25 FEBBRAIO R a = 100 Vita media 1000 h (tempo nel quale il flusso luminoso si riduce del 30%)

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1 LABORATORIO Temperatura di colore: DI K COSTRUZIONI Facoltà di Architettura Le lampade ad incandescenza (vs risparmio energetico) L elemento incandescente è un sottilissimo filamento, nella maggior parte dei casi metallico, solitamente tungsteno, contenuto in un ampolla (bulbo) e attraversato da corrente elettrica, continua o alternata, che ne provoca, per effetto Joule, il surriscaldamento fino a circa 2800 K e la conseguente emissione di radiazioni visibili. Efficienza luminosa lm/w (bassa) R a = 100 Vita media 1000 h (tempo nel quale il flusso luminoso si riduce del 30%) La maggior parte delle radiazioni tra i 2500 e i 3000 K ricadono nel campo dell IR (circa l 80%)

2 Le lampade 25 FEBBRAIO ad incandescenza 2011 alogene Lampade ad alogeni: Migliorano le prestazioni e la durata della vita delle lampade ad incandescenza sono costituite da un sottile tubo di quarzo a riempimento di iodio, o di altri alogeni, come bromo, contenente un filamento di tungsteno a spirale rettilinea. Il tungsteno, sublimato dal filamento, invece di depositarsi sulle pareti interne del bulbo, reagisce con l alogeno dando luogo ad un particolare ciclo per cui si va a ridepositare sul filamento stesso. Ciò aumenta la vita della sorgente ed evita l annerimento del tubo, quindi la riduzione del flusso luminoso. Efficienza luminosa lm/ W Temperatura di colore: K R a = 100 Vita media 2000 h (x2)

3 Piccole dimensioni, quindi integrate con apparecchi che consentono un elevato controllo del fascio luminoso Riflettori color oro o argento. Riflettore diclorico: il frazionamento della luce sul riflettore, crea particolari effetti di colori, ma il vantaggio maggiore è che tale riflettore non riflette la radiazione infrarossa, per cui si riduce fino al 70% la radiazione termica nella direzione di propagazione della luce

4 Le lampade fluorescenti Appartengono 25 FEBBRAIO alla famiglia 2011 delle lampade a scarica, costituite da un bulbo contenente un gas di innesco e due elettrodi. Applicando una tensione agli elettrodi per mezzo di uno starter si crea corrente, cioè passaggio di elettroni dal polo positivo a quello positivo +. Gli elettroni entrano in collisione con gli atomi del gas. Quindi sviluppo di calore e emissioni di radiazione elettromagnetiche. Le lampade fluorescenti utilizzano come gas il vapore di mercurio a bassa pressione e l interno Facoltà di Architettura del bulbo è rivestito da sostanze dette fosfori, che convertono le radiazioni UV emesse dal mercurio in radiazioni visibili. Efficienza luminosa lm/ W Temperatura di colore: dipende dai fosfori R a = Vita media h

5 Lampade a vapori di alogenuri Lampade a vapori di alogenuri: sono costruttivamente simili a quelle al mercurio ma si distinguono da queste soprattutto per la composizione chimica delle sostanze gassose che riempiono il tubo di scarica. I composti usati, denominati alogenuri(o ioduriperché generalmente si sceglie lo iodio tra gli alogeni), sono formati da elementi non metalli (fluoro, cromo, bromo, iodio) detti alogeni, e da elementi metalli (sodio, tallio, indio). Campo di applicazione: Ambienti esterni Ambienti interni dove sono richiesti elevati flussi luminosi, come grandi magazzini, capannoni. Ra = Vita media = h Elevato tempo di riaccensione (si deve attendere che gli elettrodi si raffreddino)

6 Lampade 25 FEBBRAIO a vapori di mercurio 2011 ad alta pressione (applicazioni esterne) Sono costituite da un tubo di quarzo contenente vapore di mercurio (Hg) ad alta pressione, nel quale il passaggio di corrente stabilisce un arco tra due elettrodi, che determina l emissione di energia luminosa. L emissione prevalente è nel campo del blu e nel verde (resa cromatica bassa). I principali pregi delle lampade a mercurio sono la forte efficienza e la lunga durata; perciò esse sono impiegate per economicità di esercizio quando la resa del colore non ha importanza primaria.

