Per poter ottenere l’illuminamento medio è necessario rilevare almeno un numero minimo di illuminamenti puntiformi sufficienti per una elaborazione al fine di risalire ad un valore medio accettabile; in relazione alle dimensioni del locale, all’altezza del piano di lavoro e all’altezza degli apparecchi illuminanti.
Il termine illuminamento, misurato in lux, riguarda una grandezza fotometrica che rappresenta il rapporto tra il flusso luminoso Φ ricevuto da una superficie e l’area S della superficie stessa, cioè la quantità di luce presente su una determinata superficie definita piano di lavoro (superficie posta a 0,8 m dal pavimento negli ambienti di lavoro e a 0,2 m dal pavimento nelle zone di transito) e non la quantità di luce che investe un eventuale osservatore.
Fig. 1 - Illuminamento
Per poter valutare la quantità di luce che realmente perviene agli occhi occorre considerare anche altre grandezze quali la luminanza, l’illuminamento della retina, il flusso luminoso, l’abbagliamento, che tengono conto oltre che dell’illuminamento, anche del potere riflettente delle superfici e della posizione dell’osservatore. Di conseguenza la relazione tra livello di illuminamento e prestazione visiva deve essere considerata puramente indicativa perchè ad esempio ad un soggetto giovane per la lettura di un documento sono sufficienti 200 lx, mentre per un soggetto anziano ne occorrono almeno 600.
Pertanto i livelli di illuminamento, necessari per avere una definizione visiva ottimale di un oggetto, non possono essere definiti in assoluto; questo non solo perchè i coefficienti di riflessione delle pareti e degli oggetti presenti nell’ambiente illuminato possono modificare la percezione visiva, ma anche perche ogni individuo presenta diverse reazioni allo stimolo luminoso.
UNI EN 12464-1:2011 La norma di riferimento presa in esame per lo sviluppo del Documento è la UNI EN 12464-1:2011 “Luce e illuminazione - Illuminazione dei posti di lavoro - Parte 1: Posti di lavoro in interni” capitolo 5 Estratto “Uffici”
Grandezze illuminotecniche
Fig. 2 - Grandezze illuminotecniche
Dove:
Ω = angolo solido in cui viene emesso il flusso luminoso
A = superficie su cui incide il flusso luminoso
AL · cos ϵ superficie visibile della sorgente luminosa
ρ = indice di riflessione della superficie
π = 3,14
* = per superfici diffuse
UNI EN 12464-1...
4. CRITERI DI PROGETTAZIONE ILLUMINOTECNICA
Ambiente luminoso
Per la buona pratica di illuminazione, e essenziale che oltre al valore dell'illuminamento richiesto, siano soddisfatte le ulteriori esigenze qualitative e quantitative.
I requisiti illuminotecnici sono determinati dalla soddisfazione di tre esigenze umane fondamentali:
- comfort visivo; quando i lavoratori hanno una sensazione di benessere indirettamente questo contribuisce anche a ottenere alti livelli di produttività e una più alta qualità del lavoro;
- prestazione visiva; quando i lavoratori sono in grado di svolgere i loro compiti visivi anche in circostanze difficili e per periodi di tempo più lunghi;
- sicurezza.
I principali parametri che caratterizzano l'ambiente luminoso in relazione alla luce artificiale a quella diurna sono:
- distribuzione delle luminanze;
- illuminamento;
- direzionalità della luce, illuminazione nello spazio interno;
- variabilità della luce (livelli e colore della luce);
- resa dei colori e l'apparenza del colore della luce;
- abbagliamento;
- sfarfallamento.
I valori dell'illuminamento e della sua uniformità, dell'abbagliamento molesto e dell'indice di resa dei colori sono riportati nel punto 5; altri parametri sono descritti nel punto 4.
