Corso di Fisica Tecnica Ambientale Scienze...

Prof.Gianfranco Cellai

Fondamenti di illuminotecnica

Corso di Fisica Tecnica Ambientale

Scienze dell’Architettura


Grandezze del moto oscillatorioGrandezze del moto oscillatorio

Periodo TT (s) tempo occorrente per compiere una oscillazione

frequenza (n° di periodi contenuti in un secondo) f = 1/Tf = 1/T (Hz o s-1)lunghezza d’onda λλ = c = c ·· T = c /fT = c /f (m) spazio percorso nel periodo T

velocità della luce c = 3 c = 3 ·· 101088 (m/s) ovvero 300.000 km/sunità di misura derivate 1 μm (micron) = 10-6 m 1 nm (nanometro) = 10-9

Eλλ

(μm)

T


Il campo del visibileLa luce è energia che si propaga nel vuoto sotto forma di onde elettromagnetiche alla velocità di circa 300.000 km/s, ed è caratterizzata da lunghezza d’onda comprese tra circa 0,38 μm e 0,78 μm (380-780 nm), corrispondente al campo di visibilità dell’occhio umano.

0,38 μm 0,78 μm


Sensibilità dell’occhioL’occhio umano presenta una diversa sensibilità in funzione della lunghezza d’onda della radiazione, analoga alla sensibilità dell’orecchio. L’occhio percepisce meglio la gamma dei colori intermedi del campo di visibilità ovvero il giallo-verde ottenuto per 555 nm.La misuramisura della sensibilitàdella sensibilità dell’occhio è fatta dal fattore di visibilità relativa V(λ) = K(λ)/ Kmax

Kmax = 680 lumen/watt e corrispondente alla massima efficienza luminosa


giorno

notte

Curve di sensibilità relativa

Il fattore di visibilità relativaper visione fotopica (diurna) (V)per visione scotopica (notturna) (V’)

Si ha V(λ) = 1 per 555 nm

con visione fotopica (verde -giallo)

per 507 nm con visione scotopica (azzurro-verde)


Relazione tra emissione termica e luminosa

Se esaminiamo l’emissione termica dei corpi neri in funzione della loro temperatura e lunghezza d’onda vediamo che l’area sottesa dal campo del visibile diminuisce al ridursi della temperatura fino a scomparire: c’è quindi una relazione diretta tra flusso luminoso e flusso energetico.


Classificazione della luce delle lampade:Classificazione della luce delle lampade:la radiazione termicala radiazione termica

La classificazione della luce emessa dalle lampade è basata sulla determinazione della temperatura coloretemperatura colore mediante l’analogia con lo spettro cromatico emesso da un corponero portato ad una certa temperatura assoluta misurabile in kelvin (K).

TEMPERATURA DI COLORE FREDDOFREDDO

T > 4000 K

TEMPERATURA DI COLORE CALDOCALDOT < 4000 K

• Luce diurna 6500 K

• Luce bianca-calda 3000 K

• Luce bianca 4000 K


Temperatura colore per alcune tipiche sorgenti

Temperatura colore di alcune sorgenti

1800° K Sole all’alba

1900°K Fiamma di una candela

2000-2800° K Sole al tramonto

2800° K Incandescenti tradizionali

3000-3200° K Alogene

4500-5500° K Cielo sereno/fluorescenti

6000-8000° K Cielo coperto, nuvoloso/fluorescenti a luce diurna

25000° K Cielo blu terso del nord


Le grandezze fotometriche

cd/m2nitLLuminanza

cdcandelaIIntensità luminosa

LuxluxEIlluminamento

lmlumenΦFlusso luminoso

AbbreviazioneAbbreviazioneUnitUnitàà di misuradi misuraSimboloSimboloGrandezzaGrandezza

Le relazioni che individuano le grandezze suddette sono relative a sorgenti luminose puntiformi ovvero di dimensioni piccole rispetto alla distanza: ad esempio il Sole rispetto alla Terra, una lampada in una stanza, ecc.


lampada

Flusso luminosoFlusso luminoso

il valore del flusso è sempre noto al progettista perché fornito dal produttore di sorgenti mediante tabelle o schede tecniche

Φl = ⋅ Κ(λ) dλ (lm)λφλ dd /780

380∫

Ad es. il flusso luminoso di una lampada ad incandescenza da 100 W è di 1250 lm

Lampade a basso consumo

Φl = Κ(λ) Φenλ per fascio monocromatico


Intensità Intensità luminosaluminosaL'intensità luminosa (cd)L'intensità luminosa (cd)esprime la quantità di luce che è emessa da una sorgente in una determinata direzione

I = dΦ/dΩ [cd]

dΩ = dS/r²

Ωtot = 12,56 steradianti


Efficienza luminosaL'efficienza di una sorgente luminosa è un parametro che valuta quanta energia elettrica sia effettivamente convertita in luce.