7 Lampade a vapori di sodio (illuminazione esterna) Le lampade 25 FEBBRAIO a vapori di 2011 sodio a bassa pressione emettono luce monocromatica gialla alla lunghezza d onda caratteristica di emissione del sodio (589 nm). L efficienza luminosa è molto elevata, ma la pessima resa cromatica ne limita l impiego. Nella lampade a vapori di sodio ad alta pressione lo spettro di emissione comprende più frequenze e la resa cromatica è migliore anche se non ottima. Facoltà di Architettura

8 Confronto tra le prestazioni di sorgenti per uso residenziale (fonte ENEA) Facoltà di Architettura

9 Facoltà di Architettura Risparmio conseguibile con utilizzo di 2000 h/anno per un periodo di 5 anni (fonte ENEA)

10 Equivalenza tra lampade a fluorescenza compatte e lampade ad incandescenza

11 Sostituzione lampade ad incandescenza II Facoltà di Architettura

12 Lampade per uso terziario e commerciale (fonte ENEA)

13 I LED (Ligh Emitting Diods) I LED sono costituiti da diodi. Se sottoposti ad una tensione, rilasciano energia sotto forma di fotoni. Sono tipicamente formati da composti di gallio o silicio. In base alla loro composizione emettono luce di una particolare lunghezza d onda (monocr.). I primi led emettevano luce rossa (display), successivamente gialla e verde. Da quando furono realizzati anche i led blu (anni 90) è possibile ottenere tutte le combinazioni cromatiche. R, G, B. Facoltà di Architettura

14 I LED Pregi: Elevata affidabilità. Lunga durata (non risentono di umidità e vibrazioni). Elevata efficienza. Basso consumo. Applicazioni: segnaletica, retroilluminazione di display, cartelloni, illuminazione. Per quanto LABORATORIO riguarda l illuminazione costituiscono DI sicuramente COSTRUZIONI una promessa per il futuro, ma sono ancora in fase di evoluzione.

15 LED La loro applicazione è consigliata per la segnaletica stradale, per l illuminazione decorativa, quando sono richiesti effetti cromatici dinamici e nella valorizzazione di forme e volumi, date le loro piccole dimensioni e la possibilità di controllo ottimale del flusso luminoso Illuminazione decorativa Illuminazione stradale

16 Organic 25 FEBBRAIO LED (display, 2011 palmari) Un display OLED è una sottile pellicola, composta da vari strati sovrapposti. I costi sono ancora elevati e la durata è limitata. I display OLED conducono corrente solo in una direzione, comportandosi in modo analogo a un diodo: di qui il nome di O-LED. Le applicazioni nel settore dell illuminazione sono promettenti, ma non ancora competitive. Gli strati sono flessibili e la tensione di alimentazione è bassa Apparecchi illuminanti con tecnologia OLED

17 La luce 25 naturale FEBBRAIO 2011 Per luce naturale si intende quella proveniente dal sole e dalla volta celeste. La luce naturale consente di conseguire risparmi energetici, riducendo i consumi derivanti dall utilizzo dell illuminazione artificiale. La luce naturale è caratterizzata da variabilità nel tempo sia per quanto riguarda il flusso luminoso che la temperatura di colore. La luce del sole che contiene tutte le frequenze nel visibile (luce bianca) arriva in atmosfera e giunge al suolo in parte in linea retta, in parte dopo aver subito riflessioni multiple, a causa delle particelle presenti in atmosfera(vapor d acqua) e diffondendosi in tutte le direzioni. Le lunghezze d onda deviate dalla direzione rettilinea sono le più piccole e corrispondenti al blu,eccoperchéilcieloapparedicoloreblu. Le lunghezze d onda delle radiazioni che giungono direttamente al suolo privata di queste piccole lunghezze d onda appartengono alla banda del giallo-arancione(colore con cui appare il disco solare).

