I consumi energetici per l illuminazione degli

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1 I consumi energetici per l illuminazione degli edifici: strategie per migliorare l efficienza Simone Secchi Dipartimento di Tecnologie dell Architettura e Design Pierluigi Spadolini Università di Firenze simone.secchi@taed.unifi.it

2 I presupposti dello studio L illuminazione artificiale degli ambienti interni rappresenta un contributo importante al consumo energetico negli edifici, soprattutto in riferimento a determinate tipologie edilizie (uffici, attività commerciali ecc.) Due le strategie possibile e tra loro complementari: La corretta progettazione delle superfici vetrate e l ottimizzazione dell apporto di luce naturale; Il miglioramento dell efficienzaefficienza del sistema di illuminazione artificiale

3 Il corretto dimensionamento delle finestre per ridurre i consumi energetici

4 Il dimensionamento delle finestre La dimensione delle finestre di un edificio influenza fortemente i consumi energetici in quanto: Modifica le dispersioni i i termiche verso l esterno (in inverno); Modifica gli apporti solari passivi (in inverno ed in estate) creando surriscaldamento Modifica la disponibilità di luce naturale variando i consumi per l illuminazione artificiale

5 Il corretto dimensionamento delle finestre (ipotesi dello studio) Ambiente per uffici con finestra con doppio vetro trasparente chiaro di dimensione variabile da minimo di legge (1/8 della superficie in pianta del locale 30% della facciata) al massimo dato dalla copertura dell intera facciata (100%) Assenza di schermature per il sole Trasmittanza pari a 0,53 (W/m 2 K) per la muratura ed a 3 (W/m 2 K) per la finestra Condizioni i iclimatiche tiih tipiche del dlcentro Italia Itli Affollamento pari a 9 m 2 /persona Carico dovuto alle apparecchiature pari a 15 W/m 2 di potenza sensibile; Sistema d illuminazione uniforme con lampade a incandescenza o tubi fluorescenti con flusso luminoso variabile in funzione della disponibilità di luce naturale Illuminamento sui piani di lavoro di 300 o 500 lux Orario di accensione impianto di illuminazione: / ;ù Impianto di raffrescamento in funzione da giugno ad agosto Impianto di riscaldamento dall 1 novembre al 15 aprile Risultati ti valutati ti in termini i di consumo di energia primaria i (fattore di conversione 2,9)

6 La disponibilità di luce naturale L impianto Limpianto di illuminazione artificiale integra la luce naturale fino al raggiungimento del livello di illuminamento di esercizio

7 Risultati del calcolo Lampade ad incandescenza lux SUD EST 20 OVEST Ridu uzione (% %) NORD Superficie finestrata (%)

8 Risultati del calcolo Lampade ad incandescenza lux 40 SUD 30 EST 20 OVEST ) Riduz zione (% NORD Superficie finestrata (%)

9 Risultati del calcolo Tubi fluorescenti lux 40 SUD 30 EST 20 OVEST zione (% %) Ridu NORD Superficie finestrata (%)

10 Risultati del calcolo Tubi fluorescenti lux 40 SUD EST Ridu uzione (% %) OVEST NORD Superficie finestrata (%)

11 Tubi fluorescenti lux Dettaglio dei consumi Tubi fluorescenti riscaldamento illuminazione nergia pr rimaria (kw Wh) Cons sumo di e raffrescamento SUD raffrescamento EST raffrescamento OVEST raffrescamento NORD Superficie finestrata (%)

12 L efficienza energetica nell illuminazione artificiale

13 Principali caratteristiche delle sorgenti luminose da interni Tipo di lampade Efficienza i Potenza Durata vita energetica (lm/w) lampada (ore) (W) Ad incandescenza Ad alogeni Fluorescenti compatte elletroniche Fluorescenti tubolari LED (Light Emitting Diode) (il singolo LED)

14 La certificazione energetica degli edifici Per la certificazione energetica degli edifici è necessario determinare il fabbisogno d energia per l illuminazione artificiale degli ambienti. Due aspetti importanti: 1. L energia elettrica impiegata per i sistemi illuminanti è energia pregiata (in termini d energia primaria pesa per un fattore di trasformazione pari a 2,9); 2. Il fabbisogno energetico per l illuminazione non può essere ridotto oltre un certo limite fisiologico senza penalizzare il compito visivo, peraltro nei luoghi di lavoro oggetto di specifiche norme. Livello di illuminamento richiesto per lavori di media finezza o lettura Illuminame ento (lux) fine

15 Le prospettive future Classi per Bolzano e Milano Casa Clima Gold e Gold Plus (TN) Fabbisogno energetico per riscaldamento < 10 kwh/m²a A < 30 kwh/m²a B C D E F G < 50 kwh/m²a < 70 kwh/m²a <90kWh/m²a < 120 kwh/m²a < 160 kwh/m²a > 160 kwh/m²a Come si evince dai valori delle classi energetiche e dei limiti imposti dal D.Lgs 311/06, già operanti in Italia, in futuro si dovranno ridurre sensibilmente i consumi per il riscaldamento degli edifici: ne consegue che l illuminazione condizionerà fortemente i consumi energetici complessivi, specie per gli edifici destinati ad uffici ed al terziario in generale.

16 Un caso studio Ambiente per ufficio dimensione: 6 x 6 x 3 m (h); superfici interne chiare: r m = 0.5. singola finestra laterale (1/8 sup. in pianta)di3,6x1,5m vetro camera trasparente chiaro (t = 0,84) Accensione impianto di illuminazione: (lunedì venerdì) Due distinte ipotesi per il sistema d illuminazione : a lampade ad incandescenza (100 W; flusso emesso: 1380 lumen) a lampade fluorescenti (58 W; flusso emesso: 5200 lumen) Livello di illuminazione di esercizio di 300, 500 e 750 lux (UNI 10380) Graduazione del flusso luminoso emesso dalle lampade in continuo (dimming) o con semplice accensione spegnimento dell impianto (switching) Assenza di sistemi automatici di rilevazione della presenza delle persone nel locale Tipo di ostruzione A: senza ostruzioni A B 2 m B: ostruzione da aggetto orizzontale C C: ostruzione da un edificio antistante 1,25 m 10 m 10 m

17 I risultati dello studio (ufficio con finestra priva di ostruzioni esterne) 300 LENI (k kwh/m2 anno incand dimming incand switching fluoresc dimming fluoresc switching Illuminamento di esercizio (lux)

18 I risultati dello studio I risultati (ufficio con finestra con ostruzioni esterne) Fabbisogno di energia per l illuminazione (Lione) con ostruzioni (B o C) LENI (kwh/m2 anno) incand dimming i e switching fluoresc dimming e switching Illuminamento di esercizio (lux)

19 Conclusioni Un erroneo eo dimensionamento e o delle e superfici vetrate di un edificio può comportare significativi incrementi dei consumi energetici per le esigenze di illuminazione o di raffrescamento degli ambienti; Il consumo energetico per l illuminazione degli ambienti può costituire una quota parte rilevante o prevalente dei consumi energetici globali di un edificio, soprattutto nel settore del non residenziale