Eff = Φl / W [Im / Watt]


fotometriafotometria

Ad ogni direzione γ viene quindi associato un vettore radiale che avrà lunghezza proporzionale all'intensità, seguendo la scala graduata concentrica.

Intensità emesse dal sistema otticoPiano C0°Piano C180°


fotometriafotometria

La curva fotometrica si rappresenta così unendo le estremità delle direttrici delle intensità per ogni direzione γ.

Questa curva rappresenta la fotometria del sistema ottico analizzato sui piani C di riferimento

curva fotometricaPiano C0°Piano C180°


solido fotometricosolido fotometrico

La rappresentazione delle emissioni luminose di una sorgente è affidata al caratteristico solido fotometrico, il quale rappresenta vettorialmentel'insieme delle intensità luminose così come esse si distribuiscono nello spazio.


IlluminamentoIlluminamentoL'illuminamento è una grandezza fotometrica che esprime la quantità di luce che investe una determinata superficie o un determinato punto.

L’illuminamento è misurabile con uno strumento denominato luxmetro.

Nel caso in cui si consideri una superficie, è corretto parlare di Illuminamento medio

E = dΦ/dS [lux]


La luminanza può essere intesa come la quantità di luce che effettivamente colpisce i nostri occhi: la luminanza genera il processo fisiologico della visione ed è quindi la luce che effettivamente noi percepiamo. La luminanza diretta è legata alle sorgenti primarie.

LuminanzaLuminanzadirettadiretta

α

=dSdIL (nit =1cd/m²)


Luminanza Luminanza riflessariflessaMolto frequente è anche il caso in cui si debba considerare la luminanza non di una sorgente luminosa ma di una superficie riflettente (sorgente secondaria)

Le caratteristiche di riflessione dei materiali sono determinanti nell’influenzare la luminanza

La luminanza indiretta è legata alle sorgenti definite secondarie, ovvero agli oggetti che riflettono la luce.


Contrasto di luminanzaIndica il rapporto di luminanza tra l’oggetto da visualizzare e il suo sfondo. Se L2 è la luminanza dell’oggetto e L1 quella dello sfondo il contrasto di luminanza C è :

C (contrasto) = 100 (L2-L1) / L1 (%)

Sui contrasti di luminanza si giocano molti degli effetti dell’illuminazione degli oggetti.

Negli ambienti di lavoro i valori devono essere contenuti per non creare affaticamento.

L2L1

In generale:

Se L1 > L2 allora 0 < C < 1 (esempio stampa nera su sfondo bianco)

Se L1 < L2 allora 0 < C < ∞ ( esempio stampa bianca su sfondo nero)


Valori per il contrasto di luminanza

X: ambienti dove è possibile controllare le riflessioni ovunque secondo UNI 10380;Y: ambienti dove è possibile controllare le riflessioni solo nelle zone prossime all’area di lavoro;Z: ambienti dove non è possibile controllare le riflessioni.


La La colorimetriacolorimetria

La percezione del colore degli oggetti, così come l’emozione che essi suscitano, è un fatto soggettivo e pertanto differente da individuo a individuo .Tuttavia, per esigenze commerciali e industriali oltre che artistiche, nel XX secolo nasce la necessità di classificare i colori in maniera oggettiva, ovvero di individuare il colore mediante un numero.Nel 1931, la CIE (Commission Internationale de l’Éclairage -Commissione Internazionale di Illuminazione) pubblica una serie di tabelle con descrizioni di curve caratteristiche delle emissioni luminose di definite sorgenti e delle risposte cromatiche di un osservatore medio, che sono ancora oggi il sistema di classificazione più usato.


Parametri dei coloriParametri dei coloriLa sensazione di colore che il cervello umano percepisce è il risultato della combinazione di tre componenti:

- tono o tintatono o tinta; legato alla lunghezza d’onda dominante individua il colore dell’oggetto (rosso, giallo, ecc.)

