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Illuminazione naturale

Il ruolo dell'illuminazione naturale per efficienza energetica e sostenibilità

L’illuminazione naturale costituisce un presupposto irrinunciabile per ogni progetto che vuole enfatizzare gli aspetti di efficienza energetica e di sostenibilità ambientale. La qualità della visione è determinata da fattori oggettivi, derivanti dalle caratteristiche fisiche dell’ambiente (esposizione solare, forma, dimensioni, colori, materiali di rivestimento superficiale, elementi oscuranti, …) e delle fonti di illuminazione naturale e artificiale utilizzate, e da fattori soggettivi legati alle reazioni psicofisiche dell’osservatore. Questa bivalenza riflette la natura della luce che, se da un lato, rappresenta una grandezza fotometrica normata da precise leggi fisiche, dall’altro implica reazioni fisiologiche e percettive individuali.

 

L’illuminazione naturale può diffondersi all’interno degli edifici con tre modalità diverse:

  • Illuminazione laterale, o sidelighting, che proviene dalle finestre aperte nelle pareti opache;
  • Illuminazione zenitale, o toplighting, che consiste nell’introduzione della luce all'interno di un edificio attraverso la presenza di aperture, cupole e lucernari posizionati sulla copertura;
  • Illuminazione dall’interno, o corelighting, che consiste nel portare la luce all'interno di un edificio attraverso atri, cortili, chiostri o condotti.

 

L’illuminazione laterale proviene da finestre e porte finestre. Da essa potrebbe derivare un'illuminazione disomogenea e variabile nel corso del giorno. Queste condizioni possono causare disturbi visivi che assumono denominazioni diverse in funzione dell’ambito disciplinare di riferimento: in illuminotecnica sono detti “abbagliamenti”, in medicina “astenopie occupazionali” e in igiene “disagi da luce”. Per evitare questi fenomeni è opportuno illuminare l’ambiente interno con luce che garantisce l’assenza di riflessi e la presenza di appropriati contrasti di luminanza tra le superfici riflettenti interne.

 

Illuminazione laterale o sidelighting

 

L’illuminazione naturale può essere diffusa attraverso l’inserimento di tende che assorbono e diffondono la radiazione solare verso l’interno dell’ambiente, riflettendone solo una piccola parte verso l’esterno. In questo modo, riducono i contrasti di luminanza, i problemi di abbagliamento visivo e di surriscaldamento superficiale delle pareti. Le tende possono essere montate sul lato della facciata rivolto all’interno, all’esterno o nell’intercapedine. Le prime non offrono alcuna protezione dall’irraggiamento in quanto non intercettano i raggi solari prima che questi impattino sulle vetrate o sull’involucro. Le seconde proteggono l’edificio dal sole e le terze, dette “tende tecniche”, operano a livello dell’intercapedine del serramento, ma sono di limitata diffusione per l’impegno in termini di costi e manutenzione.

L’illuminazione naturale può anche essere schermata per impedire i guadagni termici indesiderati, favorire la dispersione del calore interno nella stagione estiva, ridurre le dispersioni termiche invernali e ottimizzare l’impiego della luce naturale durante tutto l’anno. La scelta delle prestazioni del sistema di schermatura dipende da una serie di fattori che comprendono la zona climatica di riferimento, il tipo di esposizione, la zona di vento, la funzione interna, le caratteristiche tipologiche e costruttive della facciata, l’orientamento e l’inclinazione del vetro.

 

Presenza di tende e di sistemi di schermatura per diffondere e regolare l’intensità dell’illuminazione naturale in ambiente interno

 

L’illuminazione zenitale è ottenuta attraverso finestre, cupole, shed o lucernari posizionati sulla copertura dell’edificio. Sin dagli esordi della storia dell’architettura, costituisce la forma più suggestiva di illuminazione naturale e nel tempo ha acquisito una valenza sacra, solenne e poetica. In passato, le tecniche di captazione della luce zenitale erano legate al singolo progetto, alle specificità del luogo e della funzione ospitata nell’edificio. Nell’epoca recente, invece, sono stati sviluppati diversi sistemi per la filtrazione, il trasporto, la regolazione e la diffusione della luce zenitale, portando alla produzione di componenti dotati di molteplici funzionalità, prestazioni elevate, ottima durabilità, ridotta manutenzione, costi contenuti, sicurezza e affidabilità d’uso.

Questo tipo di illuminazione elimina il diretto contatto visivo con l’esterno e, pertanto, è necessario prevedere una possibile integrazione con l’illuminazione laterale. Per ottenere l’omogeneità luminosa è utile prevedere componenti di diffusione dello spetto solare, come sistemi geometrici complessi, tende, filtri e velari. I problemi principali di questa forma di luce riguardano il potenziale surriscaldamento e la formazione di fastidiosi abbagliamenti negli ambienti sottostanti, specie in estate quando la luce diurna è molto intensa. Per evitare questi fenomeni, è necessario utilizzare sistemi di schermatura esterni o interni.

 

Illuminazione zenitale o toplighting

 

In molti casi l’illuminazione che proviene da una finestra o da un lucernario è molto intensa, crea forti differenze di luminanze e abbagliamenti visivi nei locali interni. Per creare idonee condizioni di visibilità è necessario aumentare la luminanza interna al locale attraverso l’impiego dell’illuminazione artificiale, con un conseguente aumento dei consumi elettrici. L’inserimento di un sistema a diffusione luminosa consente di diffondere la luce all’interno dell’ambiente, riducendo i contrasti di luminanza, i problemi di abbagliamento visivo e di surriscaldamento superficiale delle pareti.

 

L’illuminazione dall’interno consiste nel portare la luce all'interno di un edificio attraverso atri, cortili, chiostri o condotti che funzionano come veri e propri canali di trasporto verso i locali interni o ipogei. Gli spazi servono per la ventilazione e per l’illuminazione e, contemporaneamente, costituiscono luoghi di relazione sociale e di svago. I benefici economici indotti dall’utilizzo di tali sistemi riguardano il risparmio energetico, la possibilità di utilizzo degli spazi privi di illuminazione diretta eil soddisfacimento dei requisiti di benessere visivo per gli utenti.

 

Illuminazione dall’interno o corelighting

 

Il sistema industrializzato di trasporto luminoso è costituito dal condotto di luce, ovvero da un cavedio di sezione ridotta che trasporta la luce sfruttando le caratteristiche di riflessione delle pareti interne rivestite con materiali riflettenti e speculari. È composto da una testa di captazione che raccoglie le radiazioni solari, da un condotto luminoso che trasporta la luce e da un’unità diffusore che regola la luce nell’ambiente interno.

In tutti i casi, la colorazione delle pareti interne ha una grande importanza per il comfort visivo degli utenti. La finitura superficiale, infatti, incide sull’uniformità della distribuzione della luce naturale. La finitura deve essere caratterizzata da elevate capacità di riflessione e di emettenza della radiazione solare che incide su di essa sotto forma di radiazione luminosa visibile e infrarossa. Aumentando le riflessioni luminose nell’ambiente interno, inoltre, si può limitare il ricorso all’illuminazione artificiale, con conseguente riduzione dei consumi elettrici. Per massimizzare la riflessione della luce sul soffitto è opportuno utilizzare vernici riflettenti mentre, al contrario, per evitare riflessioni sulle pareti è meglio utilizzare coloranti opachi.

 

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