ILLUMINARE GLI AMBIENTI DI LAVORO - Gli ambienti interni - Ing. Elena Pedrotti

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1 ILLUMINARE GLI AMBIENTI DI LAVORO - Gli ambienti interni - Ing. Elena Pedrotti

2 La norma UNI :2011

3 La norma UNI :2011 Gruppo di lavoro: CEN/TC 169 Light and lighting Lavori di revisione: inizio 2007 conclusione 13 marzo 2011 Entrata in vigore: 01 gennaio 2012

4 Contrasto di Luminanza

5 Contrasto di Luminanza Criteri: Visione per contrasto di luminanza (chiarezza delle superfici) Contrasto positivo: soggetto + chiaro dello sfondo Contrasto negativo: soggetto + scuro dello sfondo

6 contrasto di soglia Contrasto di Luminanza

7 Contrasto di Soglia Dipende da fattori relativi al compito visivo: - dimensioni minime dei dettagli da riconoscere; - rapidità richiesta nel riconoscere i dettagli; - continuità nell applicazione del compito visivo; - costo di eventuali errori nello svolgimento del compito; - età degli osservatori.

8 Compito visivo Zona del compito (Task Area): area del posto di lavoro dove ricadono gli elementi visivi del compito svolto; Area di lavoro orizzontale, verticale oppure inclinata, secondo reali necessità, ma sempre dichiarata;

9 Illuminamento La luminanza di un oggetto dipende dalla luce che incide su di esso e dalle proprie caratteristiche riflettometriche. MA - Caratteristiche spesso non conosciute a priori. - Superfici reali approssimabili con superfici di tipo lambertiano.(diffondenti opache) si preferisce definire il valore minimo dell illuminamento medio sull area

10 Illuminamento SCALA DEGLI ILLUMINAMENTI lx = illuminamento minimo per percepire correttamente il volto di una persona fattore 1,5 = minima differenza significativa nella percezione dell illuminamento

11 Illuminamento Livelli di illuminamento consigliati CIE:

12 Illuminamento Illuminamento del compito visivo: Specificati in UNI :2011 (cap.5) per singola attività o compito visivo; I parametri ottenuti sulle aree in oggetto NON possono essere inferiori ai valori richiesti, indipendentemente dall età dell impianto;

13 Illuminamento Illuminamento del compito visivo: SE condizioni di visione critiche (compiti difficili, alta possibilità di errori, piccoli dettagli, basso contrasto, lunghi tempi di lavoro), è possibile aumentare di almeno un gradino sulla scala degli illuminamenti; SE condizioni di visione favorevoli (dettagli grandi, alti contrasti, brevi tempi di utilizzo), è possibile ridurre i livelli richiesti.

14 Uniformità di Luminanza/Illuminamento Uniformità U = ill. puntuale minimo E min illuminamento medio E m Em = 420 lx U = 0,05 Em = 420 lx U = 0,55

15 Equilibrio di Luminanze L occhio si adatta a un livello di luminanza medio tra quella della zona centrale e quella della zona periferica all area visiva inquadrata. Una differenza di luminanze accentuata tra campi successivamente inquadrati richiede un continuo adattamento dell occhio con conseguente affaticamento!

16 Equilibrio di Luminanze Si devono evitare: luminanze troppo elevate che potrebbero provocare abbagliamento; contrasti di luminanza troppo elevati che causerebbero affaticamento (variazioni dell adattamento oculare); luminanze troppo basse e/o contrasti di luminanza troppo bassi (ambiente monotono e non stimolante)

17 ing. Elena Pedrotti I LUOGHI Trento, DI 08 LAVORO maggio 2015

18 Zone d intorno aree del locale dimensionate in funzione della loro destinazione d'uso. COMPITO VISIVO (Task Area) ZONA DI CONTORNO

19 Zone d intorno Zona del compito (Task Area): area del posto di lavoro dove ricadono gli elementi visivi del compito svolto; Area immediatamente circostante (Immediate surrounding): fascia di almeno 0,5 m di larghezza intorno alla zona del compito, contenuto entro il campo visivo; Area di sfondo (Background area): fascia larga almeno 3 m intorno all area immediatamente circostante e contenuta entro i limiti dello spazio in oggetto.