- saturazione o purezzasaturazione o purezza; è la vivacità del colore che appare più o meno definito distinguendosi dalla visione del grigio;

- luminosità o luminosità o luminanzaluminanza; esprime l’intensità luminosa nella direzione della visione.

Con queste tre componenti siamo in grado di definire Con queste tre componenti siamo in grado di definire e di descrivere qualsiasi colore.e di descrivere qualsiasi colore.


Radiazione eterocromatica

Si dimostra che date tre radiazioni di Si dimostra che date tre radiazioni di lunghezza d’onda opportuna lunghezza d’onda opportuna ((radiazioni primarieradiazioni primarie RGB RGB -- RedRed GreenGreenBleuBleu) una radiazione qualunque è ) una radiazione qualunque è ottenibile con la somma algebrica delle ottenibile con la somma algebrica delle tre radiazioni suddette tre radiazioni suddette opportunamente dosate opportunamente dosate (1a legge diGrassman): tale legge è alla base del sistema di classificazione dei colori CIE


Sintesi additiva e colori fondamentaliSintesi additiva e colori fondamentaliI colori fondamentali sono tre :

rosso (R, 700 rosso (R, 700 nmnm)) LLR R (1(1 nitnit))

verde (G, 546 verde (G, 546 nmnm),), LLGG (4,59(4,59 nitnit))

bleubleu (B, 436 (B, 436 nmnm) ) LLB B ( 0,06( 0,06 nitnit) ) I colori secondari sono: giallogiallo (rosso+verde),magenta (blu+rosso)cianociano (blu+verde).Quando un colore primario è sommato ad un colore secondario ottenendo luce bianca questo è detto complementare:verde (colore primario) + magenta(blu+rosso) = bianco.


Tonalità e saturazione Con la tonalità si definisce il colore stesso . Il colore è tanto più puro quanto più ha la larghezza di “T” (tonalità) stretta e le altre lunghezze d’onda inesistenti. In pratica solo luce colorata generata da un laser si può definire come colore puro.

Le variazioni di saturazione Le variazioni di saturazione fanno apparire un colore più o fanno apparire un colore più o meno chiaro. meno chiaro.

saturazione

tonalità

NB da WordColore di riempimento/Altri colori/personalizzati


LuminositàLuminosità

Più bassa è “L” (luminosità), più scura sarà la luce del colore: a parità di tonalità e saturazione, la tavolozza a sinistra presenta una più alta luminosità rispetto a quella di destra (150 contro 100).


Coordinate Coordinate tricromatriche tricromatriche e triangolo colori e triangolo colori

saturazione

tonalità

Per il caso in esame il contributo alla sensazione luminosa dei colori primari è per il verde (55%), seguito dal bleu (33%) e dal rosso(12%)

X = 37 Y = 163 Z = 94X + Y + Z = 294

x = X/(X + Y +Z) = 37/294 = 0,12 y = Y/(X + Y +Z) = 163/294 = 0,55 z = 1 – (0,12+0,55) = 0,33

Soglia di percezione Soglia di percezione delle differenze delle differenze negli stimoli e negli stimoli e

curva di visibilitàcurva di visibilità


Miscela di coloriMiscela di colori

Date due fonti di luce colorata A e B, tutte le tonalità D, che per sintesi additiva possiamo creare, le troviamo sulla retta che unisce i due punti A e B regolando l’intensità di una o di tutte e due le fonti. Possiamo ottenere per sintesi additiva qualsiasi colore D che si trova racchiuso nell’ area del triangolo ABC, regolando la luminosità di una, due o di tutte e tre le fonti.


Indice di resa cromatica (Ra)La buona resa dei colori da parte di una sorgente di luce artificiale è condizionata dal fatto che essa emetta tutti i colori dello spettro.

La CIE ha definito pertanto l’indice di resa cromatica dei colori: è un valore numerico che raffronta la resa cromatica di una lampada con quella della luce diurna presa come campione e

con indice 100 (massimo).

Relazione tra indice di resa dei colori e classi di resa dei colori secondo UNI 10380.


