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Analisi dei fabbisogni energetici per l’illuminazione degli edifici

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Indice di efficienza energetica e prestazioni illuminotecniche

L'attenzione ai consumi elettrici dovuti ai sistemi di illuminazione degli edifici è stata posta a livello internazionale con la Direttiva Europea 2002/91/CE inerente le prestazioni energetiche degli edifici. Nella Direttiva è precisato che la valutazione dei consumi energetici degli edifici deve essere condotta considerando il fabbisogno energetico per la climatizzazione invernale degli ambienti, il fabbisogno energetico per il riscaldamento dell'acqua per gli usi igienico-sanitari, il fabbisogno energetico per la climatizzazione estiva degli ambienti e (limitatamente agli edifici pubblici o ad uso pubblico) il fabbisogno energetico per l'illuminazione artificiale. Per la valutazione di questi fabbisogni sono state prodotte a livello europeo normative tecniche specifiche adottate poi in Italia (v. Tab. 1).
 
Tabella 1- Elenco sintetico delle principali norme tecniche inerenti le prestazioni energetiche degli edifici

 
In particolare per quanto riguarda il fabbisogno energetico dovuto all'illuminazione artificiale degli ambienti interni di lavoro occorre fare riferimento alla Norma europea EN 15193 (in Italia UNI EN 15193, marzo 2008), con la quale è stato introdotto l'indice di efficienza energetica del sistema di illuminazione, LENI (Lighting Energy Numeric Indicator). La valutazione dell'indice LENI [5-7] può essere condotta, per edifici esistenti o di nuova costruzione, secondo varie metodologie:
• misurazioni degli effettivi consumi elettrici(per esempio attraverso la lettura, con modalità opportunamente specificate, dei contatori al servizio del sistema elettrico di alimentazione dell'utenza considerata) per periodi temporali di volta in volta precisati; 
• metodo di calcolodi tipo rapido (quick method) per periodi temporali annuali, basato essenzialmente sull'uso di tabelle e valori standard di riferimento dei principali parametri considerati;
• metodo di calcolo di tipo completo (comprehensive method) per periodi temporali annuali o per periodi temporali significativi più brevi (per esempio mensili, giornalieri, orari), basato sul calcolo analitico e dettagliato dei vari parametri considerati.
Nella UNI EN 15193 i due metodi di calcolo dell'indice LENI sono descritti compiutamente per varie destinazione d'uso degli edifici, in particolare: scuole, uffici, ospedali, alberghi, ristoranti, impianti sportivi, edifici commerciali, edifici artigianali e industriali; nel seguito si farà riferimento in particolare alle prime tre destinazioni d'uso. E' utile osservare che nella definizione dei vari parametri utilizzati per il calcolo dell'indice LENI sono considerati i seguenti aspetti: modalità di utilizzo e gestione dei sistemi di illuminazione artificiale; disponibilità di luce naturale all'interno degli ambienti; consumi dovuti ai sistemi di illuminazione di emergenza. Sono inoltre considerati, almeno in parte, aspetti relativi alla qualità del progetto illuminotecnico inerenti i requisiti minimi indicati nella UNI EN 12464-1 sull'illuminazione artificiale degli ambienti interni di lavoro.
 
Fabbisogno energetico per l'illuminazione artificiale
Per il calcolo dell'indice LENI si può procedere nel modo seguente. Il fabbisogno di energia necessaria al sistema di illuminazione, W (kWh/anno), può essere calcolato con la relazione (UNI EN 15193):
W = WL + WP                                                                                                            (1)
con: 
• WL fabbisogno energetico necessario agli apparecchi di illuminazione per garantire le condizioni di illuminazione fissate in sede progettuale, per esempio in relazione ai valori medi di illuminamento indicati nella UNI EN 12464-1;
• WP fabbisogno di energia necessario all'alimentazione dei dispositivi di illuminazione di emergenza e dei vari sistemi di controllo dell'illuminazione eventualmente presenti.
La relazione (1) può essere riferita ad ambienti (o zone) dell'edificio oppure a tutto l'edificio ed a qualsiasi periodo temporale. I fabbisogni WL e WP sono calcolati con le relazioni (UNI EN 15193):

 
(2)
 
 

 
(3)
 
 
 
Il significato dei parametri introdotti nelle relazioni (2) e (3), le relative unità di misura e i valori standard di riferimento assunti convenzionalmente, sono precisati nelle Tabb. 2-4. I valori dellepotenze elettriche PN, PPC e Pem sono ottenuti dal calcolo illuminotecnico. In particolare con riferimento ai consumi relativi all'illuminazione di emergenza degli edifici esistenti, nei casi in cui questi non sono noti o facilmente determinabili, il fabbisogno energetico specifico viene stimato nella UNI EN 15193 pari a 6 kWh/m2anno, (di cui 1 kWh/m2anno per l'illuminazione di emergenza e 5 kWh/m2anno per i sistemi di controllo automatico ove presenti).
 
Tabella 2- Significato dei parametri introdotti nelle relazioni (2) e (3).
 

 
 
Più complessa risulta la valutazione dei coefficienti FC, FO e FD; in questo caso con il metodo rapido si possono utilizzare i valori standard di riferimento riportati nelle tabelle precedenti. Per il calcolo dell'indice LENI con il metodo completo occorre invece procedere come segue.
 Il coefficiente FCpuò essere espresso in funzione del coefficiente di manutenzione, MF (maintenance factor) secondo la relazione
FC = (1+ MF) / 2                                                                                                        (4)
L'introduzione del coefficiente di manutenzione (MF) permette di considerare che, per mantenere in un dato ambiente l'illuminamento medio (Em) precisato nella normativa tecnica (v. Tab. 8), l'illuminamento iniziale dovrà risultare maggiorato di un fattore 1/MF (0 < MF ≤ 1). Ciò per considerare il decadimento del flusso luminoso delle lampade, l'invecchiamento degli apparecchi e degli ambienti (in particolare legato all'impolveramento delle superfici esposte).
 
Tabella 3- Esempi di valori standard dei tempi tO, tD e tN riferiti ad un periodo annuale (v. Tab 2).

 
Tabella 4- Esempi di valori standard dei coefficienti FO ed FD (v. Tab 2).


 
Tabella 5- Relazioni per il calcolo del coefficiente FO


 

 Il coefficiente FOintroduce ulteriore complessità al problema di determinare i fabbisogni energetici relativi all'illuminazione degli ambienti. In particolare nella UNI EN 15193 è precisato un metodo di calcolo per "fornire un apprezzamento rudimentale" di tale coefficiente in funzione del tipo di sistema di controllo dell'illuminazione (attraverso il coefficiente FOC, v. Tab. 5) e del livello di assenza degli occupanti dall'ambiente considerato (attraverso il coefficiente FA, v. Tab. 5). In altre parole l'introduzione del   coefficiente FO ha permesso di richiamare l'attenzione su aspetti legati alla Building Automation, negli ultimi anni di più frequente applicazione in particolare negli edifici pubblici o ad uso pubblico [12]. Il coefficiente FO assume valori compresi nell'intervallo: 0 ≤ FO ≤ 1. Si considera: FO=1, nei casi in cui è presente un sistema di accensione/spegnimento delle lampade centralizzato (manuale o automatico) oppure quando la superficie in pianta dell'ambiente, illuminata da un gruppo di lampade controllate da un singolo dispositivo di accensione, sia maggiore di 30 m2 (ad eccezione delle sale riunioni). In tutti gli altri casi risulterà: 0 ≤ FO < 1 e il coefficiente FO potrà essere calcolato con le relazioni riportate in Tab. 5. Nelle relazioni di Tab. 5 il coefficiente FOC (occupancy dependent lighting control system factor) tiene conto del tipo di accensione, spegnimento e regolazione del sistema di illuminazione, il coefficiente FA (absence factor) tiene conto della effettiva presenza degli occupanti durante il periodo temporale di riferimento ed è espresso in relazione alla destinazione d'uso dell'edificio (o dell'ambiente) considerato.
Il coefficiente FDpermette di esprimere il risparmio energetico conseguente alla disponibilità di luce naturale nell'edifico (o ambiente) considerato, quindi al minore utilizzo di illuminazione artificiale per mantenere i requisiti di illuminamento medio richiesto. La valutazione dettagliata del coefficiente FD, in relazione alla profondità di penetrazione della luce nell'ambiente, alla presenza di ostruzioni o schermature esterne e agli eventuali sistemi di controllo, sarà trattata in un lavoro di prossimo pubblicazione su questa stessa Rivista [11]. Si noti che in assenza di luce naturale si può assumere: FD=1.
 
Indice prestazionale relativo al fabbisogno per illuminazione
Indicato con W il fabbisogno di energia per illuminazione calcolato con la relazione (1), l'indice LENI (kWh/m2anno) è definito come (UNI EN 15193):
LENI = W / A                                                                                                            (5)
dove A (m2) è la superficie utile dell'edificio (o dell'ambiente) in esame, esclusi ovviamente gli spazi non illuminati (e quelli non abitabili). Si noti che per congruità con i fabbisogni energetici per la climatizzazione degli edifici può risultare opportuno, per edifici non residenziali, esprimere l'indice LENI per unità di volume lordo climatizzato (v. l'esempio di calcolo al Paragrafo 5).
La determinazione dell'indice LENI con il metodo rapido si esegue utilizzando valori di riferimento relativi ad ambienti con caratteristiche analoghe a quello in esame (v. Tab. 6). In particolare in Tab. 6 sono precisati: la destinazione d'uso dell'ambiente (o più in generale dell'edificio), la potenza elettrica specifica (P), la classe di qualità dell'illuminazione (v. Tab. 8), la presenza/assenza di sistemi CTE, la presenza/assenza di sistemi automatici per l'accensione e lo spegnimento degli apparecchi di illuminazione.

Tabella 6- Valori indicativi dell'indice LENI con il metodo rapidoper alcune destinazioni d'uso.

 
 
Prestazioni illuminotecniche
Le prestazioni illuminotecniche che devono essere garantite negli ambienti interni di lavoro sono precisate nella edizione di Luglio 2011 della UNI EN 12464-1 [8]. Questa recente versione della Norma ha sostituito la precedente di Ottobre 2004 introducendo significative integrazioni e modifiche inerenti l'illuminazione artificiale degli ambienti di lavoro [5]. Nella UNI EN 12464-1 vengono definiti i requisiti illuminotecnici essenziali affinché in un ambiente (interno) di lavoro con data destinazione d'uso i compitivi visivi, previsti in relazione alle attività lavorative svolte, siano condotti nel rispetto della salute e della sicurezza del lavoratore con particolare attenzione ai livelli di comfort visivo ed alle esigenze della prestazione visiva.
 
In Tab. 7 sono riportati i valori di riferimento dei requisiti illuminotecnici minimi richiesti nel caso di alcune destinazioni d'uso significative: uffici, scuole, ospedali. Per le definizioni dei parametri illuminotecnici riportati in Tab. 7 si rimanda senz'altro a [5, 8]. A titolo esemplificativo, per un ufficio con superficie utile pari ad 80 m2, l'illuminamento medio mantenuto relativo a compiti visivi di lettura e scrittura (Em=500 lx) può essere soddisfatto utilizzando un sistema di illuminazione caratterizzato da una potenza elettrica installata PN=1344 W ed una potenza specifica P=16.8 W/m2 (v. l'esempio di calcolo al Paragrafo 5).
 
Tabella 7- Valori minimi di illuminamento medio mantenuto (Em) relativi ad alcuni tipi di ambienti di lavoro, raccomandati nella UNI EN 12464-1. Per completezza sono riportati: i valori minimi dell'uniformità di illuminamento (U0), i valori massimi dell'indice di abbagliamento (UGRL), i valori massimi dell'indice di resa cromatica (Ra) delle lampade.
 

 
 
Note alla Tabella 7-
1- L'illuminamento si intende al piano del pavimento; l'illuminazione in prossimità degli ingressi e delle uscite deve prevedere una zona di transizione per evitare improvvisi cambiamenti dovuti al passaggio dall'interno all'esterno (sia di giorno che di notte); la resa cromatica e l'indice UGR devono comunque risultare analoghi a quelli delle zone adiacenti.
2- E' richiesto di incrementare il contrasto sui gradini.
3- Requisiti da realizzare in ogni singolo bagno se incluso in uno spazio più grande.
4-Per il lavoro al videoterminale (DSE, display screen equipment) si rimanda ad una specifica sezione della UNI EN 12464-1.
5- L'illuminazione dovrebbe essere regolabile.
6- Occorre soddisfare i pertinenti requisiti illuminotecnici raccomandati nella UNI EN 12193 per gli impianti sportivi.
7- L'illuminamento si intende al piano del pavimento fatta eccezione nel caso di usi diversi per i quali si intende sul compito visivo ovvero relativo alla specifica attività.
8- Sono compresi per esempio: gli ambulatori per esami generali, gli ambulatori oculistici, gli ambulatori otorino, gli ambulatori dentistici, i laboratori e le farmacie; nei primi due casi le lampade devono avere temperatura di colore compresa tra 4000 e 5000 K.
 
Risulta interessante osservare che le classi di qualità dell'illuminazione indicate nella UNI EN 15193 (v. Tab. 6) sono strettamente collegate ai requisiti illuminotecnici precisati nella UNI EN 12464-1, tale legame è meglio evidenziato in Tab. 8. Più in dettaglio: alla classe di qualità dell'illuminazione "inferiore", indicata con il simbolo (*), corrisponde un soddisfacimento "di base" dei requisiti illuminotecnici della UNI EN 12464-1 (v. Tab. 8); alla classe di qualità dell'illuminazione "intermedia", indicata con il simbolo (**), corrisponde un soddisfacimento "buono" dei requisiti illuminotecnici della UNI EN 12464-1 (v. Tab. 8); alla classe di qualità dell'illuminazione "superiore", indicata con il simbolo (***), corrisponde un soddisfacimento "completo" dei requisiti illuminotecnici della UNI EN 12464-1 (v. Tab. 8).
 
Tabella 8- Classe di qualità del progetto illuminotecnico. Il quadrato nero è riferito al soddisfacimento dei requisiti indicati in Tab. 7, il cerchio bianco è riferito agli altri requisiti indicati nei paragrafi della UNI EN 12464-1

  
Esempio di calcolo
Si vogliono valutare i fabbisogni energetici di una unità immobiliare, destinata ad ufficio, con pianta quadrata di lato pari a 10 m (superficie lorda di 100 m2), superficie utile (A) di 80 m2 e volume lordo (V) di 300 m3. Le caratteristiche dimensionali dell'unità immobiliare analizzata sono rappresentative di una tipologia edilizia molto diffusa: l'ufficio può essere considerato come isolato (v. Fig. 1a) oppure costituire la porzione di un edificio multipiano (v. Fig. 1b). Il rapporto tra la superficie disperdente di involucro (S) e il volume lordo climatizzato (V) risulta: nel caso di ufficio isolato (v. Fig. 1a) pari a S/V=1.1 m-1; nel caso di ufficio porzione di un edificio multipiano (v. Fig. 1b) pari a S/V=0.2 m-1(considerando le unità immobiliari attigue all'ufficio in esame tutte dotate di sistemi di climatizzazione).

 
 
Figura 1- Dimensioni lorde e rapporto di forma (S/V) dell'ufficio in esame: (a) ufficio isolato, (b) ufficio porzione di un edificio multipiano.
 
Per l'analisi dei fabbisogni energetici e dei relativi indici prestazionali l'ufficio in esame è stato considerato ubicato a Pisa: latitudine 43°42' N, zona climatica D (1694 Gradi-Giorno), durata del periodo di riscaldamento pari a 166 giorni (dal 1° novembre al 15 aprile).
In accordo a quanto indicato in [1] l'indice di prestazione energetica globale dell'unità immobiliare EPgl è calcolato come (v. anche il D.M. 26 giugno 2009 inerente le linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici):
EPgl = EPi + EPacs + EPe + EPill                                                                                   (6)
avendo indicato con: EPi l'indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale, EPacs l'indice di prestazione energetica per la produzione di acqua calda sanitaria (ACS), EPe l'indice di prestazione energetica per la climatizzazione estiva ed EPill l'indice di prestazione energetica per l'illuminazione.
L'indice EPill (kWh/m3anno), nel caso di unità immobiliari non residenziali, può essere calcolato a partire dall'indice LENI con la seguente relazione:
                                                                                                       (7)
con ovvio significato dei simboli e con f coefficiente di conversione dell'energia elettrica in energia primaria. Nel seguito è stato utilizzato il valore: f=2.17, ricavato considerando un coefficiente di conversione dell'energia elettrica in tonnellate di petrolio equivalenti pari a 0.187∙10-3Tep/kWh (v. Autorità per l'Energia Elettrica ed il Gas, delibera EEN 3/08, marzo 2008).
Per la valutazione dell'indice LENI è stato considerato di mantenere un illuminamento medio (Em) pari a 500 lx (compiti visivi di lettura e scrittura, v. Tab. 7) sulla superficie di lavoro di riferimento, presa per semplicità coincidente con la superficie utile in pianta (A) ad una distanza di 0.80 m dal pavimento (piano delle scrivanie). Per procedere con i calcoli sono stati scelti apparecchi di illuminazione da incasso in controsoffitto, tipicamente presenti negli ambienti di lavoro, le cui caratteristiche tecniche sono indicate in Fig. 2. Una valutazione di massima del numero (N) di apparecchi di illuminazione necessari ad ottenere il valore di illuminamento medio richiesto può essere condotta con il metodo dell'illuminamento medio ambiente [5]. Assumendo un coefficiente di assorbimento medio delle superfici interne che delimitano l'ufficio pari a 0.6, si ottiene: N=24. Si osservi che con il tipo ed il numero di apparecchi scelti è possibile soddisfare agevolmente i valori limite fissati in [8] validi per compiti visivi di lettura e scrittura in ambienti di lavoro destinati ad ufficio. Per esempio, con riferimento alla Tab. 7: il numero di apparecchi ottenuto garantisce il raggiungimento di un valore dell'illuminamento medio di 500 lx sul piano di lavoro considerato; il particolare tipo di ottica, caratterizzata da una emissione luminosa con curva fotometrica tipo "batwing" [5], ed una corretta disposizione degli apparecchi consente di evitare fenomeni di abbagliamento diretto e di raggiungere valori di uniformità di illuminamento sul piano di lavoro considerato superiori a 0.6; il tipo di lampada installata (v. Fig. 2) garantisce un valore di Ra>80.
 

 
 
Figura 2- Caratteristiche tecniche dell'apparecchio di illuminazione utilizzato nei calcoli: (a) immagine fotografica, (b) curve fotometriche, (c) dati tecnici dell'apparecchio e delle lampade contenute.
 
Per l'ufficio in esame l'indice LENI è stato ottenuto utilizzando la relazione (5) con:
•§  PN=1344 W, considerando il numero di apparecchi installati, N=24, e la potenza elettrica assorbita da ciascun apparecchio pari a 56 W (v. Fig. 2), da cui risulta (con A=80 m2) una potenza elettrica specifica P=16.8 W/m2;
•§  tD=2250 h e tN=250 h, valori standard per il periodo di calcolo annuale rispettivamente dei tempi di accensione diurna e notturna dell'impianto di illuminazione di un ufficio (v. Tab. 3);
•§  FC=1, valore standard in assenza di sistemi CTE (v. Tab. 2);
•§  FO=1, valore standard con sistemi manuali per l'accensione e lo spegnimento del sistema di illuminazione (v. Tab. 4);
•§  FD=1, valore standard con sistemi manuali per il controllo del contributo della luce naturale all'illuminazione (v. Tab. 4), tale valore può essere anche utilizzato in via preliminare qualora si intenda procedere trascurando il contributo della luce naturale [11];
•§  WP=480 kWh/anno, valore ottenuto considerando il fabbisogno energetico specifico standard complessivamente richiesto dai sistemi di illuminazione di emergenza e dai sistemi di controllo dell'illuminazione generalmente presenti negli uffici (pari a 6 kWh/m2anno) e la superficie utile dell'ufficio analizzato (A=80 m2).
L'indice LENI ed il relativo indice di prestazione energetica per l'illuminazione artificiale (EPill), calcolati per l'esempio considerato, risultano rispettivamente pari a: 48 kWh/m2anno e 27.8 kWh/m3anno. Il valore calcolato dell'indice LENI (48 kWh/m2anno) è in ottimo accordo con i valori indicativi riportati nella UNI EN 15193, nel caso in esame compresi tra 42.1 e 67.1 kWh/m2anno (v. Tab. 6). I valori dell'indice LENI ottenuti (e quelli del relativo indice EPill) potrebbero essere significativamente ridotti considerando opportunamente la presenza di sistemi di controllo che permettano un elevato livello di automazione del sistema di illuminazione (ad esempio: la presenza contemporanea di sistemi di controllo CTE, di sistemi automatici per l'accensione e lo spegnimento in funzione dell'effettiva occupazione dell'ufficio e di sistemi automatici di rilevamento della luce diurna). In tal caso i valori dei coefficienti FC, FO e FD potrebbero essere presi, in una stima rapida, pari a 0.9 (v. Tabb. 2 e 4), quindi l'indice LENI ed il relativo indice EPill, calcolati per l'esempio considerato, risulterebbero rispettivamente pari a: 37 kWh/m2anno e 21.4 kWh/m3anno, con una riduzione percentuale del 23% (anche in tal caso il valore del LENI sarebbe in accordo con quelli riportati in Tab. 6).
 
Al fine di poter confrontare i vari termini che compongono l'indice di prestazione energetica globale (EPgl) si consideri che l'edificio analizzato sia realizzato nel rispetto della legislazione in materia di efficienza energetica degli edifici attualmente in vigore in Italia. In particolare l'edificio abbia un indice di prestazione per la climatizzazione invernale (EPi) pari al rispettivo valore limite (EPi,lim) imposto dal D.Lgs.vo 192/2005 (e s.m.i.). Per l'esempio considerato risulta: EPi=EPi,lim=19.5 kWh/m3anno nel caso dell'ufficio isolato (v. Fig. 1a) ed EPi=EPi,lim=7.5 kWh/m3anno nel caso dell'ufficio porzione di un edificio multipiano.
Utilizzando le metodologie di calcolo indicate nella UNI/TS 11300-2 ed i dati di ingresso tipici per la destinazione d'uso in esame [2], l'indice di prestazione energetica per la produzione di ACS per l'ufficio in esame risulta: EPacs=0.8 kWh/m3anno, avendo considerato: un fabbisogno giornaliero di ACS di 0.2 l/m2giorno, un salto termico tra l'acqua in ingresso dalla rete e quella al terminale di erogazione di 25°C ed un rendimento globale del sistema di produzione ACS pari a 0.7.
L'indice di prestazione per la climatizzazione estiva (EPe) può essere ricavato considerando che l'involucro dell'edificio abbia prestazioni estive tali da soddisfare il limite imposto dal D.P.R. 59/2009, vale a dire EPe,inv=EPe,inv,lim=10 kWh/m3anno. Si noti a questo proposito che l'indice di prestazione EPe,inv è relativo esclusivamente alle prestazioni estive dell'involucro edilizio e, nel caso di edifici non residenziali, è definito come il rapporto tra il fabbisogno annuo di energia utile per la climatizzazione estiva ed il volume lordo climatizzato. A partire dalle prestazioni estive indicate, utilizzando un sistema di climatizzazione assai diffuso negli uffici (ad esempio una pompa di calore elettrica con un valore medio stagionale del coefficiente di effetto utile pari a 3 e terminali di emissione tipo ventilconvettori) ed utilizzando le metodologie di calcolo indicate nella UNI/TS 11300-3, per l'ufficio in esame risulta: EPe=8 kWh/m3anno (anche in questo caso tenendo in considerazione il fattore per la conversione dell'energia elettrica in energia primaria come precisato in precedenza).
Con i valori calcolati per i vari indici prestazionali, l'indice di prestazione energetica globale (EPgl) risulta pari a: 56.1 kWh/m3anno nel caso dell'ufficio isolato e 44.1 kWh/m3anno nel caso dell'ufficio porzione di un edificio multipiano.
 