18 Diversa 25 composizione FEBBRAIO spettrale 2011 della luce naturale All alba e al tramonto il percorso delle radiazioni solari è più lungo, per cui vengono sottratte maggiormente le radiazioni con λ più piccola (blu) e il disco solare tende al colore rosso. Composizione spettrale e temperatura di colore della luce naturale sono estremamente variabili Per esempio: -la distribuzione corrispondente al cielo esposto a nord ha una T colore elevatissima -per sole e cielo al tramonto la T colore si abbassa notevolmente e i colori appaiono più caldi

19 Composizione 25 FEBBRAIO della luce 2011 naturale La luce naturale è costituita da: -la componente solare diretta, che è direzionale e che dipende dalla posizione del sole sulla volta celeste -la componente diffusa proveniente dalla volta celeste. La componente diffusa è dovuta a quella parte di radiazione solare che viene dispersa, per riflessioni LABORATORIO multiple, dalle particelle di vapore DI COSTRUZIONI acqueo e dal particolato presente in atmosfera. In particolare le nubi (particelle di acqua più grandi rispetto a quelle del vapor d acqua presente in atmosfera) riescono a deviare tutte le radiazioni (quindi grigie con diverse gradazioni). La componente diretta decresce con l aumentare della nuvolosità del cielo. In condizioni estreme (cielo overcast), la componente diretta è assente

20 La posizione 25 FEBBRAIO del sole nel 2011 cielo La luce naturale è legata alla posizione del sole sulla volta celeste, che dipende dalla posizione del punto in esame sulla superficie terrestre, posizione data da: coordinate geografiche (latitudine e longitudine), dall ora del giorno e dal giorno dell anno La posizione del sole è determinata da due angoli (coordinate solari) Altezza LABORATORIO solare: angolo formato tra la direzione DI dei COSTRUZIONI raggi solari ed il piano orizzontale. Azimut solare: angolo formato tra la proiezione sul piano orizzontale dei raggi solari e la direzione sud; per convenzione è negativo se la proiezione cade verso est. In alternativa all altezza solare lo Zenit: angolo formato tra la direzione dei raggi solari e la verticale (complementare dell altezza solare). Per calcolare la posizione del sole nel cielo: Tabelle e diagrammi della posizione del Sole(Fonte ENEA)

21 Coordinate solari Posizione di un generico punto della volta celeste

22 La luce naturale all interno degli edifici: il DF Parametro sintetico che serve per valutare l illuminazione naturale all interno di un ambiente confinato, in assenza di radiazione solare diretta, è il fattore di luce diurna o DF (daylightfactor) Esso è definito come il rapporto tra l illuminamento in un punto di una superficie in un ambiente interno e l illuminamento, nello stesso istante, su una superficie orizzontale esterna, in assenza di ostruzioni, prodotto dalla volta celeste escludendo la componente solare diretta. DF LABORATORIO Ei DI COSTRUZIONI = Eo 100 Facoltà di Architettura

23 L illuminamento interno è dovuto a tre fattori: - una parte di illuminamento è quello dato direttamente dal cielo -una parte arriva sul piano di lavoro per effetto della riflessione su superfici esterne, quali alberi e costruzioni vicine -una parte per effetto della riflessione su superfici interne, quali pareti, pavimento, soffitto, etc. Per cui DF è dato dalla somma di tre aliquote (%): DF = Ds + De +Di Ds (componente diretta che giunge sul punto in esame) De (compon. riflessa esternamente) Di (componente riflessa internamente)

24 DF medio DF m = E E mi om 100

25 Andamento 25 FEBBRAIO del DF per 2011 aperture laterali e lucernai L accesso di luce naturale all interno degli ambienti può avvenire per illuminazione laterale (superfici trasparenti sulle pareti verticali) ed illuminazione dall alto (lucernai). La distribuzione della luce naturale all interno degli ambienti della luce dipende: - dall orientamento delle aperture - dalle LABORATORIO loro dimensioni, forma e collocazione DI COSTRUZIONI -dalla presenza di sistemi di controllo della luce, - dalla geometria dell ambiente e dai fattori di riflessione delle superfici interne dell ambiente. Andamento del DF in ambienti con aperture laterali Andamento del DF in ambienti con lucernai

26 Isolinee relative al DF in ambiente con apertura su superficie verticale I valori sono elevati in prossimità della finestra e decrescenti verso la parete opposta, raggiungendo valori inferiori all unità.