Esempio di resa cromatica per una rosa

Come appare alla luce del giorno (Ra 100)

Come appare al di sotto di una lampada al sodio a bassa pressione (Ra < 20)


La riflessione

Riflessione irregolare

Riflessione diffusa

Riflessione speculare

Diffusore lambertiano

Iα = In cos α

In Iα

α


Percezione dei colori

ross

ogi

allo

verd

ebl

eu

giallo verde bleu

rosso

Radiazione riflessa

Radiazione assorbita

0.8

aλ

λ (μm)0.4 0.8

Corpo grigio

Corpo rosso

Le caratteristiche che vengono prese in considerazione sono:

• riflessione,

• assorbimento,

• trasmissione.

In merito si ricorda che il colore degli oggetti è costituito dallo spettro della luce riflessa


Trasmissione luminosa e Vetri selettiviTrasmissione luminosa e Vetri selettivi


Le sorgenti luminosePossono essere artificiali (lampade) o naturali (luce del sole).

La lampada• Costituisce il “cuore”

dell’apparecchio ed è l’effettiva “SORGENTE LUMINOSA”

• E’ la lampada il primo elemento che determina la QUANTITA’ e la QUALITA’ della luce

• Il tipo di lampada scelta influisce direttamente sulla PRESTAZIONE LUMINOSA

lampada


Lampade fluorescenti compatte•• VANTAGGIVANTAGGI

– COSTI CONTENUTI– BASSI CONSUMI– DURATA ELEVATA– GAMMA CROMATICA

•• SVANTAGGISVANTAGGI– DIMENSIONI SEMPRE

IMPORTANTI– RESA CROMATICA

Spettro luminoso


Spettri delle sorgenti luminose fluorescenti

Alogena (2700 K)

TC-D 26W Col 21 (4000 K) TC-D 26W Col 31 (3000 K)

TC-D Lampade fluorescenti compatte

TC-D 26W Col 41 (2700 K)


Lampade a incandescenza•• VANTAGGIVANTAGGI

- BASSO COSTO – MANUTENZIONE– DIMENSIONI

•• SVANTAGGISVANTAGGI– CONSUMO – DURATA– CALORE– GAMMA CROMATICA

Spettro luminoso


La qualità del progetto illuminotecnico

Un impianto di illuminazione deve assicurare:

• un illuminamento adeguato al compito visivo;

• una buona uniformità di luce ovvero un giusto rapporto di luminanza tra zona di lavoro, le zone circostanti e lo sfondo;

• l’eliminazione dell’abbagliamento diretto o riflesso, ottenuto con sorgenti luminose a bassa luminanza e lampade opportunamente schermate;

• una resa di colori e una tonalità di luce (temperatura di colore) adatta al compito visivo.


Rapporto tra illuminamento e temperatura di colore


Valori raccomandati di illuminamento (UNI 10380)


Rapporti di luminanza nel campo visivo

Al fine di garantire il comfort, il compito visivo deve avere unaluminanza pari o superiore a quella dello sfondo. Quest’ultimo dovrebbe avere una luminanza pari a 100 cd/m², considerato valore ottimale quando il livello di illuminazione dell’ambiente sia compreso tra 500 e 1000 lux. Per far questo è necessario che le pareti abbiano un fattore di riflessione pari a 0,5-0,8 per un illuminamento orizzontale medio di 500 lux e di 0,4-0,6 per un illuminamento di 1000 lux.


AbbagliamentoLa conseguenza dell'abbagliamento sulla visione può essere :

"debilitante" come nel caso del "disability glare", ovvero quel tipo di abbagliamento che provoca una istintiva reazione di rifiuto della visione ;

"non confortevole", come nel caso del "discomfort glare", cioè quell'abbagliamento che produce una sensazione di fastidio psicologico prolungata nel tempo.


Forme di abbagliamento


Zone di abbagliamento

Nella pratica, l’abbagliamento diretto può essere provocato da una forte luminanza, sia di origine naturale che di origine artificiale

Nella progettazione illuminotecnica, esso deve essere valutato per gli angoli critici compresi fra i 45° e gli 85° in funzione della classe di qualità dell’ambiente e del livello di illuminamento previsto

Abbagliamento per saturazione


Riflessioni abbaglianti

I valori per l’abbagliamentoI valori per l’abbagliamento di trovano nella UNI 10380)di trovano nella UNI 10380)


Effetti psicologiciEffetti psicologici


Effetti psicologici


Stanza di degenza: luce diurna


Stanza di degenza: luce notturna


Colori e orientamentoColori e orientamento


L’architetto ed il L’architetto ed il lighting lighting designerdesigner

Dante Ferretti Dante Ferretti –– Museo Egizio a TorinoMuseo Egizio a Torino


La fotografia e la scenografiaLa fotografia e la scenografia

Vittorio Vittorio Storaro Storaro Apocalipse Now Apocalipse Now di F.F. Coppoladi F.F. Coppola