6- Considerazioni conclusive
I risultati dell'esempio di calcolo ottenuti al paragrafo precedente sono riepilogati in Tab. 9 e mostrati, sotto forma di grafici a torta, in Fig. 3. Dall'analisi dei risultati è possibile evidenziare che il fabbisogno energetico per illuminazione rappresenta per l'ufficio considerato la parte più consistente del fabbisogno energetico globale, in particolare il 50% (v. Fig. 3a) nel caso dell'ufficio isolato (v. Fig. 1a) ed il 63% (v. Fig. 3b) nel caso dell'ufficio porzione di un edificio multipiano (v. Fig. 1b).
Tabella 9- Riepilogo dei risultati dell'esempio di calcolo.

 
E' utile osservare tuttavia che tali fabbisogni energetici derivano da valori dell'indice LENI e della potenza elettrica specifica (P), pari rispettivamente a 48 kWh/m2anno ed a 16.8 W/m2, ottenuti al fine di soddisfare determinati requisiti illuminotecnici in modo "buono" o "completo" con una classe di qualità dell'illuminazione "intermedia" o "superiore" (v. Tab. 8). Si noti inoltre che le classi di qualità più elevate sono ottenute con valori della potenza elettrica specifica installata minori di quanto indicato (per una stima rapida) nella UNI EN 15193, v. Tab. 6, migliorando quindi gli aspetti di risparmio energetico.
L'indice LENI, e di conseguenza l'indice EPill, possono essere ridotti, mantenendo ancora una classe di qualità dell'illuminazione elevata, se si considera di incrementare il livello di automazione del sistema di illuminazione, in questo caso (v. Paragrafo 5) l'indice EPill calcolato risulta pari a 21.4 kWh/m3anno e il fabbisogno energetico per illuminazione rappresenta il 43% ed il 57% del fabbisogno energetico globale rispettivamente nel caso dell'ufficio isolato e dell'ufficio porzione di un edificio multipiano.
  
 

 
 
Figura 3- Distribuzione percentuale dei fabbisogni energetici per l'ufficio analizzato: (a) caso di ufficio isolato, (b) caso di ufficio in edificio multipiano.
 
Ulteriori riduzioni dell'indice LENI, e conseguentemente dei fabbisogni energetici per illuminazione, potrebbero essere ottenute migliorando opportunamente il progetto dell'illuminazione naturale ed artificiale dell'edificio. Per esempio si potrebbe realizzare un incremento della disponibilità di luce naturale (modificando le dimensioni delle superfici vetrate o utilizzando vetri con caratteristiche luminose differenti) oppure potrebbero essere utilizzati apparecchi o lampade differenti da quelli indicati (ricorrendo ad apparecchi dotati di sistemi ottici particolari e sorgenti LED) oppure potrebbe essere ottimizzata la disposizione degli apparecchi di illuminazione (conoscendo preliminarmente la distribuzione dei piani di lavoro negli ambienti e la loro estensione). La valutazione accurata degli effetti prodotti da tali interventi può essere condotta realizzando un dettagliato progetto illuminotecnico ed utilizzando il metodo di calcolo completo dell'indice LENI.
 
 
 
Marco Bertozzi, Matteo Casini, Francesco Leccese, Giacomo Salvadori
Dipartimento di Ingegneria dell'Energia e dei Sistemi (DESE) - Laboratorio di Illuminotecnica e Acustica (LIA) - Facoltà di Ingegneria, Università di Pisa

TEMA TECNICO:

Illuminazione

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