Oltre all'illuminazione ci sono altri parametri ergonomici visivi che influiscono sulle prestazioni visive, quali per esempio:
- le proprietà intrinseche del compito (di dimensioni, forma, posizione, colore e proprietà di riflessione di dettaglio, e sfondo);
- la capacita oftalmica della persona (acuita visiva, percezione di profondità, percezione del colore);
- ambiente luminoso progettato e migliorato intenzionalmente, illuminazione priva di abbagliamento, buona resa del colore, segnali ad elevalo contrasto e sistemi di guida ottici e tattili possono migliorare visibilità e senso della direzione e localizzazione.
Vedere "CIE Guidelinesfor Accessibility: Vioibility and Lighting Guidelines for Older Persons and Persons with Disabilaies".
L’attenzione a questi fattori può migliorare le prestazioni visive senza ricorrere a livelli di illuminamento maggiori.
Ripartizione delle luminanze
Generalità
La ripartizione delle luminanze nel campo visivo controlla ii livello di adattamento degli occhi che a sua volta influenza la visibilità del compito.
Una luminanza di adattamento nel campo visivo ben bilanciata e necessaria per aumentare:
- l'acuita visiva (nitidezza della visione);
- la sensibilità al contrasto {discriminazione di piccole differenze di luminanza);
- l'efficienza delle funzioni oculari (quali accomodamento, convergenza, contrazione pupillare, movimenti oculari, ecc.).
La ripartizione delle luminanze nel campo visivo influenza anche ii comfort visivo. Conseguentemente si dovrebbe evitare quanta segue:
- luminanze troppo elevate che potrebbero provocare abbagliamento;
- contrasti di luminanza troppo elevati che causerebbero affaticamento a causa delle costanti variazioni di adattamento oculare;
- luminanze troppo basse e contrasti di luminanza troppo bassi che darebbero luogo ad un ambiente di lavoro monotono e non stimolante.
Per creare una ripartizione delle luminanze ben bilanciata devono essere prese in considerazione le luminanze di tulle le superfici, che saranno determinate dal fattore di riflessione e dall'illuminamento sulle superfici stesse. Per evitare l'oscurità e per alzare i livelli di adattamento e ii comfort delle persone presenti negli edifici, e altamente desiderabile disporre di superfici interne luminose, particolarmente le pareti e i soffitti.
II progettista illuminotecnico deve prendere in considerazione e selezionare i valori appropriati del fattore di riflessione e illuminamento per le superfici interne sulla base della guida seguente.
Illustrazione grandezze
1 lux = illuminamento prodotto dal flusso di un lumen distribuito in modo uniforme su di una superficie di un metro quadrato
Illuminamento medio di esercizio Em: Valore medio di illuminamento sul piano di lavoro considerato riferito allo stato medio di invecchiamento e sporcamento dell’impianto di illuminazione (decadimento del flusso delle lampade, sporcamento dei corpi illuminanti e delle superfici delimitanti l’ambiente)
UNI EN 12464-1:2011 “Luce e illuminazione - Illuminazione dei posti di lavoro - Parte 1: Posti di lavoro in interni” capitolo 5:
Nella tabella segue estratta dalla UNI EN 12464-1:2011 è presa in considerazione l’illuminazione dei posti di lavoro di cui al capitolo 5 “Uffici”
Per tutte le Tabelle della UNI EN 12464-1:2011 vedi Documento: Illuminazione dei posti di lavoro in interni
Tabella 1 - Illuminazione dei posti di lavoro UNI EN 12464-1:2011 capitolo 5 Estratto “Uffici”
Dove:
 |
Illuminamento medio di esercizio o mantenuto |
Valore medio di illuminamento sul piano di lavoro considerato riferito allo stato medio di invecchiamento e sporcamento dell’impianto di illuminazione (decadimento del flusso delle lampade, sporcamento dei corpi illuminanti e delle superfici delimitanti l’ambiente).
Moltiplicando il livello di illuminamento medio ad impianto nuovo per il fattore di manutenzione (MF) si ottiene l’illuminamento medio di esercizio o mantenuto 
.
