NUOVE TECNOLOGIE PER LA CORRETTA GESTIONE DELL ILLUMIAZIONE PUBBLICA

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1 NUOVE TECNOLOGIE PER LA CORRETTA GESTIONE DELL ILLUMIAZIONE PUBBLICA a cura di Fabio Pagano - ASSIL

2 Classificazione dei sistemi di illuminazione urbana intelligente

3 Classificazione dei sistemi di illuminazione urbana intelligente Le prime lampade per l illuminazione stradale sono state utilizzate dai greci e dai romani, dove la luce serviva principalmente per migliorare la sicurezza, sia per proteggere il viandante da inciampi dovuti ai sentieri accidentati sia per ridurre il pericolo di aggressioni. A quel tempo erano prevalentemente utilizzate le lampade ad olio che avendo una fiamma di lunga durata e di moderata intensità. Nel 1875 a Parigi vi fu la prima strada dove venne impiega l illuminazione elettrica, con lampade ad arco, la 'Yablochkov candela, sviluppata dal russo Pavel Yablochkov. Smart city, smart grid, smart lighting,.. Le tecnologie attualmente disponibili sul mercato per la gestione del flusso luminoso degli impianti di illuminazione pubblica agiscono principalmente su: accensione e spegnimento dell impianto, stabilizzazione e regolazione del flusso luminoso, sistemi di telecontrollo e telegestione e rifasamento della linea.

4 Classificazione dei sistemi di illuminazione urbana intelligente IERI Illuminazione urbana esclusivamente per garantire sicurezza e orientamento per i cittadini OGGI Illuminazione urbana artefice di identità culturale e interazione sociale Definizione di ILLUMINAZIONE URBANA INTELLIGENTE Effettiva integrazione, automatica ed ecocompatibile, di sistemi fisici, digitali e sociali per garantire la migliore illuminazione, sicurezza ed interoperabilità in ogni situazione. Il sistema di illuminazione intelligente potrebbe integrarsi o interfacciarsi con altri sistemi intelligenti come smart building, smart city o smart grid. ASSIL propone un nuovo approccio per meglio definire e razionalizzare l applicazione delle tecnologie smart al servizio illuminazione stradale.

5 Classificazione dei sistemi di illuminazione urbana intelligente Al fine di poter fare una corretta classificazione dei sistemi, ASSIL procede con una chiara definizione di: Telecontrollo: Trasmissione, dalla periferica al computer del Centro di Controllo, dei dati e degli stati di funzionamento dell impianto (monitoraggio dei parametri funzionali) Telecomando: Programmazione, comando e regolazione a distanza delle modalità di funzionamento di un impianto tramite un adeguato software installato presso un Centro di Controllo Telegestione: Insieme delle funzioni di telecontrollo e telecomando tramite un unico software di gestione. Centro di Controllo: PC o server, installato anche a grande distanza dagli impianti, che raccoglie e gestisce tutti i dati e le attività relative agli impianti di Pubblica Illuminazione di una città o di un quartiere tramite un applicativo Software dedicato

6 Classificazione dei sistemi di illuminazione urbana intelligente LIVELLO 1 - SISTEMA STAND ALONE Non comunica a distanza Multilivello: modifica autonomamente i livelli di illuminazione durante la notte Pre-programmato in fabbrica e/o modificabile solo recandosi in sito Accensione e spegnimento rapportati al ciclo giorno/notte durante tutto l anno, modificando gli orari in accordo alle stagioni

7 Classificazione dei sistemi di illuminazione urbana intelligente LIVELLO 2 TELECONTROLLO Multilivello, in quanto modifica autonomamente i livelli di illuminazione durante la notte Comunicazione unidirezionale: da periferica al Centro di Controllo. La periferica comunica al Centro di Controllo gli stati, gli allarmi e le misure; L accensione e lo spegnimento sono rapportati al ciclo giorno/notte durate tutto l anno, modificando gli orari in accordo alle stagioni