27 DF in 25 ambiente FEBBRAIO con apertura 2011 con lucernaio La distribuzione del DF e degli illuminamenti è più uniforme rispetto al caso di illuminamento con apertura laterale

28 Facoltà di Architettura Riferimenti legislativi e normativi (valori minimi): - Circolare 25 FEBBRAIO del Ministero dei 2011 Lavori pubblici n 3151 del 22/5/1967 (edilizia civile sovvenzionata). - Circolare del Ministero dei Lavori pubblici n del 22/12/1974 (edilizia ospedaliera). -Decreto del Ministero della Sanità del 5/7/1975 (edilizia residenziale): area finestre >1/8 area pavimento. - D. M. del 18/12/1975 (edilizia scolastica). - UNI Locali scolastici criteri generali per l illuminazione artificiale e naturale, maggio 2007.

29 Metodi per la valutazione del fattore di luce diurna Metodi 25 FEBBRAIO grafici (BritishResearchEstablishment): 2011 BRE protractors Diagrammi di Waldram Metodi tabellari: metodo BRE Si basavano su un modello di cielo uniforme Uso di software (basati su modello di cielo overcast): dialux ecotect radiance, radiance download daylight 1-2-3

30 La radiazione solare diretta In linea di principio la radiazione solare diretta, e dunque la luce proveniente direttamente dal sole, va opportunamente schermata al fine di evitare fenomeni di abbagliamento e di eccessivo riscaldamento degli ambienti durante il periodo estivo. L impatto della componente solare diretta varia al variare della località, dell orientamento, dell ora del giorno e del giorno dell anno, in base alle ostruzioni ed ai sistemi schermanti presenti Facoltà di Architettura Ombre portate su facciate di edifici

31 Effetto della luce solare diretta in un ambiente interno

32 Sistemi per evitare eccessivi gradienti In presenza di radiazione solare diretta sono possibili in ambiente eccessivi gradienti di illuminamento, cioè zone fortemente illuminate e zone scarsamente illuminate. Mediante impiego di scaffali di luce (light shelves) opportunamente orientati, con aperture LABORATORIO verticali, è possibile distribuire DI la luce COSTRUZIONI negli ambienti con maggiore uniformità.

33 Sistemi per evitare eccessivi gradienti Nel caso di luce proveniente dall alto, la soluzione con sistemi trasparenti collocati su superfici verticali ed esposti a sud consente di fare accedere la luce solare diretta e distribuirla opportunamente in ambiente. Nella soluzione a dente di sega si ottiene una migliore distribuzione degli illuminamenti su piano LABORATORIO orizzontale. DI COSTRUZIONI Gli andamenti riportati nelle figure si riferiscono a cielo clear (sereno), con superfici vetrate orientate a sud. L illuminamento non è uniforme La soluzione a dente di sega riduce la disuniformità

34 L abbagliamento Sorgenti naturali o artificiali (come definito dalla CIE) In generale, il fenomeno dell abbagliamento è di due tipi: Abbagliamento fisiologico o disabilitante Abbagliamento psicologico Esempio di abbagliamento disabilitante (disability glare) Esempio di abbagliamento psicologico (discomfort glare)

35 Abbagliamento fisiologico o disabilitante Riduzione delle prestazioni visive dovuta alla diffusione della luce all interno dell occhio. Abbagliamento psicologico Perdita di comfort senza necessariamente provocare una perdita nella visione. Talvolta compresenti o indipendenti. A seconda del tipo di illuminazione è più importante l uno o l altro L abbagliamento fisiologico o disabilitante è fondamentale nelle strade con traffico motorizzato. Negli ambienti interni dove si permane nella stessa posizione per lungo tempo è il soggetto stesso che prende dei provvedimenti, rimuovendo le condizioni che lo provocano azionando schermi o abbassando tende o veneziane. L abbagliamento psicologico in ambienti interni, come quelli lavorativi, non inficiando le condizioni visive, è più insidioso perché produce un fastidio latente che con il tempo può arrecare disturbo e ridurre il rendimento lavorativo