Il fattore di manutenzione può essere calcolato individualmente; esso tiene conto del calo di flusso luminoso dovuto all’invecchiamento e all’usura di lampade, apparecchi e superfici perimetrali.
I fattori di manutenzione (MF) possono essere calcolati individualmente seguendo le specifiche del produttore. Nel caso non siano disponibili dati particolari specifici sulla manutenzione, in presenza di tecnologie moderne e ipotizzando interventi ogni tre anni si adotta i seguenti fattori di manutenzione: 0,67 in ambienti molto puliti e 0,50 dove si sviluppa una certa sporcizia:
Le norme EN 12464 prevedono che il progettista documenti sia il fattore che lo stesso programma di manutenzione.
UGR - Abbagliamento molestoPer abbagliamento si intende la sensazione visiva causata da una distribuzione sfavorevole delle luminanze e/o da contrasti eccessivi di luminanze nel campo visivo.
L’abbagliamento diretto (chiamato molesto) è provocato direttamente dalle sorgenti luminose, cioè dagli apparecchi di illuminazione. Esso viene valutato nella norma UNI EN 12464 - 1, attraverso il metodo dell’indice unificato di abbagliamento UGR (Unified Glare Rating).
L'UGR è un indice unificato in campo internazionale, sviluppato dalla CIE (Commission International de l'Eclairage) per ogni specifica applicazione, in funzione della disposizione degli apparecchi illuminanti, delle caratteristiche dell'ambiente e del punto di osservazione degli operatori. I valori standard di riferimento dell'UGR sono compresi tra 10 (nessun abbagliamento) e 30 (abbagliamento fisiologico considerevole) distanziati di 3 unità (10, 13, 16, 19, 22, 25 e 28): più basso è il valore, minore è l'abbagliamento diretto.
In tabella 1 sono riportati fedelmente i requisiti di illuminazione per interni (zone), compiti e attività così come descritti dalla normativa UNI EN 12464 – 1: 2011 (Tabella 5.26 - Uffici, della norma).
Viene indicato il valore massimo di UGR da non superare.
Il fattore UGR tiene conto della luminanza di sfondo e della somma dell’effetto di abbagliamento di ciascun apparecchio riferite ad una posizione standard dell’osservatore.
Formula utilizzata per il calcolo dell’UGR
dove:
- Lu è la luminanza [ Cd/m2 ] media di tutto l’ambiente, escluse le sorgenti.
- Li è la luminanza [ Cd/m2 ] media della i-esima sorgente di abbagliamento.
- ωi è l’angolo solido della i-esima sorgente.
- ρi è l’indice di posizione della i-esima sorgente.
I valori minimi consigliati dell'UGR formano una serie i cui livelli indicano variazioni percepibili dell'abbagliamento
Schermatura contra l'abbagliamento
Le sorgenti di elevata luminosità possono causare abbagliamento ed alterare la visione degli oggetti. Questo fenomeno deve essere evitato, per esempio, con un'adeguata schermatura delle lampade e dei lucernari o con un'adeguata schermatura dalla luce diurna di elevata luminosità proveniente dalle finestre.
Per gli apparecchi di illuminazione, si devono applicare gli angoli minimi di schermatura (vedere figura 2) nel campo visivo indicato nella tabella 2 in funzione delle luminanze specifiche delle lampade.
I valori riportati nella tabella 2 non si applicano ad apparecchi per l'illuminazione indiretta o con una componente diretta verso ii basso montati al di sotto del livello normale dell'occhio.
...
Uo - Uniformità minima di illuminamento
Uniformità minima di illuminamento sulla superficie di riferimento per l'illuminamento Em.
Una distribuzione equilibrata delle luminanze è importante al fine di evitare stanchezza visiva. Per questo scopo va mantenuto un determinato livello minimo di uniformità d’illuminamento sia nella zona del compito visivo che nella zona immediatamente circostante.