8 Classificazione dei sistemi di illuminazione urbana intelligente LIVELLO 3 TELEGESTIONE Comunicazione bidirezionale periferica/centro di Controllo Multilivello: modifica autonomamente i livelli di illuminazione durante la notte L accensione e lo spegnimento sono rapportati al ciclo giorno/notte durate tutto l anno, modificandogli orari in accordo alle stagioni

9 Classificazione dei sistemi di illuminazione urbana intelligente LIVELLO 4 TELEGESTIONE & INTEROPERABILITA Comunicazione bidirezionale periferica/centro di Controllo tramite un software aperto e che interagisce con altri sistemi in ottica smart city. Multilivello: modifica autonomamente i livelli di illuminazione durante la notte Interazione in tempo reale con sensori (luce solare meteo traffico ecc.), per garantire la migliore illuminazione in quel momento, ovvero quella che garantisce la maggiore sicurezza e il maggior risparmio energetico Predisposizone per la trasmissione dei dati di sistemi no lighting (Wi-Fi, videosorveglianza, Gestione totem interattivi, Servizi informativi ecc.)

10 Rischio fotobiologico delle lampade: un mito da sfatare Criteri di valutazione del rischio

11 Rischio fotobiologico delle lampade - Criteri di valutazione del rischio Impatto e valutazione dei limiti sulle sorgenti di illuminazione: 3 tipi di rischi legati alla luce: - I rischi dovuti alla radiazione UV sono stati ampiamente discussi e attualmente sono coperti dalle norme di prodotto delle sorgenti e dalla norma IEC/EN per gli apparecchi, già in linea a con la IEC (per 500 lux). - I rischi per radiazioni IR non sono quasi mai un problema se non per lampade ad incandescenza di elevata potenza. - I rischi da luce blu sono fenomeni normalmente limitati a poche sorgenti tradizionali e sono di particolare rilevanza per i LED e alcune lampade alogenuri. E stato quindi necessario introdurre requisiti specifici nelle norme di prodotto per soddisfare i requisiti di legge. Es. Rif.: D.Lgs. 81/2008 e s.m.i. Capo V, artt. 213 e 215

12 Rischio fotobiologico delle lampade - Criteri di valutazione del rischio Determinazione dei gruppi di rischio (IEC 62471) In base a tempi di esposizione, nella norma IEC/EN sono definiti dei gruppi di rischio. Sulla base di questi ultimi sono determinati i valori massimi di esposizione Limite di radiazione Tempo di esposizione

13 Rischio fotobiologico delle lampade - Criteri di valutazione del rischio RG 0 Exempt group: assenza di pericolo Gruppi di rischio (IEC 62471) I gruppi di rischio sono: an actinic ultraviolet hazard (Es) within 8-hours exposure (30000 s), nor a near-uv hazard (EUVA) within 1000 s, (about 16 min) nor a retinal blue-light hazard (LB) within s (about 2,8 h), nor a retinal thermal hazard (LR) within 10 s, nor an infrared radiation hazard for the eye (EIR) within 1000 s. RG 1 - Gruppo di rischio1 (basso): assenza di pericolo dovuta ad una limitazione dell emissione di radiazione intrinseca al prodotto an actinic ultraviolet hazard (Es) within s, nor a near ultraviolet hazard (EUVA) within 300 s, nor a retinal blue-light hazard (LB) within 100 s, nor a retinal thermal hazard (LR) within 10 s, nor an infrared radiation hazard for the eye (EIR) within 100 s.