36 Facoltà di Architettura Da cosa è prodotto l abbagliamento da luce naturale? L abbagliamento è dovuto al contrasto eccessivo tra la luminanza della finestra e quella delle pareti circostanti. Una sorgente con luminanza molto elevata e dimensioni piccole collocata su una parete scura produce maggiore abbagliamento di sorgenti ampie collocate su pareti chiare (altamente riflettenti).

37 Per ottenere distribuzioni di luminanza senza eccessivi gradienti può essere necessaria una sia pur minima integrazione mediante illuminazione artificiale, anche se disponibile l illuminazione naturale Bilanciamento tra luce naturale ed artificiale

38 Facoltà di Architettura Gli indici di abbagliamento da luce naturale Tutti gli 25 indici FEBBRAIO di abbagliamento 2011 da luce naturale dipendono dalla luminanza della finestra, da quella dello sfondo che rientra nel campo di vista e da parametri geometrici piuttosto complessi, quali gli angoli solidi sottesi dai diversi elementi all interno del campo di vista, nonché dalla posizioni di tali elementi rispetto alla direzione di osservazione. L indice più noto è il DGI (Daylight Glare Index). Attualmente si stanno proponendo e verificando altri indici.

39 Facoltà di Architettura Il DGI rispetto alle sensazioni prodotte, in relazione anche all UGR, indice di abbagliamento per sorgenti artificiali

40 Diminuzione di densità dell aria verso il basso Facoltà di Architettura Tecniche per la valutazione dell abbagliamento L abbagliamento 25 FEBBRAIO da luce 2011 naturale può essere valutato mediante tecniche di simulazione, necessarie in caso di progetto, oppure tramite misure in campo. In quest ultimo caso sono particolarmente significative le tecniche videografiche, che consentono il rilievo istantaneo della distribuzione di luminanza all interno del campo di vista e la valutazione più immediata degli indici di comfort. Diagramma in falsi colori ottenuto con l impiego del luminanzometro

41 Alcuni 25 criteri FEBBRAIO progettuali Massimizzare l impiego di luce naturale. -Le superfici interne con fattori di riflessione elevati riducono i fenomeni di abbagliamento e consentono una migliore distribuzione della luce. -Evitare che sui videoterminali si rifletta la luce proveniente dalle finestre. -Ridurre LABORATORIO gli eccessivi contrasti di luminanza DIe COSTRUZIONI gli effetti termici della radiazione solare diretta mediante opportuni sistemi di controllo (es. schermi).

42 Sistemi 25 di FEBBRAIO controllo del 2011 flusso luminoso Sistemi di controllo del flusso luminoso proveniente sia da sorgente naturale che da sorgente artificiale in modo da ottenere luminanze ottimali per i diversi compiti visivi. Per quanto riguarda la luce artificiale i sistemi di controllo sono gli apparecchi illuminanti. Il flusso luminoso emesso dalle lampade deve essere opportunamente distribuito e direzionato LABORATORIO nello spazio in modo da soddisfare DI le diverse COSTRUZIONI esigenze ed evitare i fenomeni di abbagliamento. A tal fine si adoperano dei sistemi costituiti da elementi riflettenti e/o rifrangenti e/o diffondenti che formano un sistema ottico. L insieme della lampada e di tale sistema è detto apparecchio illuminante. Altre funzioni dell apparecchio illuminante: protezione meccanica, elettrica e termica della lampada.