Blade Runner di Ridley Scott


La fotografia e la scenografiaLa fotografia e la scenografia

Vittorio Vittorio Storaro Storaro Apocalipse Now Apocalipse Now di F.F. Coppoladi F.F. Coppola


Illuminazione naturaleL’illuminazione naturale è importante per diversi aspetti che possono sintetizzarsi nel benessere fisiologico e psicologico degli individui e nel risparmio energetico, riducendosi la necessità nell’uso dell’illuminazione artificiale.

Il parametro che definisce la qualità dell’illuminazione naturale è il Fattore medio di luce diurna (FLDm): il ruolo centrale è assegnato alla superficie delle finestre, alla natura del vetro ed alla presenza o meno di ostacoli frontistanti.

Per la tipologia del vetro i cataloghi dei produttori riportano il parametro relativo alla trasmissione luminosa t (ovvero nel campo del visibile) in funzione del tipo di vetro; ad esempio i doppi vetri chiari normali hanno valori t > 0,8, mentre un vetro trattato può ridurre il valore t = 0,6 o meno.


• Circ. Min. LL. PP. 3151 del 22 maggio 1967 (Criteri di valutazione delle grandezze atte a rappresentare le proprietà termiche, igrometriche, di ventilazione e di illuminazione nelle costruzioni edilizie)

• Circ. Min. LL. PP. 13011 del 22 novembre 1974 (requisiti fisico tecnici per le costruzioni edilizie ospedaliere: proprietà termiche, igrometriche, di ventilazione e di illuminazione)

• D.M. 5 luglio 1975 (modificazioni alle istruzioni ministeriali 20 giugno 1896 relativamente all'altezza minima ed ai requisiti igienico sanitari principali dei locali di abitazione) aggiornato con D.M. 9 giugno 1999

• D.M. 18 dicembre 1975 (Norme tecniche aggiornate relative all’edilizia scolastica, ivi compresi gli indici minimi di funzionalità didattica, edilizia e urbanistica da osservarsi nella esecuzione di opere di edilizia scolastica)

• UNI 10840 (Luce e illuminazione - locali scolastici: criteri generali per l’illuminazione artificiale e naturale)

Molti regolamenti edilizi, talvolta d’igiene e su indicazione delle ASL, recano disposizioni particolari in merito all’illuminazione naturale. E’ necessario pertanto prendere visione di tali documenti prima di avviare la progettazione.

Il quadro normativo relativo all’illuminazione naturale degli ambienti


Aspetti legati all’illuminazione naturaleI problemi

• Surriscaldamento estivo e insolazione diretta• Abbagliamento• Continua variazione di intensità• Impossibilità di controllare le ombre• Inadeguata penetrazione in profondità della luce• Ombre portate da ostruzioni esterne

I vantaggi• Benefici psicologici ed emotivi per le persone • Variabilità in funzione del moto del sole• Preferenza per la luce naturale da parte degli occupanti• Riduzione dei consumi energetici• Guadagni solari passivi durante l'inverno


Posizione e dimensione delle aperture

5

4

3

2

11

2

4

3

5

Nel caso di un’apertura posta su un solo lato l’illuminazione naturale diminuisce progressivamente allontanandosi dalla finestra

I valori dell’illuminazione naturale sono simili al caso precedente, ma la distribuzione della luceè più omogenea e con minori differenze tra i diversi punti dell’ambiente; il contrastolocalizzato è minore.

L’illuminazione bilaterale è migliore in quanto favorisce

•• maggiore omogeneità nella distribuzione della lucemaggiore omogeneità nella distribuzione della luce•• assenza di fenomeni di abbagliamento dovuti al contrastoassenza di fenomeni di abbagliamento dovuti al contrasto


Posizione e dimensione delle aperture

Penetrazione maggiore di luce in profondità

Distribuzione luminosa che interessa una maggiore porzione di locale

Riduzione delle zone d’ombra

A parità di superficie illuminante il bow-window permette:

Suddivisione della medesima area illuminante

La quantità di luce in ingresso è la medesima

Varia la distribuzione luminosa

Diminuiscono le zone d’ombra laterali via via che aumenta il numero delle aperture