14 Rischio fotobiologico delle lampade - Criteri di valutazione del rischio Gruppi di rischio (IEC 62471) Gruppo di rischio 2 (medio): pericolo dovuto principalmente a effetti fotochimici e termici an actinic ultraviolet hazard (Es) within 1000 s exposure, nor a near ultraviolet hazard (EUVA) within 100 s, nor a retinal blue-light hazard (LB) within 0,25 s (aversion response), nor retinal thermal hazard (LR) within 0,25 s (aversion response), nor an infrared radiation hazard for the eye (EIR) within 10 s. Gruppo di rischio 3 (alto): pericolo presente anche in caso di esposizione breve e limitata. Lampade che superano i limiti per il rischio 2 Associazione Nazionale Produttori Illuminazione

15 Rischio fotobiologico delle lampade - Criteri di valutazione del rischio Gruppi di rischio (IEC 62471) RG 0 (Gruppo di rischio esente): i limiti sono calcolati con tempi di esposizione molto lunghi ne deriva che i livelli prescritti per questo gruppo non sono mai in grado di causare un pericolo anche a seguito di esposizioni prolungate nel tempo. RG 1 (Gruppo di rischio basso): i limiti sono calcolati per dei tempi di esposizione inferiori, ma che garantiscono una esposizione sicura a seguito della naturale limitazione all esposizione dovuta al normale utilizzo di apparecchiature. RG 2 (gruppo di rischio medio): la sorgente non provoca un rischio in seguito ad una reazione istintiva guardando sorgenti di luce molto luminose o in seguito ad una sensazione di disagio termico. RG 3 (rischio elevato): la sorgente può costituire un rischio anche in seguito a un esposizione momentanea o breve. Associazione Nazionale Produttori Illuminazione

16 Rischio fotobiologico delle lampade - Criteri di valutazione del rischio Impatto e valutazione dei limiti sulle sorgenti di illuminazione:

17 Rischio fotobiologico delle lampade - Criteri di valutazione del rischio Moduli LED - IEC draft A2 UV: introduzione del requisito di misura con limite max RG 0 (2mW/klm). Per moduli LED per illuminazione generale che non basano il loro funzionamento sulla conversione della radiazione UV non è previsto il superamento dei limiti Blu light hazard: da valutare con il TR IEC IR: conformi a RG 0 senza prove

18 Rischio fotobiologico delle lampade - Criteri di valutazione del rischio La radiazione ottica delle sorgenti luminose - TR IEC Application of IEC to light source and luminaire for the assessment of blue light hazard - IEC : Luminaires - Part 1: General requirements and tests - Implicazione sugli impianti

19 Rischio fotobiologico delle lampade - Criteri di valutazione del rischio Metodi da valutazione della sorgente e dell apparecchio: d min RG 2 RG 1 RG 0 Scopo delle normative tecniche è stabilire dove si trova la soglia tra RG 2 e RG 1

20 Rischio fotobiologico delle lampade - Criteri di valutazione del rischio Considerazioni finali

21 Rischio fotobiologico delle lampade - Criteri di valutazione del rischio Illuminazione stradale: esempio pratico Apparecchio LED per illuminazione stradale Temperatura colore 5000 K Apparecchio installato a 5m (normalmente installato a 7m) Persona alta 2m che fissa la sorgente Utilizzo delle considerazioni del TR IEC con metodo semplificato (margine di sicurezza pari a 2)

22 Rischio fotobiologico delle lampade - Criteri di valutazione del rischio Illuminazione stradale: esempio pratico 123 lx << 650 lx 272 lx << 650 lx 98 lx

23 Rischio fotobiologico delle lampade - Criteri di valutazione del rischio Conclusione: Pur considerando tutte le ipotesi più gravose, i valori calcolati di illuminamento non determinano livelli di radiazione che possano avvicinarsi ai limiti del gruppo di rischio RG 1. Si può quindi affermare che nell illuminazione stradale il rischio da luce blu, in termini pratici, sia generalmente esente da pericolo.