43 Diverse ottiche e distribuzioni di luce Sezione di apparecchio illuminante con lampada fluorescente

44 La distribuzione spaziale del flusso luminoso L intensità luminosa di una sorgente varia al variare della direzione nello spazio. La scelta di un apparecchio illuminante deve essere effettuata sostanzialmente tenendo conto del solido fotometrico, cioè della distribuzione spaziale delle intensità luminose, oltre che del flusso luminoso emesso, della potenza assorbita e della tensione di alimentazione. L intersezione del solido fotometrico con i vari piani passanti per l asse ottico della sorgente determina le curve fotometriche polari Facoltà di Architettura Le ditte produttrici di apparecchi illuminanti forniscono tali dati fotometrici sotto forma di diagrammi o tabelle, che descrivono la variazione dell intensità luminosa secondo differenti direzioni.

45 Variazione dell intensità luminosa Dati fotometrici

46 Il sistema di coordinate polari Si definisca 25 FEBBRAIO un sistema di 2011 riferimento per poter leggere i diagrammi polari. Si consideri l asse ottico dell apparecchio illuminante (asse verticale). Su ogni piano passante per esso si definisce l angolo γa partire dalla posizione verticale orientata verso il basso (nadir, corrispondente a γ =0 ), positivo in senso antiorario.

47 Il sistema di coordinate polari Facoltà di Architettura I differenti piani verticali sono individuati mediante l angolo C. Il piano corrispondente a C =0 (comprendente anche C=180 ) è solitamente un piano di simmetria (piano longitudinale). C è positivo se antiorario

48 Letture delle intensità luminose (Philips) su grafico polare e tabella Valore unico per ogni C e γ=0 asse ottico Per γ=30 e C=0 curva rossa Per γ=30 e C=90 (270)

49 Distribuzione del flusso luminoso Classificazioni del tipo di illuminazione in funzione della percentuale di flusso emessa verso l alto o verso il basso.

50 Distribuzione del flusso luminoso

51 Distribuzione del flusso luminoso

52 Apparecchi illuminanti: il LOR (Light Ouput Ratio) Facoltà di Architettura Parte del flusso luminoso emesso da una sorgente non fuoriesce dal corpo illuminante ma rimane intrappolato all interno per riflessioni e assorbimenti multipli da parte degli elementi che controllano il flusso Il LOR è il rapporto tra il flusso luminoso che fuoriesce e quello che rimane intrappolato dentro l apparecchio: maggiore è il LOR più efficiente è l apparecchio (%). Classificazione lampade secondo CIE: Stringa di 5 cifre Es: CIE FluxCode:

53 Apparecchi illuminanti: il LOR (Light Ouput Ratio) CIE FluxCode: Il LOR è l ultimo numero della stringa Il penultimo è il flusso luminoso emesso verso il basso (%) I primi tre rappresentano rispettivamente: -Il flusso luminoso (%) che ricade entro un angolo γdi 41,44 -Il flusso luminoso (%) che ricade entro un angolo γdi 60 -Il flusso luminoso (%) che ricade entro un angolo γdi 75,5 Facoltà di Architettura Esempio: CIE FluxCode: LOR = 87, il flusso è tutto diretto verso il basso (100%) Il 100% è emesso entro un angolo γdi 60 e di 75,5, solo il Il71% ricade entro un angolo γdi 41,44.

54 Apparecchi illuminanti: il LOR (Light Ouput Ratio) In figura Lampada: 1 x TL5-35W Flusso luminoso: 3300 lm Flusso effettivo: 3300 lmx 0.87 = 2871 lm CIE FluxCode: TBS318 1xTL5-35W/ indica la resa cromatica e la temperatura di colore Ra = 80; Tc= 3000K (tonalità calda) T5 diametro tubo 16mm Facoltà di Architettura Apparecchio incassato a soffitto (Philips) Curve fotometriche nei piani C0-C180 e C90-C270

55 Il LOR ed il CIE fluxcode Lampade: 25 FEBBRAIO 1 x TL5C60W2011 Flusso luminoso: 5000 lm(maggiore) Classificazione lampade secondo CIE: 96 CIE FluxCode: Flusso effettivo: 5000 lmx 0,53 = 2650 lm(minore) Il 96% del flusso luminoso è diretto verso il basso Facoltà di Architettura Apparecchio a sospensione con fluorescente tubolare circolare (Philips) Curva fotometrica simmetrica rispetto all asse verticale