Forma delle aperture

Apertura orizzontale

Maggiore efficacia nelle immediate vicinanze dell’apertura

Apertura verticale

Maggiore penetrazione in profondità della luce

Distribuzione più omogenea della luce


Il fattore di luce diurnaRapporto fra il livello di illuminamento in un punto posto su un piano orizzontale all’interno del locale (Eint) e il livello di illuminamento in un punto posto su di un piano orizzontale sotto l’intero emisfero celeste in assenza di ostruzioni e di irraggiamento solare diretto (E0) con misure fatte nello stesso momento

(%) 1000

int ⋅=EEFLD E0

Eint


Ambienti residenziali (D.M. 5/7/75)

• Locali di abitazione: 2% (inoltre la superficie finestrata apribile non deve essere inferiore a 1/8 della superficie del pavimento)

Ambienti ospedalieri (Circ. 13011 22/11/74)

• Ambienti di degenza, diagnostica, laboratori: 3%

• Palestre, refettori: 2%

• Uffici, spazi per la distribuzione, scale: 1%

Ambienti scolastici (D.M. 18/12/75)

• Ambienti ad uso didattico (aule per lezione, studio, lettura, disegno ecc.): 3%

• Palestre, refettori: 2%

• Uffici, spazi per la distribuzione, scale, servizi igienici: 1%

Valori limite del fattore di luce diurnasecondo la legislazione vigente


UNI 10840Valori raccomandati

nell’edilizia scolastica

Tipo di ambiente, di compito visivo o di attività FLDm (%) Asili nido e asili d’infanzia Aule giochi ≥ 5 Nido ≥ 5 Aule lavori artigianali ≥ 3 Edifici scolastici Aule in scuole medie superiori ≥ 3 Aule in scuole serali e per adulti –Sale di lettura ≥ 3 Lavagna –Tavolo per dimostrazioni –Aule educ. art. ≥ 3 Aule educazione artistica in scuole d’arte ≥ 3 Aule per disegno tecnico ≥ 3 Aule di educazione tecnica e laboratori ≥ 3 Aule lavori artigianali ≥ 3 Laboratori di insegnamento ≥ 3 Aule di musica ≥ 3 Laboratori di informatica ≥ 3 Vedere racc. VDU Laboratori linguistici ≥ 3 Aule di preparazione e officine ≥ 3 Ingressi ≥ 1 Aree di circolazione e corridoi ≥ 1 Scale ≥ 1 Aule comuni e Aula Magna ≥ 2 Sale professori ≥ 2 Biblioteca: scaffali -Biblioteca: area di lettura ≥ 3 Magazzini materiale didattico ≥ 1 Palazzetti, palestre e piscine ≥ 2 Mensa ≥ 2 Cucina ≥ 1 Bagni ≥ 1


Metodo di calcolo del fattore medio di luce diurnaMetodo di calcolo del fattore medio di luce diurna

Af è l’area della superficie della finestra, escluso il telaio;t è il fattore di trasmissione luminosa del vetro;

ε è il fattore finestra, rappresentativo della posizione di volta celeste vista dal baricentro della finestra (ε = 1 per finestra orizzontale,lucernario, senza ostruzioni; ε = 0,5 per finestra verticale senza ostruzione; ε < 0,5 per finestra verticale con ostruzione)Atot è l’area totale delle superfici che delimitano l’ambiente compreso la finestra;

rm è il fattore medio ponderato di riflessione luminosa delle superfici che delimitano l’ambiente rm = Σi ri · Ai/Atot; per il vetro il valore r è molto basso e pari a circa 0,07.ψè il fattore di riduzione del fattore finestra.

( )mtot

fm r1A

tAFLD−

ψ⋅ε⋅⋅=

Il metodo è applicabile al caso di finestre verticali (a parete) e spazi di forma regolare con profondità, misurata perpendicolarmente al piano della parete finestrata, minore o uguale a 2,5 volte l’altezza dal pavimento al punto più alto della superficie trasparente dell’infisso.


Calcolo della superficie vetrata Af(Quando non sia nota la superficie precisa dell’area vetrata dell’infisso)

Af = 0,75 · Ai

Ai = area totale del foro nella muratura

Calcolo del coefficiente di trasmissione luminosa del vetro t(Quando non sia noto il livello di pulizia dell’infisso)

t = 0,9 · t’


Le caratteristiche dei materialiCoefficiente di riflessione luminosa di alcune finiture

Coefficiente di trasmissione luminosa di alcuni vetri

Correzione per condizioni di pulizia del vetro


Ostruzioni esterneESEMPIO DI SCHEMI RELATIVI A DUE DIVERSI TIPI DI OSTRUZIONE PER

DETERMINARE L’ANGOLO α h = altezza dal baricentro B

della finestra al piano stradale

H = altezza del fabbricato

contrapposto dal piano stradale

La = distanza tra il

fabbricato contrapposto (o comunque dell’ostacolo) e la finestra

Dalla trigonometria si ha che la tangente dell’angolo α è data dal rapporto:

tan α = H-h/La

da cui inv(tan α) = α°


Ostruzioni di facciata ed esterne

Altezza di 60 cm da cui partire per l’individuazione del baricentro B della portafinestra: es. porta H = 2,2 m, baricentro B = (2,2 – 0,6)/2 + 0,6 = 1,4 m

NB. nel calcolo si trascura il contributo della parte finestrata fino a 60 cm dal pavimento


Calcolo del fattore finestra ε

21 αε sen−=

22αε sen

=

senα = sen [inv (tanα = H-h/La)]

α = angolo piano di altitudine che sottende la parte ostruita di cielo

senα2 = sen [inv (tanα2 = H/L)]

α2 angolo piano che sottende la parte visibile di cielo

α

h

H-h

H

La

Ostruzioni che occupano la parte bassa del Ostruzioni che occupano la parte bassa del panoramapanorama

Ostruzioni che occupano la parte alta del Ostruzioni che occupano la parte alta del panoramapanorama

Hα2

L


Ostruzioni che occupano sia la parte alta che Ostruzioni che occupano sia la parte alta che quella bassa del panoramaquella bassa del panorama

22 ααε sensen −

=


Calcolo del fattore finestra ε per ostruzioni esterne


0.05.0

10.015.020.025.030.035.040.045.050.0

0.00.0

11.30.2

21.80.4

31.00.6

38.70.8

45.01.0

50.21.2

54.51.4

58.01.6

60.91.8

63.42.0

65.62.2

67.42.4

69.02.6

70.32.8

71.63

α2 (gradi)H/L

Calcolo del fattore finestra ε per ostruzioni di facciata

Hα2

L


Calcolo del fattore riduttivo ψ


EsercizioPer un fattore medio di luce diurna pari al 2% dimensionare la superficie di una finestra di un locale avente le seguenti dimensioni e caratteristiche:

Pianta 4 x 4 m altezza 3 m Af = 96 m²

Apav = 16 m² Apar = 80 m² t = 0,82

rpav = 0,5 rpareti = 0,7 ostruzioni:

α

h

H-h

H

La

10 m 4 m

12 m

fA 0,02 ( r )mtot 1A −

t ψε ⋅⋅=

21 αε sen−=

senα = sen [inv (tanα = H-h/La)] = sen [inv tan (12/10)]= sen 50,2° = 0,77

ε = 1 – 0,77/2 = 0,115 ψ = 0,95


Esercizio

fA 0,02 ( r )mtot

1A −

t ψε ⋅⋅=

Af = 0,02 ⋅ 96 (1 – 0,79)/(0,82 ⋅ 0,115 ⋅ 0,95) = 4,5 m²

rm = 16 x 0,5 + 80 x 0,85/ 96 = 0,79

rapporto aeroilluminante Ri = 1/8 di Apav = 16/8 = 2 m²

Pertanto Af > Ri di oltre il 100%


La problematicaLa problematicaPer un fattore medio di luce diurna Per un fattore medio di luce diurna FLDm FLDm = 2%= 2%

Con ostruzione superioreAf = 1/6 * Spav = 2,33m²La = 44 mLa = 44 m

Af = 1/8 * Spav = 1,75m²La = 26 mLa = 26 m

Fattore di luce diurna per H - h = 10 m

0.5

1

1.5

2

2.5

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32

distanza tra fabbricati La (m)

FLDm

(%)

FLDm

Fattore di luce diurna per H - h = 10 m e ostruzione superiore di 1.2 m

0.5

1

1.5

2

2.5

10 14 18 22 26 30 34 38 42 46 50

distanza tra fabbricati La (m)

FLDm

(%)

FLDm

α2

α

La

α

h

H-h

H

La


Grazie per Grazie per l’attenzionel’attenzione

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