CORSO DI FISICA TECNICA Tecniche del COSTRUIRE AA 20010/11 ILLUMINOTECNICA. Lezione n 4: La luce naturale

Documenti analoghi
Analisi delle Strategie di Risparmio Energetico adottate nel Nuovo Meyer di Firenze: il primo Ospedale Bioclimatico d Italia

L illuminamento medio in esercizio risulta pari a 500 lux. Determinare :

Grandezze fotometriche

Fondamenti di illuminotecnica. Laboratorio di illuminazione CORVO - Ispra

Tunnel Solare nel centro storico

Materiale didattico validato da: L ambiente luminoso. Il Benessere Visivo. Rev. 1 lug Illuminamento slide 1 di 25

Calcoli di illuminamento artificiale per interni. Prof. Ing. Cesare Boffa

Laboratorio di Costruzione dell Architettura I A. a.a. 2015/16. Prof. Sergio Rinaldi. Il progetto della luce naturale

RADIAZIONE SOLARE PRODUCIBILITA DI UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO

RISCHIO ILLUMINAZIONE

FRANGISOLE SISTEMI OSCURANTI

Convegno Nazionale, Luce: Arte, Scienza e Norma ; Novembre Genova

GEOMETRIA SOLARE. Corso Probios Relatore: Arch. M.Grazia Contarini- 1

CORSO DI FISICA TECNICA 2 AA 2013/14 ILLUMINOTECNICA. Lezione n 10: Fattore di luce diurna (DF - Daylight Factor) Ing.

Introduzione ai fenomeni di polarizzazione. Lezioni d'autore di Claudio Cigognetti

Impianti di illuminazione. Impianti di illuminazione

2.5. Progettazione del modulo

SERIE DI APPARECCHI SL 740 LED

ILLUMINOTECNICA. Lezione n 7: CORSO DI FISICA TECNICA 2 AA 2013/14. Illuminamento di interni (1) Il metodo del fattore di utilizzazione

I N D I C E 1. GENERALITÀ Galleria IGA Galleria IGA RIFERIMENTI NORMATIVI 4 3. DATI DI BASE PER IL CALCOLO ILLUMINOTECNICO 5

I ponti termici possono rappresentare fino al 20% del calore totale disperso da un ambiente.

Allegato K al Regolamento Edilizio del Comune di Prato Area 4 - Scheda 4.1 (Illuminazione naturale) Norme per la compilazione

DETERMINAZIONE DEL REQUISITO D ILLUMINAMENTO NATURALE PER LE NUOVE COSTRUZIONI

RELAZIONE AMBIENTALE ED ENERGETICA

RADIAZIONE SOLARE E PRODUCIBILITA DI UN IMPIANTO FOTOVOLTAICO

Leader Mondiale per EFFICIENZA LUMINOSA

CONTROLLO DELLA RADIAZIONE SOLARE

Grandezze fotometriche 1

prof. ing. Anna Magrini Il progetto del recupero: problematiche

IL COMFORT ABITATIVO

Illuminazione a LED rotatoria Via Statale Marecchia (SP258), Via Ponte, Via Pieve.

LA RADIAZIONE SOLARE

CORSO DI DISEGNO TECNICO EDILE LEZIONE 2 TEORIA DELLE OMBRE

VINCI FINE INSTRUMENTS MONTEROTONDO ROMA Tel mail web : https//

Protocollo Itaca GUIDA ALL USO DEGLI STRUMENTI SEMPLIFICATI PER IL CALCOLO DEGLI INDICATORI PRESTAZIONALI

VARIAZIONE DEL RAPPORTO DI LUCE DIURNA IN PRESENZA DI UNA SERRA SOLARE

la transizione energetica Concorso e

Serie Odos Lorem ipsum

ILLUMINAZIONE NATURALE LUCE NATURALE: IL SOLE

Sfera Celeste e Coordinate Astronomiche. A. Stabile Dipartimento di Ingegneria Università degli Studi del Sannio Benevento Atripalda, 9 Maggio 2011

Laboratorio di Progettazione 3M B. Fisica Tecnica. Calcolo del Fattore medio di luce diurna

SISTEMA SPECIALE PER L ILLUMINAZIONE DELLA MADONNINA DEL DUOMO DI MILANO

La candela. La storia della realizzazione della candela

Certificazione energetica degli edifici

ONDE ELETTROMAGNETICHE

In ottemperanza alla norma UNI EN :201, i requisiti di illuminazione per le esigenze

LEZIONI DEL LABORATORIO DI PROGETTAZIONE TECNICA E STRUTTURALE - A.A DOCENTE ING. GIUSEPPE DESOGUS LE SCHERMATURE SOLARI

Impianti di illuminazione. Impianti Meccanici 1

ISTITUTO COMPRENSIVO A.FRANK SCUOLA MEDIA AGRIGENTO ANNO SCOLASTICO ENERGIA SOLARE ENERGIA & AMBIENTE QUADERNO 2

Unità 2 - L ambiente celeste

IL PLANETARIO DEL LICEO SCACCHI

Dimensionamento secondo la norma europea UNI EN

Sensazione e percezione

COMPLESSO TURISTICO-SPORTIVO BAGNI CLODIA Come rendere percepibile dall esterno la reale funzione di ogni singolo spazio

Illuminazione naturale (3)

Principi elementari di illuminazione

Codice Elaborato: IMP INDICE

Promozione Led Febbraio/Marzo

Distributori Italia prodotti. SKY-TILE Bioclimatic Modular Skylights. Ecosolux s.r.l. Via Catone, Milano Tel

MAGNETISMO. Alcuni materiali (calamite o magneti) hanno la proprietà di attirare pezzetti di ferro (o cobalto, nickel e gadolinio).

RELAZIONE ABBAGLIAMENTO VISIVO R.08. IMPIANTO FOTOVOLTAICO DI POTENZA 7,17 MWp VERIFICA DI ASSOGGETTABILITA' A V.I.A. "PROGETTO DEFINITIVO"

LA PROGETTAZIONE DELL ILLUMINAZIONE NATURALE. CONFRONTO TRA METODI SEMPLIFICATI E MODELLI.

Cenni di colorimetria Leggi di Grassman. Prof. Ing. Cesare Boffa

Luce naturale e ambiente costruito Strumenti e metodi per il controllo della luce naturale in fase di progetto.

S.U.N. Architettura Luigi Vanvitelli. CdL Archite,ura TECNOLOGIA DELL ARCHITETTURA A 2012_13 prof. S. Rinaldi. Infissi INF

Facoltà di Architettura- Corso di Tecnica del Controllo Ambientale. Illuminotecnica

ENERGETICAMENTE. Apporti termici

LA RADIAZIONE SOLARE. Tecnica del Controllo Ambientale. Prof. Maurizio Cellura

Bellavita Home. Un casa moderna per un nuovo stile di vita

SEGNALI STAZIONARI: ANALISI SPETTRALE

OTTICA ONDE INTERFERENZA DIFFRAZIONE RIFRAZIONE LENTI E OCCHIO

Le Coordinate Astronomiche

RADIAZIONE SOLARE. David Chiaramonti, Daniele Fiaschi. Ultimo aggiornamento: Giugno 2006 Versione: 1.3. Radiazione Solare

isla led LA LUCE VERDE

INTRODUZIONE. I fabbricati interessati dal presente progetto sono di proprietà dei seguenti soggetti:

EN54-23 Dispositivi di Segnalazione Ottica di Allarme. 31 Maggio 2013

Illuminazione di Emergenza. Aspetti tecnico-normativi

CITTÀ DI VALENZA PO. Regolamento Generale delle Insegne ABACO NORMATIVO ALLEGATO 1. Via Palmieri, TORINO

Progetto Laboratori Lauree Scientifiche

Elementi di meteorologia. Corso per docenti delle scuole primaria, secondaria di I e II grado

La luce naturale per il risparmio energetico ed il comfort visivo: un esempio di analisi

LA TERRA. La TERRA ha la forma di una grande sfera un po schiacciata alle estremità, chiamate POLI.

Come si forma il vento?

Un immagine digitale. Dimensioni finite (X,Y) No profondità inerente Numero finito di pixel Rappresentazione numerica dell energia luminosa

XENIA. Sistema orizzontale testaletto per degenza

10 7 metri Il nostro pianeta, la Terra, vista da una distanza di chilometri dalla sua superficie.

Trasmissione di calore per radiazione

LA RISTRUTTURAZIONE ENERGETICA DEL LICEO SCIENTIFICO VALLISNERI

Come disegnare un orologio geografico utilizzando il programma Orologi Solari

ESEGUITA DA: CONSULENZA E PROGETTAZIONE IMPIANTI TECNICI CONSULENZA PROF. ZECCHIN ROBERTO DOCENTE DI IMPIANTI TERMOTECNICI DELL UNIVERSITA DI PADOVA

Diffrazione di Raggi-X da Monocristalli A.A Marco Nardini Dipartimento di Scienze Biomolecolari e Biotecnologie Università di Milano

Strumenti e tecniche di misura per grandezze fotometriche e caratteristiche delle superfici. prof. ing. Luigi Maffei

Compatte non integrate

Esercizi di magnetismo

L irraggiamento termico

Soluzioni professionali d illuminazione con tecnologia a LED per centri sportivi indoor e outdoor. BBTel

ARCHITETTURA TECNICA III

Richiesta dati per studi di diffusione:

Ridurre i consumi energetici per la climatizzazione invernale e per la produzione di ACS.

Il fenomeno luminoso

Transcript:

CORSO DI FISICA TECNICA Tecniche del COSTRUIRE AA 20010/11 ILLUMINOTECNICA Lezione n 4: La luce naturale 1

Il benessere visivo negli interni è fortemente influenzato dalla presenza in essi di luce naturale. Un buon impianto di illuminazione artificiale non è in grado di sopperire ad una insufficiente illuminazione naturale derivante da una progettazione architettonica non attenta alle sue esigenze. Le caratteristiche architettoniche di un edificio (forma, orientamento, dimensioni e collocazione Le (forma, orientamento, dimensioni e collocazione delle superfici vetrate) condizionano la quantità di luce naturale disponibile all interno e la sua distribuzione spaziale. La luce naturale ha caratteristiche di variabilità temporale legata alle condizioni climatiche esterne Qualunque attività lavorativa è svolta in modo più agevole in presenza di luce naturale. Sorgente primaria di luce naturale: Sorgente secondaria di luce naturale: SOLE Componente diretta della radiazione VOLTA CELESTE Componente diffusa della radiazione La volta celeste diviene una sorgente indiretta di luce naturale generata dal sole in seguito ad una serie di fenomeni di diffusione da parte di molecole di gas, polveri, e vapori presenti nell atmosfera atmosfera. Questo contributo diviene predominante per talune esposizioni (NORD) o per condizioni climatiche caratterizzate da cielo coperto. 2

SOLE Il contributo diretto all illuminamento su una data superficie dipende dalla posizione istantanea del sole considerato una sorgente puntiforme,, e dall intensit intensità della radiazione emessa. Coordinate solari: Zenit SOLE Azimut β: : coordinata angolare presa sul piano orizzontale passante per il punto considerato individuata dalla direzione Sud e dalla traccia su tale piano del piano contenente il punto P ed il sole Altezza α : coordinata angolare presa sul piano verticale P β α SUD contenente il punto P ed il sole individuata dalla congiungente sole - punto P e dalla traccia sul piano orizzontale del piano verticale suddetto α e β permettono di determinare la posizione del sole per un dato punto P sulla terra in un dato giorno e ad una data ora.. Sono reperibili da opportune tabelle o calcolabili mediante opportune formule Distribuzione spettrale dell energia energia raggiante emessa dal sole al di fuori dell atmosfera simile a quella di un corpo nero a circa 6000 K Polveri, spore, gocce in sospensione nell atmosfera operano una azione di filtro che attenua l intensitl intensità della radiazione incidente sulla superficie terrestre tagliando le radiazioni al di sotto dei 300 e al di sopra dei 3000 nm L intensità delle radiazioni rilevabili al suolo e la loro distribuzione spettrale dipende dunque dalle condizioni igrometriche,, dalla presenza di polveri e dallo spessore dell atmosfera attraversata,, che è a sua volta funzione dell altezza del sole sull orizzonte. 3

VOLTA CELESTE La volta celeste,, contrariamente al sole, viene considerata una sorgente estesa a luminanza variabile Per caratterizzare tale sorgente sono stati introdotti dei modelli di distribuzione delle luminanze: esprimono la luminanza in un generico punto P della volta celeste in funzione delle coordinate del punto stesso,, della posizione istantanea del sole e della luminanza allo zenit. Modelli di cielo standard: Cielo coperto a luminanza uniforme (isotropo): Prevede su tutta la volta celeste una distribuzione di luminanza uniforme pari a quella zenitale; ; in questo caso il cielo è considerato una superficie lambertiana (condizioni meteorologiche tipiche di un atmosfera di tipo industriale ricca di vapori e polveri, che impedisce la visione diretta del sole,, quale, ad esempio, quella della pianura Padana) Cielo coperto CIE: Prevede una distribuzione di luminanza crescente dall orizzonte allo zenit,, secondo la legge sinusoidale sotto indicata di Moon e Spencer (condizioni meteorologiche tipiche di d un atmosfera limpida e secca con cielo coperto che impedisce la percezione diretta del sole,, quali quelle che si verificano ad esempio in località montane in condizioni invernali) L P = L Z ( 1+ 2sinα) 3 4

Cielo sereno: Prevede una distribuzione di luminanza variabile nel tempo che segue il moto apparente del sole. La CIE (Comité International de l Eclairagel Eclairage) ) ha adottato il modello proposto da Kittler nel 1965 che definisce la luminanza del punto generico P della volta celeste in funzione della distanza angolare di P dal sole e dallo zenit e dell altezza del sole sull orizzonte orizzonte,, come rappresentativo del CIE Standard Clear Sky (Cielo Sereno Standard CIE): L P = L Z 0.32 [1 exp( )] [0.91+ 10 exp( 3d SP ) + 0.45cos senap 2 0.274 [0.91+ 10 exp( 3z ) + 0.45cos z ] Cielo nuvoloso o intermedio: S S 2 d SP ] A P : altezza angolare di P sull orizzonte (complementare all angolo angolo zenitale z p ); d SP : distanza angolare fra sole e punto P; z s : angolo zenitale del sole (complementare dell angolo di altezza A s ) La CIE non ha ancora scelto un modello ufficiale di cielo intermedio; si fa riferimento al cielo parzialmente nuvoloso della IES (Illuminating Engineering Society) descritto dal modello analitico di Pierpoint che utilizza una formula analoga quella di Kittler con i coefficienti opportunamente modificati per tener conto di una maggiore diffusione L P = L Z 0.80 [1 exp( )] [0.526 + 5exp( 1.5dSP )] senap [0.526 + 5exp( 1.5z )] [1 exp(0.80)] S 5

Illuminamento naturale in ambienti chiusi Sorgenti di luce naturale: : finestre, lucernari, superfici perimetrali parzialmente o totalmente trasparenti attraverso le quali sono percepibili porzioni di cielo. La variabilità temporale del clima e della luminosità esterna rendono poco significativo il calcolo dei valori assoluti dell illuminamento da luce naturale in un ambiente chiuso. E E conveniente valutare l illuminamento interno in termini relativi. Fattore di luce diurna DF : rapporto tra l illuminamento l istantaneo nel punto considerato e quello contemporaneo esterno generato su un punto appartenente ad una superficie s orizzontale liberamente esposta, cioè non schermata, all intero emisfero celeste DF (%) = SC + CRI + CRE SC: : componente diretta della radiazione (direttamente dalla volta celeste) CRI: : coefficiente di riflessione interna (dopo riflessioni con le superfici interne) CRE: : coefficiente di riflessione esterna (dopo riflessioni da superfici esterne -es:: altri edifici) Il DF può essere definito solo in condizioni di cielo coperto in quanto, in caso di cielo sereno, l illuminamento interno dipende non da quello esterno ma dalla posizione del sole rispetto alla zona di cielo inquadrata dalla finestra cosa che renderebbe fuorviante il calcolo del rapporto E int /E est. Tale ipotesi riconduce un fenomeno variabile ad un regime stazionario fittizio. 6