24 Protezione contro le sovratensioni in apparecchi di illuminazione LED (per esterni) Associazione Nazionale Produttori Illuminazione Via Monte Rosa, Milano Tel.: Web:

25 Protezione contro le sovratensioni in apparecchi di illuminazione LED (per esterni) L'evoluzione della tecnologia LED è caratterizzata dalla sua rapida diffusione e al crescente utilizzo anche negli impianti di illuminazione per esterni. L'adozione senza accorgimenti di questa nuova fonte di illuminazione porta a un numero considerevole di guasti sui prodotti installati. L'analisi del tipo di guasto segnalato ha evidenziato che, nella maggior parte dei casi, l'origine dei malfunzionamenti è principalmente dovuto alle sovratensioni che interessano l'apparecchi. ASSIL ha predisposto il Technical Statement Protezione contro le sovratensioni in apparecchi di illuminazione LED per esterno, per fornire linee guida sul fenomeno delle sovratensioni e i possibili impatti sull'affidabilità dei prodotti, al fine di prevenire tali fenomeni nelle installazioni e negli impianti. Associazione Nazionale Produttori Illuminazione Via Monte Rosa, Milano Tel.: segreteria@assil.it Web:

26 Protezione contro le sovratensioni in apparecchi di illuminazione LED (per esterni) CONTROLGEAR LED MODULE - +

27 Protezione contro le sovratensioni in apparecchi di illuminazione LED (per esterni) I requisiti di immunità per gli apparecchi di illuminazione sono definiti nella norma CEI EN 61547

28 Protezione contro le sovratensioni in apparecchi di illuminazione LED (per esterni) Ma la norma impianti CEI 64/8 prevede quanto segue: 28

29 Protezione contro le sovratensioni in apparecchi di illuminazione LED (per esterni) Scariche elettrostatiche

30 Protezione contro le sovratensioni in apparecchi di illuminazione LED (per esterni) Problemi di surge o scariche elettrostatiche Possibili soluzioni: Uso di alimentatori con un livello di immunità aumentato (4kV 6kV) Uso di SPD in accordo alla IEC EN (solo per classe I) Uso di ulteriori filtri in ingresso o in uscita dell unità di alimentazione Uso delle impedenze di protezione Uso degli isolamenti maggiorati

31 Protezione contro le sovratensioni in apparecchi di illuminazione LED (per esterni) IEC : 2014 impedenze di protezione CONTROLGEAR LED MODULE - + Definizione protective impedance device component or assembly of components used to bridge double or reinforced insulation and the impedance and construction of which are such as to ensure that steady state touch current and charge are limited to a nonhazardous level.

32 Problematiche di installazione in sistemi intelligenti per l illuminazione urbana Associazione Nazionale Produttori Illuminazione Via Monte Rosa, Milano Tel.: segreteria@assil.it Web:

33 Problematiche di installazione in sistemi intelligenti per l illuminazione urbana La progettazione e la realizzazione di un impianto intelligente, che consenta un significativo risparmio energetico ed una maggiore adattabilità alle esigenze delle amministrazioni e dei gestori locali, non è esente da problematiche da risolvere. È necessaria una corretta progettazione ed una accurata scelta di fornitori e componenti per evitare imprevisti e malfunzionamenti di natura tecnica, amministrativa o legale, che ne limiterebbero flessibilità ed operatività. Il ruolo del progettista del sistema smart risulta, pertanto, fondamentale sia in fase di valutazione della situazione esistente (audit) sia per proporre possibili soluzioni innovative in base alle esigenze attuali, tenendo anche conto di un possibile ulteriore sviluppo futuro dei servizi da offrire o degli elementi da collegare all impianto smart. Associazione Nazionale Produttori Illuminazione Via Monte Rosa, Milano Tel.: segreteria@assil.it Web:

34 Al fine di effettuare una scelta consapevole, alcuni elementi devono essere considerati: Interferenze elettromagnetiche Le frequenze ed i sistemi di trasmissione dati possono sovrapporsi alle frequenze di rumore emesse dagli alimentatore o da altre utenze elettriche oppure da altri dispositivi in Radio Frequenza (es. telecomandi, ecc). Marcatura CE dell apparecchio di illuminazione L installazione di schede o elementi elettronici di controllo o di trasmissione dati all interno dell apparecchio di illuminazione, ad opera di terzi diversi dal produttore originale, deve essere valutata con scrupolo in quanto potrebbe far decadere la validità della marcatura CE del prodotto e le eventuali certificazioni di parte terza. Compatibilità termica Problematiche di installazione in sistemi intelligenti per l illuminazione urbana Oltre agli aspetti formali connessi alle responsabilità relative alla marcatura CE (in generale alla legislazione vigente) è necessario, in particolare, assicurarsi che ogni componente aggiuntivo nell apparecchio possa sopportare le condizioni termiche che si determinano all interno dell apparecchio durante il suo funzionamento. Associazione Nazionale Produttori Illuminazione Via Monte Rosa, Milano Tel.: segreteria@assil.it Web:

35 Problematiche di installazione in sistemi intelligenti per l illuminazione urbana Tenuta alle tensioni impulsive: La componentistica elettronica è particolarmente sensibile alle tensioni impulsive. In particolare, negli impianti di illuminazione esterna la possibilità che eventi atmosferici o transitori provenienti dalla rete possano verificarsi è abbastanza frequente. È importante dunque scegliere i prodotti più appropriati caso per caso ed eventualmente predisporre le opportune protezioni sull'impianto. Alimentazione degli impianti durante il giorno: La realizzazione di reti intelligenti presuppone di alimentare costantemente vari dispositivi, anche diversi dal servizio luce. Pertanto, l'impianto è sempre sotto tensione, anche durante il giorno. Ciò rende necessario adottare soluzioni aggiuntive intese a garantire la sicurezza degli operatori impegnati nelle operazioni di manutenzione. Modalità di istallazione dei componenti di impianto: L effettuazione di fori nel palo determina una riduzione o modifica delle caratteristiche meccaniche delle stesso, con impatti sulla sua certificazione e marcatura CE. Associazione Nazionale Produttori Illuminazione Via Monte Rosa, Milano Tel.: segreteria@assil.it Web:

36 Problematiche di installazione in sistemi intelligenti per l illuminazione urbana Consumi elettrici dei dispositivi ausiliari: È opportuno considerare che le tariffe per il consumo dell energia elettrica posso essere differenti, per la parte illuminazione, rispetto alle altre utenze collegate allo stesso impianto che svolgono servizi differenti. Gestione della manutenzione: È opportuno valutare vincoli contrattuali di manutenzione che potrebbero limitare, se non rendere impossibile, l installazione successiva di nuovi dispositivi o componenti (es. da fornitori diversi). Compatibilità tra sistemi differenti e diversi sistemi di comunicazione Le tecnologie di Smart Lighting necessitano di dispositivi ottimizzati per la comunicazione sia in termini di funzionalità sia in termini di costo, per garantire una efficace comunicazione, una corretta compatibilità con l apparecchio di illuminazione e il corretto funzionamento del sistema nel tempo. Associazione Nazionale Produttori Illuminazione Via Monte Rosa, Milano Tel.: segreteria@assil.it Web:

37 Problematiche di installazione in sistemi intelligenti per l illuminazione urbana Collegamento con l interfaccia utente e scelta della tecnologia di trasmissione adeguata: Per fare in modo che i dati o i segnali dell impianto possano arrivare all interfaccia utente è necessario garantire una efficace trasmissione dei dati da ogni singolo punto al quadro centrale e da quest ultimo alla rete internet per una accessibilità remota. Compatibilità tra elementi dell impianto L implementazione di sistemi di controllo, regolazione o di comunicazione potrebbe avvenire in diverse tempistiche per ammodernamenti di impianti. Le aziende ASSIL del settore garantiscono competenza e supporto per progettare, fornire e ed installare sistemi di illuminazione intelligenti nelle migliori condizioni. Associazione Nazionale Produttori Illuminazione Via Monte Rosa, Milano Tel.: segreteria@assil.it Web:

38 ASSIL - Associazione Nazionale Produttori Illuminazione Via Monte Rosa, Milano Tel.: Fax: Segreteria: assil.it Area Tecnica: assil.it Area Marketing & Comunicazione: assil.it Associazione Nazionale Produttori Illuminazione Via Monte Rosa, Milano Tel.: segreteria@assil.it Web: