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Smart Lighting

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Sfruttamento ottimale della luce naturale

Il daylighting è una disciplina progettuale di grande attualità che promuove un maggiore utilizzo della luce naturale all’interno degli edifici.

L’obiettivo di base è di posizionare opportunamente le superfici trasparenti (come finestre, lucernari o vetrate continue) e le superfici interne riflettenti in modo che la luce naturale possa fornire un’illuminazione efficace nel corso della giornata.

Se una parte essenziale del daylighting riguarda senza dubbio la pianificazione del sito di costruzione e la progettazione architettonica dell’involucro dell’edificio, non va sottovalutato che per la sua efficacia è fondamentale anche il coordinamento con due funzioni fondamentali dei sistemi di building automation come l’illuminazione artificiale e l’ombreggiamento.

La luce naturale come risorsa

La luce naturale è la combinazione della luce diretta e indiretta proveniente dal sole nell’arco della giornata; di tutta l’energia solare ricevuta sulla superficie terrestre ben il 40% è costituito da radiazioni visibili.

Gli ambienti interni degli edifici necessitano di luce per lo svolgimento di diverse attività e la componente naturale è una risorsa molto importante che può produrre benefici effetti sulle persone e sul bilancio energetico. Riconoscendo tutto ciò, nel 2019 è stata pubblicata la norma UNI EN 17037 che promuove un più ampio ricorso alla luce naturale - definita come quella “parte visibile della radiazione solare globale” - per l’illuminazione degli ambienti interni.

La norma fornisce informazioni su come utilizzare questa componente di luce per fornire illuminazione e limitare l’abbagliamento, definendo anche i principi per il calcolo e la verifica e tenendo in considerazione la tipica variabilità della luce naturale nell’arco della giornata e nel corso dell’anno. La norma si applica a quegli ambienti che sono occupati con regolarità dalle persone per periodi prolungati, ad eccezione di quei casi particolari in cui la luce naturale risulta in contrasto con la natura e il compito del lavoro svolto.

La norma UNI EN 17037 definisce i contributi fondamentali del daylighting come:

  • la vista esterna. Le aperture non forniscono soltanto luce naturale, ma consentono agli occupanti il contatto visivo con la zona circostante l’edifi cio. Questo è considerato come un fattore positivo che riduce la fatica associata ai lunghi periodi di permanenza negli ambienti confi nati, off rendo un’opportunità di rilassamento e di alleggerimento dall’eccessiva concentrazione;
  • la protezione dall’abbagliamento. Quando vi è luce solare diretta, la vista all’esterno può causare abbagliamento, un fenomeno negativo dovuto ad aree che hanno una luminanza molto maggiore rispetto a quella alla quale gli occhi si sono adattati nell’ambiente interno. Per ridurre questo rischio, è opportuno predisporre dispositivi di schermatura;
  • l’esposizione alla luce solare. Questo fattore assume grande importanza nella qualità degli ambienti interni e contribuisce al benessere degli occupanti, in particolar modo in edifi ci come gli ospedali, le abitazioni o gli edifi ci scolastici. L’impiego di dispositivi di schermatura può ridurre l’eventuale disagio termico e visivo.
Perché è importante la luce diurna?
  • Il 63% delle persone considera la luce naturale come l’aspetto più importante di una casa (sondaggio Homewise, “Without space + light”)
  • La luce diurna migliora il comfort visivo e psicologico e ha un eff etto positivo sul rendimento delle persone, sull’attenzione, sulla soddisfazione e sulla capacità di imparare
  • La luce diurna allevia il disturbo aff ettivo stagionale (SAD, una forma di depressione)
  • L’esposizione alla luce del sole ha dimostrato di essere un effi cace trattamento per i disturbi del sonno
  • La luce diurna attraverso le fi nestre è il fattore chiave per fornire elevati livelli di luce, necessari per sostenere il funzionamento del sistema circadiano

(fonte: www.lrc.rpi.edu)

I limiti nell’impiego della luce naturale

Dove consentito dall’involucro dell’edificio, la luce naturale può rappresentare la sorgente primaria nelle ore centrali della giornata per buona parte dell’anno, grazie alle aperture previste nelle superfici verticali (porte, finestre, vetrate) ed orizzontali (lucernari).

Ma la disponibilità di luce naturale all’esterno è tipicamente molto variabile; dipende ad esempio dal momento della giornata, dalle condizioni meteorologiche e dal periodo dell’anno. Non solo: la latitudine gioca un ruolo molto importante, basti pensare che nelle capitali dell’Unione Europea si passa dalle 3.600 ore annue medie di luce disponibili a La Valletta alle 1.550 di Bruxelles, passando per le 3.150 di Roma.

Anche se gli effetti positivi della luce naturale sugli esseri umani sono stati dimostrati scientificamente, va considerato che nel suo impiego bisogna comunque garantire l’assenza di abbagliamento e il rispetto della privacy degli occupanti.

Nella stagione estiva infine, occorre contenere i carichi termici - generati negli ambienti interni dall’irraggiamento solare diretto che attraversa le superfici vetrate - per evitare di sprecare energia a causa di un eccessivo ricorso al condizionamento.

Per questi limiti, negli edifici reali il livello di illuminamento necessario per un buon comfort non può essere ottenuto esclusivamente per mezzo della luce naturale, ma deriva sempre da un intelligente uso combinato di luce naturale e luce artificiale.