E

u E (>0,5)

Illuminamento medio orizzontale in fascia di rispetto E

OMED

=233 lx (>150) Valori dell’indice UGR

1) Posizione 1 21,36 (<22)

2) Posizione 2 20,65 (<22)

3) Posizione 3 20,64 (<22)

4) Posizione 4 20,92 (<22)

(30)

Figura 9.17.2: Mappa isolocolore dei livelli di illuminamento.

Figura 9.17.3: Visualizzazione fotorealistica 3D

.

(31)

Livello di accensione V

Dimensioni dell’area di riferimento (TA) 25x44,9 m

Numero di apparecchi utilizzate 16

Attività praticabili Manutenzione

Illuminamento medio orizzontale in TA E

OMED

=197 lx (>100) Uniformità di illuminamento orizzontale in TA = = 0 , 47

OMED OMIN

E u E Illuminamento medio orizzontale in fascia di rispetto

Valori dell’indice UGR

Figura 9.18.1: livello di accensione 5, posizione, puntamento e stato di accensione dei proiettori

(32)

Figura 9.18.2: Mappa isolocolore dei di illuminamento.

Figura 9.18.3: Visualizzazione fotorealistica 3D

(33)

Livello di accensione VI

Dimensioni dell’area di riferimento (TA) 25x44,9 m

Numero di apparecchi utilizzate 11

Attività praticabili Illuminazione di emergenza

Illuminamento medio orizzontale in TA E

OMED

= 59 lx (>50) Uniformità di illuminamento orizzontale in TA = = 0 , 61

OMED OMIN

E u E Illuminamento medio orizzontale in fascia di rispetto

Valori dell’indice UGR

Figura 9.19.1: livello di illuminazione 6, posizione, puntamento e stato di accensione dei proiettori

(34)

Figura 9.19.2: Mappa isolocolore dei livelli di illuminamento.

Figura 9.19.3: Visualizzazione fotorealistica 3D

(35)

9.1.5 – Discussione dei risultati

Il progetto della illuminazione artificiale è stato impostato su sei livelli diversi di accensione, nell’intento di mirare ad un risparmio energetico, garantendo al tempo stesso un ottima flessibilità di utilizzo e il rispetto delle scelte compiute in sede di progettazione architettonica dell’impianto sportivo.

Le numerose soluzioni verificate hanno orientato verso l’uso l’utilizzo di apparecchi aventi la medesima potenza di 400 W, ma con diverse caratteristiche di diffusione del flusso luminoso, alternando così proiettori con ottiche simmetriche ed asimmetriche, diffondenti o concentranti. In particolare, lungo i lati lunghi dei campi da gioco, la soluzione è stata quella di scegliere su un lato apparecchi opportunamente orientate aventi un ottica simmetrica diffondente, e sull’altro lato, considerata anche la minor altezza di posizionamento dell’apparecchio luminoso, ottiche di tipo asimmetrico e concentrato, in modo da indirizzare il flusso luminoso verso il campo da gioco. Gli apparecchi luminosi posti sopra l’area di gioco, facendo attenzione ad evitare quelle posizioni particolarmente svantaggiose per gli atleti (come ad esempio il caso di apparecchi luminosi posti al di sopra della rete del campo da pallavolo) sono caratterizzati da un ottica di tipo simmetrica e concentrata, in grado di uniformare il livello di illuminamento sul campo da gioco.

La scelta di utilizzare apparecchi luminosi di media potenza e diffusi su tutta l’area di gioco, e quindi in numero maggiore rispetto al caso di apparecchi di elevata potenza posti esclusivamente sui lati lunghi dei campi da gioco, è stata dettata dalla necessità di valorizzare al meglio le linee assiali suggerite dall’andamento delle travi in legno lamellare, che forniscono una forte connotazione all’interno della palestra.

L’attento studio della disposizione degli apparecchi ha comunque permesso il rispetto

dei valori minimi di illuminamento imposti dalla normativa (v.tab 9.9) per le varie

discipline sportive, cosi come mostrato in tab 9.14.

(36)

Livello di accensione E

Hmed

in PA

(1)

Hmed H

E

u = E

min

E

Hmed

in (TA-PA)

(1)

I livello 803 lx (>750) 0,71 (>0,7) 576 lx (>572)

II livello 528 lx (>500) 0,71 (>0,7) 467 lx (375 lx)

III livello 310 lx (>300) 0,59 (>0,6) 251 lx (225lx)

IV livello 241 lx (>200) 0,57 (>0,5) 233 lx (150 lx)

V livello

(2)

197 (>100) 0,47

VI livello

(2)

59 (>50) 0,61

VII livello

(3)

60 (>10) 0,54

Note:

1. Per PA si intende l’area di gioco, mentre per TA si intende l’area totale, comprensiva anche delle fasce di rispetto per lo sport considerato.

2. I livelli numero 5 e numero 6 sono dedicati rispettivamente alla manutenzione ordinaria e alla luce di

emergenza, e pertanto EO

med

è valutato direttamente su TA. Inoltre, pur non essendo previsti livelli minimi di uniformità da rispettare, si è cercato di ottenere un valore accettabile di uniformità.

3. Il livello numero 7 è dedicato all’illuminazione delle tribune e dei percorsi di smistamento del pubblico, e garantisce l’illuminamento anche in caso di assenza di illuminazione per l’attività sportiva. I valori indicati sono ovviamente riferiti all’area di pertinenza del pubblico, e non a TA.

Tabella 9.14 Valori di illuminamento medio orizzontali e di uniformità di progetto.

E’ stato previsto un ulteriore livello di illuminazione, il settimo, atto a garantire il rispetto dei valori minimi di illuminamento per i percorsi di smistamento del pubblico e delle tribune, anche nel caso di assenza dell’illuminazione prevista per l’esercizio sportivo. E’

da segnalare che per questo livello di illuminazione sono state utilizzate lampade aventi

una temperatura di colore di 3000 K, minore rispetto alla T

c

delle lampade utilizzate per

l’illuminazione dell’area di gioco, in modo da differenziare anche visivamente la zona di

pertinenza del pubblico con la zona di pertinenza degli atleti e del gioco. Le lampade da

150 W utilizzate sono del tipo OSRAM HQI-T 150/WDL UVS Powerstar, caratterizzate

dalla possibilità di riaccensione a caldo praticamente immediata, nel rispetto quindi delle

disposizioni per l’illuminazione di emergenza.

(37)

Ai fini del controllo dell’abbagliamento molesto per i giocatori, è stata evitata l’installazione dei proiettori sopra l’area della rete del campo da pallavolo e nelle vicinanze del cestino della pallacanestro, così come consigliato in normativa e dalla letteratura tecnica [12, 15]. Per quanto riguarda gli spettatori, un attento studio della disposizione e del puntamento degli apparecchi luminosi ha permesso di limitare al minimo i fenomeni di abbagliamento diretto ed indiretto, come si può vedere dalla tabella 9.15, dalla quale risulta evidente che per tutte le posizioni esaminate i valori di UGR restano bene al di sotto del valore limite di 22 indicato in normativa.

Indice UGR (<22) Livello di accensione Punto di osservazione

I livello II livello III livello IV livello

1 21,58 21,46 21,57 21,36

2 20,28 20,73 20,76 20,65

3 20,27 20,73 20,76 20,64

4 20,28 21,02 20,98 20,92

Tabella 9.15: Valori dell’indice di abbagliamento UGR

(38)

9.2 - L’illuminazione naturale

9.2.1 – Modello di calcolo

Il progetto dell’illuminazione naturale è stato sviluppato sia utilizzando metodi manuali e grafici di calcolo, per la conoscenza della posizione del sole e il calcolo del fattore di luce diurna, che metodi automatici, utilizzando il software Relux Professional 2006 per il calcolo dei valori di illuminamento dovuti alla sola luce naturale.

Geometria del locale

Per i calcoli manuali e per la conoscenza della posizione del sole, e di conseguenza della penetrazione dei raggi solari sulla superficie interna dell’ambiente, non è stata necessaria alcuna particolare semplificazione geometrica dell’ambiente progettato: è stato quindi possibile utilizzare le reali dimensioni dell’ambiente progettato, senza ricorrere quindi ad alcuna schematizzazione semplificativa.

Per il calcolo dei valori di illuminamento in luce naturale, al pari del calcolo dell’illuminazione artificiale, non è stato possibile importare direttamente da Autocad la modellazione tridimensionale dell’ambiente progettato.

La schematizzazione adottata in pianta ricalca quella adottata nell’utilizzo del

programma Litestar, ed è rappresentata in figura 9.20. La pianta ha una geometria

complessiva rettangolare di 44,90x34,26 m, comprensiva del rettangolo di gioco, avente

dimensioni di 44,90x25,00 m, e degli spazi dedicati all’area di transito ed accoglienza

degli spettatori, aventi una dimensione totale di 44,90x9,26 m In blu è stato indicato il

sistema di riferimento cartesiano adottato da Relux Professional, indicando la posizione

degli assi X, Y e la loro origine, coincidente con lo spigolo in basso a sinistra del

percorso di smistamento superiore del pubblico.

(39)

Figura 9.20: Schematizzazione in pianta adottata per Relux Professional

Per la schematizzazione dell’altezza della palestra non è stato possibile, utilizzare una

forma inclinata per rappresentare l’estradosso della copertura, ed è stato quindi

necessario ricorrere ad un ambiente parallelepipedo, avente come base il rettangolo di

dimensioni 44,90x34,26 m, e come altezza la misura 9.82 m, corrispondente all’altezza

media fra l’intradosso più basso della copertura della palestra e l’intradosso della

copertura della palestra in corrispondenza del muretto divisorio fra il campo da gioco e

le gradinate per il pubblico (colore rosso in fig. 9.21).

(40)

Figura 9.21: Schematizzazione in alzato della geometria del locale.

Nel modello di calcolo sono stati ovviamente schematizzati anche gli aggetti fissi dati dalla copertura (v. fig. 9.21, linee color magenta).

Coefficienti di riflessione

Per consentire l’utilizzo del software Relux Professional è stato necessario definire i coefficienti di riflessione per ogni singolo materiale ed arredo presente nell’ambiente interno. Conoscendo i materiali utilizzati, e relativi coefficienti di riflessione è stato possibile costruire la tabella 9.16.

Elemento della superficie Materiale Coefficiente di riflessione

Muratura fronte Est Intonaco bianco 0,80

Muratura fronte Ovest Intonaco bianco 0,80

Muretto di separazione campo-tribune Intonaco bianco 0,80

Muratura fronte Sud Intonaco bianco 0,80

Aperture vetrate Vetro riflettente 0,31

(1)

Tribune per il pubblico Polipropilene color blu 0,15

(2)

Pavimentazione area pubblico Pavimentazione media 0,30

Pavimentazione area gioco Parquet 0,30

Pavimentazione esterna Pavimentazione media 0,30

Intradosso copertura Tavolato ligneo lucidato 0,65

Aggetto lato sud Alluminio anodizzato 0,75

Aggetto lato nord Tavolato ligneo 0,35

Note:

1) Vetro riflettente SGG Climaplus Solar Control Neutro con SGG cool-lite skn 072 6/15/6, valore fornito da catalogo online della Saint Gobain.

2) Sedute modello Patent, valore fornito da catalogo online.

Tabella 9.16 Materiali e relativi coefficienti di riflessione dell’ambiente progettato.

(41)

9.2.2 – Dimensionamento della superficie finestrata

Per il calcolo del fattore di luce diurna, necessario per un predimensionamento manuale della superficie finestrata opportuna per l’area di gioco, si è adottato il metodo di calcolo proposto dalla regione Emilia Romagna nel suo regolamento edilizio [13] e spiegato nel paragrafo 7.8. Secondo tale metodo di calcolo, il FLD

m

è definito dalla formula:

(

m

)

m

S a

A FLD t

= ⋅ 1

φ ε

Da cui si ricava facilmente:

( )

φ ε

= ⋅

t

r S

A FLD

m

1

m

In cui

ü FLD

m

= 1,5% (valore minimo); 5% (valore consigliato) [15];

ü S = 3664,11 m

2

. Sommatoria delle superfici interne del volume racchiudente l’area di gioco (pavimentazione area di gioco, soffitto area di gioco e muri laterali, di cui il muro nord è composto in parte dal muretto di separazione fra area di gioco e tribune, e in parte da una superficie fittizia);

ü r

m

= 0,41. Coefficiente medio di riflessione luminosa delle superfici racchiudenti l’area di gioco. E’ ottenuto come media pesata del prodotto di ogni superficie interna per il proprio coefficiente di riflessione, così come riportato in tab. 9.17;

Elemento della superficie Materiale Coefficiente di riflessione

Muratura fronte Est Intonaco bianco 0,80

Muratura fronte Ovest Intonaco bianco 0,80

Muretto di separazione

campo-tribune Intonaco bianco 0,80

Muratura fittizia sopra il muretto di

separazione campo-tribune Fittizio 0,00

Muratura fronte Sud Intonaco bianco 0,80

Aperture vetrate Vetro riflettente 0,31

Pavimentazione

superficie di gioco Parquet 0,30

Intradosso copertura Tavolato ligneo lucidato 0,65

Tabella 9.17: Materiali e relativi coefficienti di riflessione dell’ambiente progettato

ü t = 0,69. Coefficiente di trasmissione luminosa del vetro. Il valore è fornito da

catalogo online della Saint Gobain, per il vetro riflettente SGG Climaplus Solar

Control Neutro con SGG cool-lite skn 072 6/15/6 ;

(42)

ü • = 0,33. Fattore finestra, valore dedotto dall’angolo formato dall’orizzontale passante per il punto medio della finestra e la congiungente il punto medio della finestra con l’estremità dell’aggetto di copertura (v. par. 7.8);

ü • = 1 (v.par. 7.8).

