Il presente progetto è relativo agli interventi previsti nel POR-FESR 2007-

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1 Premessa Il presente progetto è relativo agli interventi previsti nel POR-FESR Asse III Obiettivo specifico 3.1.2a Sostegno all adozione dei principi di bioedilizia, bioarchitettura ed efficienza energetica degli edifici e utenze energetiche pubbliche non residenziali e prevede essenzialmente la riqualificazione di alcuni impianti di illuminazione pubblica del Comune di Esterzili. L obiettivo primario è quello di realizzare un impianto che sia efficiente e adeguato alle nuove normative vigenti relativamente agli impianti di illuminazione pubblica e fornisca le prestazioni illuminotecniche atte a garantire la sicurezza e il comfort degli utenti. Al tempo stesso, si dovrà prevedere un impianto che sia rispettoso delle nuove Linee Guida regionali relative alla limitazione dell inquinamento luminoso e dei consumi energetici. Stato attuale Attualmente l impianto è realizzato con l impiego di armature stradali su palo o su mensola fissata a parete, dotate di lampade a vapori di mercurio. Inoltre, i corpi illuminanti risultano in non perfetto stato di conservazione. I requisiti illuminotecnici attuali non sono tali da garantire i livelli di illuminamento e luminanza previsti dalle Norme. Inoltre, non si è rilevata la presenza di dispositivi per la regolazione del flusso luminoso. 1

2 SCELTE PROGETTUALI Normative di riferimento Norme UNI EN (settembre 2004) Norme UNI EN (ottobre 2007) Legge Regionale della Regione Autonoma della Sardegna, 29 maggio 2007, n. 2 art. 19 comma 1: Linee Guida per la Riduzione dell Inquinamento Luminoso e Relativo Consumo Energetico Norme CEI 64-7 (III edizione, 1998): Impianti elettrici di illuminazione pubblica e similari Norme CEI 64-8 (VI edizione, 2007): Impianti elettrici utilizzatori a tensione non superiore a 100 V in c.a. e 1500 V in c.c. Norme CEI 11-1 (IX edizione, 1999): Impianti elettrici con tensione superiore a 1 kv in corrente alternata Descrizione dell intervento Tenuto conto di quanto detto in premessa e nella descrizione dello stato attuale, è stata prevista la rimozione dei corpi illuminanti esistenti e la loro sostituzione con altri, rispondenti alle norme per la limitazione dell inquinamento luminoso, e, al tempo stesso, tali da consentire un notevole risparmio energetico. Sinteticamente, sono stati previsti i seguenti interventi: 2

3 Sostituzione dei corpi illuminanti dotati di lampade a vapori di mercurio con corpi del tipo cut-off, particolarmente indicati per la limitazione dell abbagliamento e dell inquinamento luminoso. Essi saranno dotati di lampada a vapori di sodio ad alta pressione di potenza 70W, 100 W o 150 W a seconda dei casi. I corpi illuminanti avranno tutti isolamento in classe II. Sostituzione dei sostegni, previa rimozione di quelli esistenti, costituiti da pali in acciaio di differenti altezze (4 m, 5 m, 6 m, 7 m) o da mensole a parete a seconda dei casi. Installazione di regolatori di flusso luminoso del tipo punto-punto in corrispondenza di ciascun centro luminoso. La regolazione sarà di tipo bipotenza, tale da garantire comunque l uniformità dell illuminamento. La commutazione dalla piena potenza alla potenza ridotta (riduzione superiore al 30%) sarà comandato dal microprocessore presente a bordo del regolatore, pilotato da un orologio astronomico. Sostituzione delle linee elettriche, consistente nello sfilamento dei cavi esistenti e nella posa all interno dei cavidotti esistenti di conduttori unipolari FG7R con isolamento in gomma EPR, di qualità G7, e guaina esterna in PVC, aventi varie sezioni. Sostituzione del quadro elettrico, denominato QG2, ubicato in Via S. Antonio, attualmente inadeguato sia dal punto di vista normativo, sia per quanto riguarda la funzionalità. In particolare, il quadro sarà dotato di interruttore generale di tipo magnetotermico differenziale, da interruttori magnetotermici di 3

4 sezionamento e protezione dei diversi tronchi di linea, nonché di contattore di linea comandato normalmente da un relè crepuscolare e comandabile manualmente, all occorrenza. Pertanto, si è effettuata una verifica illuminotecnica dalla quale risulta che la soluzione prospettata, costituita da corpi illuminanti di tipo cut-off, equipaggiati con lampada a vapori di sodio ad alta pressione (come vivamente raccomandato dalle Linee Guida regionali), garantisce il raggiungimento dei livelli prescritti per tutti i parametri di interesse; in particolare per ciò che riguarda la luminanza, l uniformità della luminanza, la limitazione dell abbagliamento e, al tempo stesso, le prescrizioni contenute nelle Linee Guida Regionali citate precedentemente. La presenza dei regolatori di flusso, consente inoltre risparmi energetici fino al 35 40%. 4

5 Allegato A RELAZIONE DI CALCOLO E IMPIANTI TECNOLOGICI 1. INTRODUZIONE Il progetto prevede la rimozione di vecchie armature, dotate di vecchie lampade a scarica a basso rendimento e/o con ottiche non rispondenti alle nuove Norme, e dei relativi sostegni e la dismissione delle linee di alimentazione, ormai obsolete e in cattivo stato di conservazione. Successivamente verranno realizzati ex-novo gli impianti di illuminazione nelle vie oggetto dell intervento, mediante la posa delle nuove linee di alimentazione, dei sostegni e di nuovi corpi illuminanti, con lampade ad alto rendimento ed ottiche adeguate alle Norme vigenti; infine, ogni apparecchio sarà dotato di regolatore di flusso luminoso del tipo bipotenza. L obiettivo dell intervento è quello di valorizzare le aree in oggetto dotandole di un impianto confacente alle esigenze dei residenti, garantendo così un elevato livello di sicurezza. Secondo il nuovo standard Europeo EN 13201, è stato effettuato uno studio dettagliato sulle caratteristiche della strada e dell'ambiente, con un processo che prendesse in considerazione i seguenti parametri : Velocità del traffico Utenti principali stradali Utenti esclusi Geometria della strada (strada trasversale, separazioni) Caratteristiche del traffico (flusso veicolare, presenza di biciclette, pedoni, parcheggi) Ambiente (spazio, illuminazione dell ambiente circostante) Alla conclusione dell'analisi si avrà l'identificazione del codice categoria di illuminazione della strada e la qualità e la quantità di livello di illuminazione. ME: le categorie ME riguardano i conducenti di veicoli motorizzati su strade con velocità di marcia medio/alte. CE: le categorie CE riguardano i conducenti di veicoli motorizzati e altri utenti della strada in zone di conflitto come strade in zone commerciali, incroci stradali di una certa complessità, rotonde, aree di coda, ecc. Le categorie CE si applicano inoltre alle zone utilizzate dai pedoni e dai ciclisti, per esempio i sottopassaggi. 5

6 Tipo di strada Classificazione delle strade e individuazione della categoria illuminotecnica di riferimento Descrizione del tipo della strada Limiti di velocità [km/h] Categoria illuminotecnica di riferimento A1 Autostrade extraurbane ME1 Autostrade urbane 130 A2 Strade di servizio alle autostrade ME3a Strade di servizio alle autostrade urbane 50 B Strade extraurbane principali 110 ME3a Strade di servizio alle strade extraurbane principali ME4a C Strade extraurbane secondarie (tipi C1 e C2) ME3a Strade extraurbane secondarie 50 ME4b Strade extraurbane secondarie con limiti particolari ME3a D Strade urbane di scorrimento veloce 70 ME3a 50 E Strade urbane interquartiere 50 ME3c Strade urbane di quartiere 50 F Strade locali extraurbane (tipi F1 e F2) ME3a Strade locali extraurbane 50 ME4b 30 S3 Strade locali urbane (tipi F1 e F2) 50 ME4b Strade locali urbane: centri storici, isole ambientali, zone CE4 Strade locali urbane: altre situazioni 30 CE5/S3 Strade locali urbane: aree pedonali 5 Strade locali urbane: centri storici (utenti principali: pedoni, ammessi gli altri 5 utenti) Strade locali interzonali Piste ciclabili Non dichiarato S3 Strade a destinazione particolare 30 CE5/S3 I calcoli illuminotecnici si rifanno agli impianti già esistenti e sulla reale situazione dei fabbricati, natura degli stessi per la classificazione delle aree di sicurezza, tasso di crimine, degli ingombri degli altri servizi elettrici aerei, sempre garantendo il rispetto delle distanze dettate dalle norme vigenti. 6

7 2. IMPIANTO ELETTRICO E DI ILLUMINAZIONE PUBBLICA 2.1 NORMATIVA L impianto di illuminazione sarà rivisto in ottemperanza alle Leggi, Decreti, Circolari e Norme CEI vigenti in materia. In particolare : - D.Lgs n. 81: Attuazione dell'articolo 1 della legge 3 agosto 2007, n. 123, in - materia di tutela della salute e della sicurezza nei luoghi di lavoro. ; - D.M : Eliminazione dei radio disturbi dagli apparecchi di illuminazione per lampade fluorescenti ; - Legge n. 186: Regola d Arte ; - Norme UNI EN Norme UNI EN Norme CEI 64-7 (III edizione, 1998): Impianti elettrici di illuminazione pubblica e similari ; - Norme CEI 64-8 (VI edizione, 2007): Impianti elettrici utilizzatori a tensione nominale non superiore a 1000 V in c.a. e 1500 V in c.c. ; - Norme CEI 11-1 (IX edizione, 1999): Impianti elettrici con tensione superiore a 1 kv in corrente alternata ; 2.2 FORNITURA DI ENERGIA I due quadri elettrici (denominati QG1 e QG2) per l alimentazione degli impianti nelle vie oggetto dell intervento sono installati a valle della fornitura in B.T. da parte dell ENEL, con sistema di distribuzione trifase e neutro, il cui punto di consegna è ubicato nelle immediate vicinanze dei quadri stessi, come indicato nei disegni di progetto. E presente, inoltre, un sottoquadro (denominato Q1) derivato dal QG1, per l alimentazione del centro storico. Dei quadri suddetti, solo il QG2 sarà sostituito nel presente intervento. Le correnti di c.c. sono state calcolate tenendo conto di una Icc al punto di consegna pari a 15 ka. Secondo la classificazione delle Norme CEI 64-7 l impianto appartiene al gruppo B (impianto di derivazione alimentato con tensione nominale non superiore a V in corrente alternata). La revisione degli impianti prevederà anche l adeguamento alla classe 2 (CEI /1.2.09) per ciò che concerne l isolamento, al fine di evitare l impiego (o di dismettere, ove esistenti) gli accessori per la messa a terra sia per le armature, sia per i sostegni, tenendo presente che per doppio isolamento si intende un isolamento costituito da un isolamento funzionale e da un isolamento di protezione, tra loro distinti. 7

8 2.3 CARATTERISTICHE GENERALI L impianto elettrico dovrà essere realizzato a regola d arte secondo la sopraccitata Legge n. 186 ed il D.Lgs. 81/2008. I componenti e l impianto, se non diversamente specificato, dovranno avere le seguenti caratteristiche: a) Conduttori I conduttori da installare nei tubi dovranno essere unipolari, a doppio isolamento del tipo FG7R. Tutti i conduttori saranno in rame e contraddistinti dai colori prescritti dalle tabelle CEI- UNEL 00722; in particolare il neutro sarà blu chiaro. b) Protezione dei circuiti elettrici Tutti i circuiti elettrici saranno protetti dai corto circuiti e dalle sovracorrenti, mediante l impiego di interruttori automatici magnetotermici aventi potere di interruzione adeguato. Detti interruttori sono stati dimensionati secondo la condizione: I b I n I z dove: I b = corrente di impiego del circuito I n = corrente nominale dell apparecchio di protezione I z = portata del conduttore c) Fattore di potenza Il calcolo di verifica delle portate e delle cadute di tensione lungo ciascuna linea, è effettuato ipotizzando cos = 0,90. d) Quadro generale e distribuzione principale L impianto avrà origine dai gruppi di misura ubicati in prossimità degli armadi stradali. Immediatamente a valle è prevista la presenza (nel caso del quadro QG1) o l installazione (nel caso del quadro QG2) di un quadro di protezione e comando, contenente le apparecchiature di protezione, con circuiti distribuiti in modo da frazionare l impianto onde evitare sezioni di cavo maggiorate e cadute di tensione troppo alte. 8

9 e) Dimensionamento delle protezioni E stato previsto, a protezione di ciascuna linea, un interruttore magnetotermico. Pur non essendo specificatamente richiesto dalle Norme CEI, l impianto è protetto contro i sovraccarichi, verificando la relazione: I If 1,45I b In Iz e z Dove: I b = corrente d impiego della linea; I n = corrente nominale del dispositivo di protezione; I f = corrente di funzionamento del dispositivo di protezione entro il tempo convenzionale. Per determinare il potere di interruzione della protezione è stata calcolata la corrente di corto circuito presunta nel punto di installazione mediante la formula: I cc 1,73 dove: V n = tensione nominale; R tot = resistenza totale (linea trasformatore); X tot = reattanza totale (linea trasformatore). Per i valori di reattanza e resistenza del trasformatore di cabina, è stato preso in considerazione un trasformatore da 400 kva. Inoltre nella scelta delle caratteristiche del dispositivo di protezione contro i corto circuito è stato verificato che il valore, risultante dall integrale di Joule, dell energia lasciata passare dall interruttore, non sia superiore al limite ammissibile dal cavo, attraverso la seguente formula: R V n 2 tot X 2 tot 2 I t dove il primo termine (I 2 t) è l energia specifica lasciata passare dal dispositivo d interruzione e il secondo (K 2 S 2 ) rappresenta il massimo valore di energia specifica che il cavo è in grado di sopportare. La verifica è stata effettuata solo per la Icc max, in quanto, essendo stata prevista la protezione da sovraccarico, con l impiego di un interruttore magnetotermico, la linea risulta protetta qualunque sia la corrente di corto circuito per guasto all estremità della linea. K 2 S 2 f) Grado di protezione minimo dei componenti I componenti dovranno avere grado di protezione minimo IP23. 9

10 g) Protezione dai contatti diretti e indiretti L utilizzo di opportuni involucri di protezione e distanziamento permette di assicurare la protezione dai contatti diretti. La protezione dai contatti indiretti sarà ottenuta con l utilizzo di componenti elettrici in classe II di isolamento. h) Protezione contro le lesioni meccaniche L impianto così strutturato non porta a supporre che vi possano essere parti di esso esposte a prevedibili lesioni meccaniche, in ogni caso questi saranno adeguatamente protetti. 2.4 CALCOLO ILLUMINOTECNICO Il metodo di calcolo utilizzato per il dimensionamento del livello di illuminamento è quello elaborato dalla CIE delle luminanze puntiformi. Il valore dell illuminamento medio E m si ricava con la formula: E m N i 1 E N Pi Dove: N = numero totale dei punti luce considerati; E Pi = illuminamento puntuale. L illuminamento orizzontale di un punto E P si calcola con formula: I E P 2 3 h cos Dove: I = intensità emessa dal centro luminoso; = angolo di inclinazione della radiazione; h = altezza dei centri luminosi dal suolo. Di seguito si riporta la tabella con i parametri previsti per le diverse categorie illuminotecniche: 10

11 Tabella E - CATEGORIE ILLUMINOTECNICHE SERIE ME: STRADE A TRAFFICO MOTORIZZATO DOVE E' APPLICABILE IL CALCOLO DELLA LUMINANZA, PER CONDIZIONI ATMOSFERICHE PREVALENTEMENTE ASCIUTTE Categoria Luminanza del manto stradale della carreggiata L min.mantenuta [cd/m 2 ] Uo min. Ul min. Abbagliamento debilitante TI% max (+5% per sorgenti a bassa luminanza) Illuminazione di contiguita' SR 2 min. (in assenza di aree di traffico con requisiti propri adiacenti alla carreggiata) ME1 2,0 0,4 0,7 10 0,5 ME2 1,5 0,4 0,7 10 0,5 ME3a 1,0 0,4 0,7 15 0,5 ME3b 1,0 0,4 0,6 15 0,5 ME3c 1,0 0,4 0,5 15 0,5 ME4a 0,75 0,4 0,6 15 0,5 ME4b 0,75 0,4 0,5 15 0,5 ME5 0,5 0,35 0,4 15 0,5 ME6 0,3 0,35 0,4 15 Nessun requisito Tabella G - CATEGORIE ILLUMINOTECNICHE SERIE CE: AREE A TRAFFICO MOTORIZZATO IN CUI NON E' POSSIBILE RICORRERE AL CALCOLO DELLA LUMINANZA Categoria Emedio min.mantenuto [lx] Illuminamento orizzontale Emin mantenuto [lx] CE0 50 0,4 CE1 30 0,4 CE2 20 0,4 CE3 15 0,4 CE4 10 0,4 CE5 7,5 0,4 Per il calcolo illuminotecnico, l impianto è stato suddiviso in 7 sottoimpianti con caratteristiche omogenee, come di seguito dettagliato: Sottoimpianto 1 strada tipo: Via San Salvatore; Sottoimpianto 2 strada tipo: Via Roma; Sottoimpianto 3 strada tipo: Via Santa Vittoria; Sottoimpianto 4 strada tipo: Via Eleonora D Arborea; Sottoimpianto 5 strada tipo: Via Sant Antonio; Sottoimpianto 6 strada tipo: Via Aldo Moro; Sottoimpianto 7 strada tipo: Via Agostino Leccis. In base a quanto sopra, sono stati ottenuti i risultati, riportati sinteticamente nella tabella seguente. 11

12 strada classificazione L med [cd/m 2 ] E med [lx] U o U I T i max SR VERIFICA Sottoimpianto 1 CE4-12 0, OK Sottoimpianto 2 ME5 0,9-0,4 0,4 12 0,5 OK Sottoimpianto 3 CE4-11 0, OK Sottoimpianto 4 ME5 0,9-0,4 0,4 12 0,5 OK Sottoimpianto 5 ME6 0,7-0,36 0,7 15 0,6 OK Sottoimpianto 6 ME5 0,8-0,39 0,7 15 0,6 OK Sottoimpianto 7 ME5 0,8-0,36 0,8 15 0,6 OK Relativamente alle caratteristiche fotometriche degli apparecchi illuminanti di tipo schermato, sono state utilizzate quelle messe a disposizione unicamente da Ditte produttrici specializzate nel settore e certificate ISO 9001 Vision DIMENSIONAMENTO E VERIFICA DELL IMPIANTO ELETTRICO In primo luogo si è determinato per ogni linea su cui si interviene, la potenza richiesta per l illuminamento dei vari tronchi. Si è quindi calcolata la potenza convenzionale di ogni linea dell impianto. Norme di riferimento: CEI-UNEL , Sistema di distribuzione: TT. Caratteristiche elettriche di alimentazione: 230V-50Hz. Fattore di carico: cos =0,90 R. Caduta di tensione massima ammissibile (5%): 11.5 V. Condizioni di posa: interrata entro tubo protettivo (cavi non distanziati). Cavi: unipolari con guaina tipo FG7R 0,6/1kV. Temperatura ambiente: 30 C. 2.6 PARAMETRI DI CONFRONTO SISTEMI DI RISPARMIO Sono stati confrontati degli impianti ben dimensionati in termini di distribuzione elettrica, e con le linee in ottimo stato di isolamento, come di fatto saranno al termine dell intervento, con gli impianti attuali, realizzati con linee che presentano un elevata dispersione di corrente. Inoltre si è tenuto conto del fatto che è prevista la sostituzione delle armature stradali con altre ad alta efficienza e quindi con lampade di potenza inferiore, atte a garantire almeno pari livello di luminanza all esistente. 12

13 Infine, si è preso in considerazione il risparmio energetico ottenibile con l adozione dei regolatori di flusso luminoso: infatti, si ottiene un abbattimento dei consumi dell 8% con la semplice stabilizzazione della tensione al valore (fase-neutro) di 220 V ed un ulteriore abbattimento del 40% mediante la riduzione della tensione stessa. Si è optato per una regolazione punto-punto, in quanto permette una maggiore flessibilità di regolazione e garantisce la continuità di servizio in caso di guasto di un apparecchio o di un singolo regolatore. 2.7 CRITERI DI SCELTA Analizzate le ore medie nazionali di accensione degli impianti di pubblica illuminazione che sono state stimate in 4185, la possibilità di ridurne il flusso fino al 50% come dettato dalle Norme per la metà delle ore, i nuovi parametri dei livelli di illuminamento dettati dalla UNI EN 11248, sono state scelte le opzioni : 1) sostituzione di tutte le armature, presenti nelle vie oggetto di intervento, non rispondenti alle Norme sull inquinamento luminoso, attualmente cablate per lampade ai vapori di mercurio, con lampade, da 70 W, da 100 W o da 150 W a seconda dei casi, ai vapori di sodio alta pressione ed altissima resa, al fine di applicare dei sistemi di dimmerizzazione fino al 40% del rendimento; 2) regolazione del flusso luminoso, del tipo punto-punto, per le armature di nuova installazione facenti capo ai quadri QG1, QG2 e Q1 rispettivamente. Le nuove ottiche ad altissima efficienza sopra indicate, unitamente alle nuove lampade a fuochi ridotti che emettono maggiori quantità di klm a parità di potenza, permettono la sostituzione come indicato senza pericolo alcuno per l uniformità e la sicurezza veicolare e pedonale. 13