Utilizzabili anche per integrare l apporto l di luce naturale dalle finestre perimetrali nelle zone centrali c di ambienti di grosse dimensioni (es. capannoni industriali, centri commerciali..) Presenti in commercio di varie dimensioni e forme (lunghezza, diametro, d posizionamento orizzontale, verticale o inclinato) anche integrabili con sorgenti di luce artificiale 7

Sistemi di trasporto della luce naturale: Tubi o condotti di luce Dispositivi teconologici in grado di captare la luce naturale e di trasportarla mediante un condotto in ambienti non dotati di aperture tradizionali (finestre, lucernari ), quali interrati, seminterrati etc. Captatore Fisso Mobile (2 assi) Mobile (1 asse) Condotto Trasporto della luce naturale dalla captazione all estrazione attraverso multiriflessioni ad elevatissima efficienza (r = 99,5%) Diffusore Emissione di sola luce naturale Unità di combinazione luce naturale e artificiale 8

APPARATO SPERIMENTALE del LABORATORIO DI FISICA TECNICA di PESCARA Due camere di prova identiche: Locale 2 Locale 1 Locale 1: finestra -telaio in ferro nero doppio vetro sulla parete O-NO O Locale 2: finestra in telaio in ferro nero doppio vetro sulla parete O-NO O e due tubi di luce tipo Solar-Attic L= 80 cm e φ= = 25 cm 9

Alcune fasi dell installazione Foro sul solaio Posa della scossalina Guaina impermeabilizzante Foglio di alluminio rivestito di 3M V-M per il tubo 10

Fasi successive Preparazione del tubo Inserimento del tubo Posa del captatore Posa del diffusore 11

Effetto di due diffusori diversi 12

Eint 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 (m) Sensore 1 Sensore 2 Sensore 3 Sensore 4 Eest Illuminamenti esterni ed interni nei due locali Eest 90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 Eint/Eest 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 0 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 (m) Sensore 1 Sensore 2 Sensore 3 Sensore 4 Eest Eest (lux) 90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 Rapporto illuminamento interno/esterno nei due locali Eint/Eest 7.00 6.00 5.00 Buona uniformità di illuminamento in una superficie di raggio di circa due metri 4.00 3.00 Somma 2.00 1.00 0.00 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 (m) S1+S2 S3+S4 Sensore 1 Sensore 2 Sensore 3 Sensore 4 Tendenza contrastante e complementare dei due contributi che produce sufficiente uniformità nell illuminamento interno Somma dei contributi in punti corrispondenti 13

Analisi sperimentale su modelli in scala ridotta I fenomeni luminosi non risentono del fattore di scala Questo consente di poter studiare su modelli di dimensioni ridotte gli stessi fenomeni che si verificano in scala reale 14

Modelli in scala ridotta dei tubi di luce Modello in scala 1:5 del tubo di luce installato nel laboratorio di Fisica Tecnica del DSSARR 15

Sperimentazione presso un cielo artificiale Cielo artificiale a spicchio di volta del Politecnico di Torino realizzato secondo il modello di Tregenza 16

Supporto automatizzato per il posizionamento del modello e posizionamento sensori luxmetrici 17

Prove sperimentali su modello in scala sotto il cielo reale Cielo sereno: Eest 40000 lux 18

Prove sperimentali su modello in scala sotto il cielo reale Cielo intermedio : Eest 14000 lux 19