20 Zone d intorno Compito Visivo Em [lx] U 0 specifica A. Imm. Circostante Em [lx] U 0 0,40 Area di sfondo Em [lx] U 0 0, E task E task E task 10

21 Zone d intorno

22 Equilibrio di Luminanze Nella norma UNI EN (2011): Ipotesi di fattori di riflessione: soffitto: 0,7 0,9 pareti: 0,5 0,8 pavimento: 0,2 0,4 piani di lavoro : 0,2 e 0,7 Viene imposto un valore di illuminamento minimo per pareti e soffitti dei locali: Pareti: E m 50 lx U 0 0,10 Soffitto: E m 30 lx U 0 0,10

23 Equilibrio di Luminanze Nella norma UNI EN (2011): SE ambiente difficoltoso (dimensioni, complessità, costrizioni operative), sono ammessi valori minori; SE ambienti ad alta frequentazione, sono richiesti valori più elevati: Pareti: E m 75 lx U 0 0,10 Soffitto: E m 50 lx U 0 0,10

24 Ombre e Volumi

25 Ombre e Volumi

26 Ombre e Volumi

27 Ombre e Volumi WRONG RIGHT

28 Ombre e Volumi WRONG RIGHT

29 Ombre e Volumi Illuminazione delle scale dall alto per evidenziare la presenza dei gradini

30 Ombre e Volumi

31 Ill. cilindrico e Modellato Parametri di qualità non solo per compito visivo, ma per intero ambiente interno occupato dalle persone; comfort visivo, migliore aspetto delle persone, resa di forme e texture degli oggetti; Illuminamento cilindrico medio E z altezza di calcolo idonea (es: 1,2 m se persone sedute, 1,6 m se persone in piedi) 50 lx U 0 0, lx U 0 0,10 se ambienti ad elevati scambi interpersonali Indice di Modellato: ill. cilindrico / ill. orizzontale compreso tra 0,3 0,6 equilibrio tra luce diffusa e luce diretta luce diurna contribuisce a migliorare il modellato

32 Ombre e Volumi a) ill. diretta da una sola sorgente puntiforme b) ill. diretta da tre sorgenti puntiformi c) ill. diretta da sorgente estesa d) ill. diretta da sorgente estesa con apporto di luce riflessa e) ill. indiretta

33 Ombre e Volumi

34 ABBAGLIAMENTO ABBAGLIAMENTO DIRETTO se generato da sorgenti non schermate inserite nel campo visivo (lampade o finestre).

35 ABBAGLIAMENTO ABBAGLIAMENTO RIFLESSO se dovuto a raggi luminosi il cui riflesso ricade nell occhio.

36 ABBAGLIAMENTO DIRETTO

37 Indice di abbagliamento diretto Definito in guida CIE e riportato anche in UNI con la seguente formula dove: L S è la luminanza di sfondo L è la luminanza delle parti luminose di ogni apparecchio illuminante nella direzione di osservazione ω è l angolo solido delle parti luminose di ogni apparecchio illuminante nella direzione di osservazione p è l indice di posizione di Guth per ognuno degli apparecchio secondo la loro collocazione rispetto alla linea di visione Na è il numero di apparecchi illuminanti visualizzati

38 ABBAGLIAMENTO DIRETTO SE nella stanza si raggiungono valori di UGR superiori ai limiti previsti, il progettista è tenuto ad indicare le posizioni più appropriate per le postazioni di lavoro.

39 Indice di abbagliamento diretto Valutazione con metodo tabellare Esempio per lettura della tabella di UGR: altezza ambiente: 3,2 m altezza tra occhio e apparecchio H=3,2-1,2=2m larghezza locale 8m/2m=4H lunghezza locale 16m/2m=8H indici di riflessione: soffitto 70%, pareti 50%, pavimento 20%

40 ABBAGLIAMENTO RIFLESSO VOLUME D OFFESA volume comprendente tutte le direzioni speculari a quelle di osservazione per una comune area di lavoro.

41 ABBAGLIAMENTO RIFLESSO VOLUME D OFFESA volume comprendente tutte le direzioni speculari a quelle di osservazione per una comune area di lavoro.

42 Limitazione Abbagliamento Riflesso installazione degli apparecchi illuminanti al di fuori del volume di offesa; installazione di apparecchi illuminanti con emissione luminosa limitata nelle direzioni comprese nel volume di offesa; installazione di centri luminosi localizzati per ogni compito visivo tali da integrare il livello di illuminamento garantito dall impianto di base

43 Postazioni con videoterminali da rapporto ENEA RSE/2009/10

44 Postazioni con videoterminali Caso A Sfondo bianco, normali resa di colori e dettagli (scuole, uffici, ) Caso B Sfondo nero, elevata resa di colori e dettagli (postazioni CAD, ispezione colori, etc ) Schermi ad alta luminosità L > 200 cd/mq 3000 cd/mq 1500 cd/mq Schermi a media luminosità L 200 cd/mq 1500 cd/mq 1000 cd/mq

45 Postazioni con videoterminali OTTICA OLC (Omnidirectional Luminance Control)

46 Effetti luminosi

47 Effetti luminosi

48 Effetti luminosi

49 Effetti luminosi a parità di illuminamento medio e potenza installata, la disposizione dei punti luce modella gli spazi P inst = 32 x 2 x 26 W (1664 W) E = 350 lx

50 Effetti luminosi ILLUMINAZIONE DIRETTA luce direttamente sulla zona di lavoro efficienza sul piano di lavoro orizzontale soffitti scuri ombre pronunciate riflessi su superfici lucide

51 Effetti luminosi

52 Effetti luminosi ILLUMINAZIONE INDIRETTA apparecchio puntato verso il soffitto sorgenti diffuse atmosfera uniforme buon illuminamento delle pareti verticali ombre sfumate contrasti attenuati

53 Effetti luminosi

54 Effetti luminosi ILLUMINAZIONE DIRETTA INDIRETTA luce emessa sia verso l'alto sia verso il basso illuminamenti efficaci atmosfera gradevole ottima ombreggiatura

55 Effetti luminosi

56 Effetti luminosi CONFRONTO ENERGETICO

57 CRITERI DI PROGETTAZIONE Luce quanta ne serve: normativa di riferimento Luce di qualità: corretta resa dei colori e temperatura dei colori basso abbagliamento distribuzione delle luminanze confortevole Luce dove serve: corretta individuazione dei compiti visivi parzializzazione e modulazione dell impianto

58 CRITERI DI PROGETTAZIONE Principale normativa di riferimento: UNI (2011): Illuminazione dei posti di lavoro - Parte 1: Posti di lavoro in interni UNI (2005): Illuminazione di interni Valutazione dell abbagliamento molesto con il metodo UGR UNI EN ISO (2001): Requisiti ergonomici per il lavoro di ufficio con videoterminali CEI (1997): Specifica per la realizzazione di sale conferenze UNI (2007): Locali scolastici Criteri generali per l illuminazione artificiale e naturale UNI EN 1837 (2001): Sicurezza del macchinario Illuminazione integrata alle macchine UNI EN (2008): Prestazione energetica degli edifici ing. Elena Pedrotti Requisiti energetici per l illuminazione I LUOGHI Trento, DI 08 LAVORO maggio 2015

59 CRITERI DI PROGETTAZIONE Da considerare nel progetto di un impianto: Livello d'illuminazione (luminanza, illuminamento) Equilibrio di luminanze Limitazione dell'abbagliamento Resa cromatica Colore della luce Efficienza dell'illuminazione Integrazione luce artificiale e luce naturale Integrazione impianto con l'architettura Economia dell'impianto

60 Selezione degli Apparecchi Illuminanti SORGENTI LUMINOSE: cromaticità (Tc e Ra) flusso luminoso tipologia (gestione elettrica) APPARECCHI ILLUMINANTI: emissione luminosa (ampiezza e direzione del fascio luminoso) tecnologia fotometrica (rendimento ottico) tecnologia elettrica (alimentazione)

61 Selezione degli Apparecchi Illuminanti DIPENDE DA: tipologia delle superfici da illuminare colore delle superfici da illuminare volumi da evidenziare localizzazione delle direzioni di osservazione distanza tra proiettore e soggetto effetto desiderato

62 Procedimento progettuale METODO DEL FLUSSO GLOBALE N = numero degli apparecchi da installare; E = illuminamento medio orizzontale sul piano di lavoro; S = superficie del compito visivo; U = fattore di utilizzazione; Mf = fattore di manutenzione; Φ = flusso emesso per singola lampada; Nl = lampade per apparecchio.

63 Fattore di manutenzione

64 Fattore di manutenzione Da UNI EN :2011 par. 4.10:

65 Fattore di manutenzione Specifico riferimento alla CIE Guida alla manutenzione dei sistemi di illuminazione per interni per il calcolo del fattore di manutenzione dell impianto FM = LLMF x LSF x LMF x RSMF LLMF, fatt. manut. del flusso luminoso: riduzione di flusso luminoso nel tempo (invecchiamento) LSF, fatt. durata delle lampade: tasso di mortalità delle lampade LMF, fatt. manut. dell apparecchio: riduzione di flusso emesso nel tempo (sporcizia) RSMF, fatt. manut. del locale: calo degli indici di riflessione delle superfici del locale (sporcizia)

66 Decadimento Flusso Luminoso

67 Durata di Vita DURATA DI VITA MEDIA numero di ore di funzionamento dopo il quale, in un determinato lotto di lampade sottoposte a specifiche condizioni di prova, il 50% di esse ha cessato di funzionare. DURATA DI VITA UTILE numero medio di ore di funzionamento dopo il quale il flusso luminoso emesso da una lampada si riduce all 80% rispetto alle condizioni iniziali. DURATA DI VITA MEDIA ECONOMICA numero di ore di funzionamento dopo il quale il flusso luminoso emesso complessivamente da un determinato lotto di lampade sotto specifiche condizioni di prova è ridotto all 80% delle condizioni nominali.

68 Fattore di Manutenzione dell Apparecchio

69 Fattore di manutenzione I dati sono valutati dal progettista sulla base di dati raccolti oppure ricavati dalla pubblicazione CIE Il progettista è tenuto: elencare e motivare le ragioni delle scelte del fattore di manutenzione specificare le fonti luminose considerate preparare il piano di manutenzione dell impianto

70 6 CALCOLO ILLUMINOTECNICO COEFFICIENTI CORRETTIVI COEFFICIENTE DI LOCALE K tiene conto delle proporzioni del locale. FATTORE DI UTILIZZAZIONE U indica la misura in cui il flusso luminoso agente nell intero ambiente va ad interessare il piano di lavoro. COEFFICIENTE DI MANUTENZIONE Mf necessario per considerare la diminuzione progressiva nel tempo del flusso emesso dalle lampade per invecchiamento delle stesse o per il deposito di polvere e sporco sulla loro superficie. h a b

71 6 CALCOLO ILLUMINOTECNICO COEFFICIENTI DI RIFLESSIONE

72 Fattore di Utilizzazione

73 Fattore di Utilizzazione

74 Disposizione Apparecchi

75 Disposizione Apparecchi AD INCASSO IN VISTA A SOFFITTO (a plafone) A SOSPENSIONE BINARI ELETTRIFICATI IN VISTA A PARETE (ad applique ) SISTEMI COMPONIBILI

76 Griglie di calcolo Definizione del numero minimo di punti di calcolo e loro massima interdistanza: griglia di calcolo per TUTTE le aree; rapporto L/H di ogni cella = 0,5 2 (preferibile unitaria); dimensione massima p = 0,2 x 5 Log(d) con p: dimensione massima possibile della cella, MA sempre p 10 m d: dimensione maggiore dell area di calcolo se L/H>2, dimensione minima dell area di calcolo se L/H<2; escludere fascia perimetrale di 0,5 m dalle pareti del locale, a meno che la zone del compito visivo non sia compresa in tale area

77 L Griglie di calcolo