56 Esempio di flusso luminoso diffuso Lampade: 25 FEBBRAIO 2x35 W, T5 G Classificazione lampade secondo CIE: 52 CIE FluxCode: Flusso luminoso: 7300 lm Flusso effettivo: 7300 x 0,63 = 4599 lm Flusso diretto verso il basso: 4599 x 0,53 = 2437,5 lm Flusso diretto verso l alto: ,5 = 2161,5 lm Facoltà di Architettura Apparecchio a sospensione con fluorescenti lineari (Philips) Curve fotometriche

57 Facoltà di Architettura Il controllo dell abbagliamento Negli 25 ambienti FEBBRAIO interni, 2011 gli apparecchi illuminanti sono dotati di appositi sistemi schermanti. In tali ambienti l abbagliamento da sorgenti artificiali è di tipo psicologico ed è valutato mediante l indice UGR (Unified Glare Rating), definito nel Technical Report della CIE n.117 del 1995 e ripreso dalla UNI del 2005 e dalla UNI EN riguardante l illuminazione dei posti da lavoro negli ambienti interni. Per quanto riguarda l illuminazione esterna, soprattutto quella stradale (EN ), ci si riferisce all abbagliamento debilitante (disability glare), esprimendolo mediante il parametro TI (Treshold Increment), oppure mediante l indice di abbagliamento GI.

58 Le fibre ottiche Rappresentano 25 FEBBRAIO un sistema 2011per la conduzione e la diffusione della luce a partire da una sorgente (lampada). Un sistema di illuminazione a fibre ottiche è costituito da un illuminatore costituito dalla lampada ed un connettore che convoglia la luce all'interno del cavo ottico. Il cavo di fibra ottica fa viaggiare la luce al proprio interno fino al punto desiderato, sfruttando il fenomeno della riflessione totale. Il terminale LABORATORIO definisce la distribuzione spaziale DIdel COSTRUZIONI flusso luminoso in uscita dalla fibra ottica. Vi sono fibre ottiche ad emissione laterale per applicazioni decorative. Fibra ottica ad emissione puntuale e vari tipi di terminali Fibre ottiche ad emissione laterale

59 Sistemi di controllo della luce naturale Schermi: 25 FEBBRAIO interni (blinds), 2011 esterni (louvers), fissi, mobili controllati in modo manuale o automatico. Impediscono l accesso della radiazione solare diretta. La radiazione solare diretta comunque, opportunamente controllata, può essere gradevole conferendo effetti luminosi all ambiente senza provocare abbagliamento, quindi favorevole dal punto di vista del comfort visivo e,inoltre, senza provocare problemi di surriscaldamento termico, LABORATORIO quindi non svantaggioso dal punto DI di vista COSTRUZIONI energetico. Pertanto la componente diretta della radiazione solare deve essere evitata in estate e favorita in inverno Tipologie di schermi Interni o esterni Gli schermi esterni sono più efficienti da punto di vista termico perché la radiazione solare non attraversa l elemento vetrato e non giunge nell ambiente. Fissi o mobili (switch manuale o automatico)

60 Facoltà di Architettura Localizzazione interna o esterna Tutti 25 i sistemi FEBBRAIO schermanti 2011ed in particolare quelli esterni richiedono una adeguata manutenzione, soprattutto se localizzati in zone ad elevato inquinamento. La presenza di sporco modifica le caratteristiche ottiche dei sistemi e riduce il fattore di trasmissione della radiazione luminosa, alterando le prestazioni. Sistemi schermanti interni I sistemi interni sono generalmente controllabili dall utenza, oppure regolati in modo automatico. Posso essere costituiti da materiali riflettenti o diffondenti (tende) e possono avere la caratteristica di impedire l accesso alle radiazioni ultraviolette

61 Sistemi di controllo integrati nel vetro Sono 25 composti FEBBRAIO da due lastre 2011di vetro fra le quali sono collocati materiali o dispositivi (alette) riflettenti e/o rifrangenti atti a migliorare le prestazioni luminose e termiche. Esistono molteplici tipologie, a controllo manuale o automatico, scelte in funzione delle esigenze tra le quali i pannelli con fish-system, i pannelli Okalux, i pannelli Kapilux ed Okaflex ( A questa categoria appartengono anche i TIM (TransparentInsulationMaterials): hanno una buona trasmissione della luce e un buon isolamento termico. Sono costituiti da materiali in policarbonato, polistirene, cloruro di polivinile.