Si ottiene quindi un valore della superficie finestrata variabile fra un valore minimo S

min

=119 m

2

(FLD

m

= 1,5%) ed un valore consigliato S

cons

=414 m

2

(FLD

m

= 5%).

Nella progettazione architettonica, come spiegato nel paragrafo 4.8, si é tenuto conto di questi valori, dimensionando quindi una superficie finestrata di 198 m

2

nella sola parete sud, sufficiente da sola a rispettare i requisiti minimi indicati, cui vanno aggiunti 187 m

2

di superficie finestrata nella parete nord dell’edificio, per raggiungere così una superficie totale finestrata di 385 m

2

, valore molto vicino al valore di superficie finestrata consigliato per FLD

m

= 5%.

Il predimensionamento della superficie finestrata sarà più avanti analizzato tramite Relux Professional, in relazione alla illuminazione naturale che si raggiunge nell’ambiente.

9.2.3 – Luce solare diretta e schermature solari

Come precedentemente spiegato (v.par 7.8) la posizione del sole è individuabile ad

ogni ora del giorno, ed in qualunque momento dell’anno attraverso due parametri,

l’altezza solare A e l’angolo azimutale B. Nella tabella 9.18 sono mostrati i valori dei due

parametri per Pisa (latitudine 43°43' e longitudine 10°24') calcolati con il programma

Sunchart, mentre nella figura 9.22 è mostrata la Carta del Sole per le coordinate

geografiche di Pisa.

(43)

Data \ ora 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 21-giu 5,9 16,0 26,5 37,4 48,1 58,2 66,3 69,8 66,3 58,2 48,1 37,4 26,5 16,0 5,9 21-lug (mag) 3,6 13,7 24,4 35,2 45,9 55,6 63,3 66,4 63,3 55,6 45,9 35,2 24,4 13,7 3,6 21-ago (apr) - 7,9 18,8 29,5 39,7 48,7 55,3 57,8 55,3 48,7 39,7 29,5 18,8 7,9 - 21-set (mar) - - 10,5 20,9 30,4 38,4 43,9 45,8 43,9 38,4 30,4 20,9 10,5 - - 21-ott (feb) - - 2,8 12,7 21,5 28,6 33,4 35,0 33,4 28,6 21,5 12,7 2,8 - -

21-nov (gen) - - - 5,8 14,0 20,5 24,7 26,2 24,7 20,5 14,0 5,8 - - - 21-dic - - - 3,3 11,2 17,5 21,5 22,9 21,5 17,5 11,2 3,3 - - -

Tabella 9.18.1: Altezze solari A alle varie ore del giorno (Pisa).

Data \ ora 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

21-giu 117,0 107,4 97,9 87,9 76,1 60,3 36,2 0,0 - 36,0

- 60,3

- 76,1

- 87,9

- 97,9

- 107,4

- 117,0 21-lug (mag) 114,6 104,8 95,0 84,6 72,4 56,3 32,7 0,0

- 32,0

- 56,3

- 72,4

- 84,6

- 95,0

- 104,8

- 114,6 21-ago (apr) - 98,3 88,1 77,1 64,2 47,9 26,5 0,0

- 26,0

- 47,9

- 64,2

- 77,1

-

88,1 -98,3 - 21-set (mar) - - 79,1 67,9 55,0 39,6 21,0 0,0

- 21,0

- 39,6

- 55,0

- 67,9

-

79,1 - -

21-ott (feb) - - 71,5 60,5 48,2 33,9 17,7 0,0 - 17,0

- 33,9

- 48,2

- 60,5

-

71,5 - -

21-nov (gen) - - - 54,8 43,1 30,1 15,5 0,0 - 15,0

- 30,1

- 43,1

-

54,8 - - -

21-dic - - - 52,7 41,4 28,7 14,8 0,0 - 14,0

- 28,7

- 41,4

-

52,7 - - -

Tabella 9.18.2: Angoli azimutali B alle varie ore del giorno (Pisa).

(44)

Conoscendo questi due parametri, e conoscendo la geometria dell’ambiente progettato

(e in particolare l’orientamento, la disposizione e le dimensioni della superficie

finestrata), è stato possibile ricavare la penetrazione dei raggi solari diretti all’interno

della palestra in caso di completa assenza di schermature solari. A titolo di esempio, si

riportano nelle figure 9.23 le incidenze dei raggi solari diretti alle ore 12 per i giorni 21

marzo/settembre, 21 giugno e 21 dicembre.