L’uniformità di illuminamento è un parametro definito come il rapporto fra l’illuminamento minimo e l’illuminamento medio su una data superficie (Emin/Em).
La norma UNI EN 12464-1 definisce due valori minimi di uniformità al di sotto dei quali non scendere:
Tcp - Apparenza del colore
L'apparenza del colore di una lampada si riferisce al colore apparente (cromaticita) della luce emessa.
E’ definita dalla sua temperatura prossimale di colore (Tcp),
L'apparenza del colore della luce diurna varia nel corso della giornata.
Ra - Resa del colore
Per la prestazione visiva e la sensazione di comfort e di benessere i colori nell'ambiente di oggetti e della pelle umana devono essere resi in modo naturale, corretto e che faccia apparire le persone attraenti e in buona salute.
Per fornire un'indicazione obiettiva delle proprietà di resa del colore di una sorgente luminosa si usa l'indice generale di resa del colore Ra.
Valore minimo dell'indice di resa del colore per vari tipi di interni (zone), compiti o attività è fornito nei prospetti da 5.1 a 5.53 della EN 12464-1.
FR - Fattore di riflessione delle superfici
I fattori di riflessione consigliati per i fattori di riflessione diffusa delle principali superfici di un locale sono:
Abbagliamento da luce naturale (DGP)
Per quanto riguarda l’abbagliamento da luce naturale non esiste una normativa di riferimento con dei veri e propri valori limite; si adotta la scala di valori percentuali teorizzata da Jan Weinold e largamente condivisa dai professionisti del settore. La scala suddivide in tre classi il valore percentuale che identifica l’abbagliamento.
In tabella 2 sono riportate le classi e le corrispondenti soglie.
| |
Glare weaker than“imperceptible” |
Glare weaker than “perceptible ” |
Glare weaker than “disturbing” |
| DGP Limit [%] |
≤ 35 |
≤ 40 |
≤ 45 |
Tabella 2
Formula utilizzata per il calcolo del DGP
dove:
- Eν è l’illuminamento verticale all’occhio dell’osservatore.
- Li è la luminanza [ Cd/m2 ] media della i-esima sorgente di abbagliamento.
- ωi è l’angolo solido della i-esima sorgente.
- ρi è l’indice di posizione della i-esima sorgente.
Esempi pratici
Esempio 1
- Locale 20 x 15 m
- Distanza h degli apparecchi illuminanti dal piano di lavoro 2 m,
- Altezza del piano di lavoro 0,80 m;
risulta:
KR = (20 x15) /[2 x (20+15)] = 300/70 = 4,3
Occorre un numero minimo di 25 punti di misura con zone di lati:
- a1 = 20/5 = 4 m e
- b1 = 15/5 = 3 m
...
Curve fotometriche
Diagramma polare
L’insieme degli infiniti segmenti che tracciano l’intensità luminosa di una fonte in ogni punto della sua superficie, costituiscono il cosiddetto solido fotometrico.
Attraverso il diagramma polare si rappresenta la distribuzione dell’intensità luminosa lungo i due piani principali: quello trasversale (0° - 180°) e quello longitudinale (90° - 270°).
I valori sono misurati in cd/m2.
Fig. 4 - Curve fotometriche 1
Diagramma di abbagliamento polare
Si tratta di una rappresentazione delle luminanze su base polare con assi cartesiani 0°-180° e 90°-270°. In esso sono riportati i valori di luminanza per angoli di 55°, 65° e 75° rispetto alla verticale.
Sulla base delle prescrizioni della norma 12464-1 esso costituisce il grafico di riferimento nella misurazione dell’abbagliamento.
Fig. 5 - Curve fotometriche 2
Documenti allegati
1. Documentazione fotografica del locale e dei punti di misura
2. Documentazione tecnica delle apparecchiature illuminanti
3. Documentazione tecnica strumento usato per le misure
Fig. 6 - Misurazione
...
segue