62 Facoltà di Architettura Film olografici, filtri anti-uv, laser cut panels Il film 25 olografico FEBBRAIO è costituito 2011 da una pellicola che viene inserita in una doppia lastra di vetro e che rifrange in modo selettivo la radiazione luminosa. I flitrianti-uvsono realizzati con lastre di poliacrilico trasparente che assorbe il 98% delle radiazioni ultraviolette o in acetato di cellulosa che le assorbe totalmente. I laser cut panelssono delle lastre di plastica acrilica su cui, mediante laser, sono effettuati dei tagli paralleli, in modo che la luce venga rifratta in funzione della lunghezza d onda e dell angolo di incidenza.

63 LABORATORIO selettive. DI COSTRUZIONI Facoltà di Architettura Light shelves Oltre alla funzione di schermi solari, i sistemi con light shelvesinterni, come visto, consentono, se opportunamente progettati, di distribuire la luce naturale in modo più uniforme all interno dell ambiente. Anche le mensole esterne, riflettendo la radiazione proveniente dal sole e convogliandola all interno, incrementano l accesso di luce diffusa, schermando la diretta solare. Le mensole possono avere particolari proprietà ottiche ed essere Lucernai Costituiscono sistemi per illuminare dall alto soprattutto ambienti di grandi dimensioni. Consentono di ottenere ottime uniformità di illuminamento. Grazie all impiego di materiali e sistemi che riflettono la radiazione solare diretta, si possono limitare o eliminare problemi di abbagliamento e surriscaldamento

64 Il bilancio energetico di un componente finestrato Trasmittanza solare α e φ e =q i φ e +q e φ e Scambio termico All interno giunge: τ e φ e +q i φ e = (τ e +q i )φ e =gφ e

65 Scambio termico Q g =U g A g θ dipende dalla trasmittanzadel componente finestrato (telaio + vetro), il ponte termico tra vetro e telaio e della differenza di temperatura tra i due ambienti LABORATORIO Fattore di trasmissione luminoso DI COSTRUZIONI τ v = flusso luminoso trasmesso/flusso luminoso incidente

66 Le caratteristiche dei sistemi vetrati I principali 25 FEBBRAIO parametri 2011 che caratterizzano i componenti finestrati sono: la trasmittanzatermica U [W/m 2 K]; il fattore di trasmissione dell energia solare totale (fattore solare) g; il fattore di trasmissione luminosa τ v ; la resa cromatica Ra. Il rapporto LABORATORIO τ DI COSTRUZIONI v /g è indicativo di quanta luce solare penetra all interno dell ambiente rispetto all energia corrispondente

67 Radiazione 25 FEBBRAIO solare: 2011 Comprende UV-visibile-vicino IR Un vetro con buone capacità di trasmissione ha elevati valori di τ nel visibile. Se tale fattore è alto anche nel vicino IR, il vetro è adatto a climi rigidi invernali perché fa entrare la radiazione solare termica, non visibile. Se invece si attenua drasticamente l ingresso del vicino IR si ottiene un vetro adatto a climi caldi. Le caratteristiche di trasmissione e riflessione possono essere modificate con pellicole selettive. L energia assorbita dal vetro viene riemessacon λdel lontano infrarosso sia verso l interno che verso l esterno. È possibile, dunque, inserendo tali pellicole, massimizzare in funzione del clima il flusso termico reindirizzato verso l interno (vetro adatto a climi freddi) oppure quello reindirizzato verso l esterno (vetro adatto a climi caldi)