(45)

Figura 9.23.1: Penetrazione dei raggi solari diretti il 21 marzo/ 21 settembre ore 12.00 in assenza di

schermature solari

(46)

Figura 9.23.2: Penetrazione dei raggi solari diretti il giugno ore 12.00 in assenza di schermature solari.

(47)

Figura 9.23.3 Penetrazione dei raggi solari diretti 21 dicembre ore 12.00 in assenza di schermature solari

(48)

Per ridurre la penetrazione dei raggi solari diretti, considerando l’orario diurno prevalente di uso della palestra, è stato studiato un elemento schermante che, come descritto nel paragrafo 4.8, consiste in una serie di elementi frangisole (lamelle) collegati fra loro da una struttura scorrevole longitudinalmente e orientabili, potendo ruotare ciascuno attorno al proprio asse.

In figura 9.24 sono riportati i dettagli costruttivi dell’elemento schermante frangisole, mentre in figura 9.25 è riportato un visualizzazione fotorealistica 3D che mostra la struttura portante degli elementi frangisole

Figura 9.24.1: Schematizzazione in pianta dell’elemento schermante

parzialmente aggettante con lamelle chiuse

(49)

Figura 9.24.2: Schermatura frangisole: schematizzazione di funzionamento.

(50)

Figura 9.24.3: Schermatura frangisole: schematizzazione di funzionamento

(51)

Figura 9.25: Visualizzazione fotorealistica 3D esterna della struttura portante degli elementi frangisole

Si è potuto verificare che l’introduzione degli elementi frangisole schermanti è sufficiente da sola ad evitare la penetrazione dei raggi solari diretti all’interno della palestra, evitando di dover ricorrere a tendaggi interni. A titolo esemplificativo, sii riporta, nelle figure successive, la penetrazione dei raggi solari diretti nelle situazioni precedentemente descritte nelle figure 9.23 nel caso di sistema schermante in funzione e posizionato così come riportato in tabella 9.19.

Data Lunghezza aggetto schermatura

(m) Riferimento figura

21 sett / marzo ore 12:00 1,54 Fig 9.26.1

21 giugno ore 12 La schermatura non risulta necessaria

21 dicembre ore 12 5,77 Fig 9.26.2

Tabella 9.19: Posizionamento schermatura solare alle ore 12 dei giorni 21 sett. / mar., 21 giu. e 21 dic.

In figura 9.27 è riportata la situazione più critica, che si manifesta alle ore 10 del 21

dicembre, caso in cui le lamelle devono essere in posizione chiusa e il frangisole

completamente aggettante

(52)

Figura 9.26.1: Penetrazione dei raggi solari diretti il 21 settembre/ 21 marzo ore 12

in caso di schermatura solare in funzione (aggettante per 1,54 m) con lamelle chiuse

(53)

Figura 9.26.2: Penetrazione dei raggi solari diretti il 21 dicembre alle ore 12

in caso di schermatura solare in funzione (aggettante per 5,77 m) con lamelle chiuse

(54)

Figura 9.27.1: Penetrazione dei raggi solari diretti 21 dicembre ore 10.00

in assenza di schermature solari (situazione limite)

(55)

Figura 9.27.2: Penetrazione dei raggi solari diretti il 21 dicembre alle ore 10 in caso di

schermatura solare in funzione (aggettante per 6,00 m, massimo aggetto) con lamelle chiuse

(56)

9.2.4 –Risultati dei calcoli

Per il calcolo dell’illuminazione naturale è stato utilizzato il programma Relux Professional 2006, con la schematizzazione del locale riportata nel par 9.2.1. E’ stata studiata l’illuminazione naturale per tre giorni dell’anno, corrispondenti ai due casi limite di solstizio invernale e solstizio estivo e al caso dell’equinozio, ovvero rispettivamente il 21 dicembre, il 21 giugno e il 21 marzo/settembre, con intervalli orari di 2 ore, a partire dalle ore 8:00 (orario di apertura previsto della palestra: 8:00 – 24:00). I principali risultati, ovvero l’illuminamento medio E

m

, l’illuminamento minimo E

min

, l’illuminamento massimo E

max

, il relativo valore dell’uniformità di illuminamento

E

m

u = E

min

(calcolati

sull’area di gioco) e il fattore di luce diurna medio FLD

m

(calcolato su tutto il locale) sono

riassunti in tab. 9.19.

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