Quanto incide l’illuminazione sui consumi energetici

L’illuminazione artificiale costituisce una voce molto importante nel bilancio degli usi finali di energia elettrica. L’utilizzo di apparecchi di illuminazione adeguati riveste un ruolo importante nella realizzazione di un impianto che sia funzionale ma anche efficiente e attento al problema dei consumi.

Un impianto di illuminazione resta pur sempre un impianto elettrico e deve quindi rispettare tutte le prescrizioni normative generali ma, per tenere in debita considerazione anche le specificità che presenta, devono essere applicate anche una serie di prescrizioni particolari.

A questo proposito vale la pena citare alcuni obblighi derivanti dalla legislazione nazionale e relativi all’illuminazione artificiale degli edifici in relazione alle prestazioni energetiche.

La loro introduzione risale alla pubblicazione dei tre Decreti Ministeriali del 26 Giugno 2015 che attuano le disposizioni della Direttiva Europea 2010/31/UE, del D.Lgs. n° 192 del 19 agosto 2005 e s.m.i. e il D.Lgs. n° 115 del 30 maggio 2008, e riguardano due aspetti principali:

  • innanzitutto, la determinazione dell’indice di prestazione energetica per l’illuminazione ai fini del rilascio dell’attestato di prestazione energetica dell’edificio. Tale obbligo vale per gli edifici di nuova costruzione e per le ristrutturazioni importanti di primo livello di immobili appartenenti alle categorie E.1, limitatamente a collegi, conventi, case di pena e caserme, E.2, E.3, E.4, E.5, E.6, E.7, così come definite all’art. 3 del D.P.R. 412/93;
  • in secondo luogo, la previsione di un sistema di controllo automatico dell’illuminazione al fine della riduzione dei consumi, in funzione della presenza di persone e del contributo della luce naturale, conforme al livello B della Norma EN15232 (CEI 205-18). Anche questo secondo obbligo si applica alle nuove costruzioni e alle ristrutturazioni importanti di primo livello, ad esclusione degli edifici residenziali ad uso abitativo.
EFFICIENZA E RISPARMIO

I fattori che maggiormente incidono sui consumi sono:
1. scelta del tipo di sorgenti luminose;
2. potenza;
3. numero delle sorgenti;
4. presenza della possibilità di regolazione;
5. controllo dell’impianto elettrico di alimentazione.
Altri punti di attenzione, che incido- no in modo rilevante sui costi complessivi, sono la regolazione in relazione alla presenza o meno di persone e la possibilità di parzializzare o anche spegnere una porzione di impianto quando non necessaria.

SCELTA DEL TIPO DI ILLUMINAZIONE

Nel rispetto di tutte le norme tecniche applicabili, delle leggi di riferimento e delle raccomandazioni in tema – valide anche per l’individuazione dei parametri illuminotecnici da soddisfare – si passa alla scelta della tipologia di illuminazione, che sicuramente non potrà prescindere da valutazioni di tipo economico e di impatto ambientale, oltre che da valutazioni personali del progettista.

SELEZIONE DELLE SORGENTI

I parametri che guidano l’individuazione della sorgente luminosa sono:

  • potenza;
  • efficienza luminosa;
  • posizione di funzionamento;
  • vita media e deprezzamento;
  • necessità di accessori ottici supplementari;
  • resa e temperatura del colore;
  • facilità di manutenzione.

Una volta individuata la sorgente luminosa idonea, il passo successivo è quello di un dimensionamento preliminare, che si basa principalmente sulla verifica dell’illuminamento e dell’uniformità.
In fasi successive e più dettagliate della progettazione ci si dovrà soffermare anche sulla verifica di altri parametri, quali:
• resa cromatica;
• distribuzione delle luminanze;
• abbagliamento;
• direzione e ripartizione della luce; • colore;
• riflettenza;
• contrasto di luminanza;
• sfarfallamento;
• contributi della luce naturale. Parametri che caratteristici dei diversi tipi di lampada e di apparecchio e che giocano un ruolo importante nella definizione della topologia dell’impianto.

SORGENTI LUMINOSE

Oggi con le nuove tecnologie e l’ampia gamma di prodotti presenti sul mercato anche la scelta della lampada diventa un punto cui prestare particolare attenzione. Le principali caratteristiche da tenere presenti sono:

  • efficienza luminosa; potenza elettrica;
  • risparmio energetico;
  • tensione di alimentazione;
  • temperatura di colore;
  • resa cromatica;
  • flusso luminoso.

Il peso che ognuno di questi parametri avrà nell’individuazione della lampada dipenderà da diversi fattori tra cui l’impatto economico, l’ambiente di installazione e l’attività presente, e il comfort visivo.

EFFICIENZA LUMINOSA

Le tecnologie Led, in particolare quelli a bianchi a fosfori, hanno avuto un notevole sviluppo in termini di emissioni di luce ed efficienza luminosa (lm/W).
Molti degli sforzi in ricerca e sviluppo sono focalizzati su questo aspetto e, in particolare, sull’efficienza quantica (interna ed esterna). Alcuni produttori sono attualmente al lavoro sulla riduzione della tensione diretta (Vf), che ha un impatto diretto sul consumo e sulla riduzione delle variazioni di tensione diretta al variare delle temperature, associato a correnti di funzionamento più alte. Deve tuttavia essere considerato che il risultato finale in termini di efficienza luminosa non dipende soltanto dal Led vero e proprio ma an- che da come viene impiegato, in particolare:

  • l’ottica secondaria;
  • le caratteristiche dell’alimentatore e le sue perdite;
  • la corrente di alimentazione che influisce sulla temperatura di giunzione.

Anche il progetto degli apparecchi di illuminazione ha un impatto sulla dissipazione del calore, dunque sulla temperatura di giunzione, al cui aumentare diminuisce l’efficienza luminosa.

CONTROLLO

Come abbiamo visto il peso dell’illuminazione artificiale sui consumi energetici non può essere sottovalutato: da qui l’importanza sempre più rilevante ricoperta dalla fase progettuale e di realizzazione non solo del sistema di illuminazione ma anche del sistema di controllo e alimentazione dell’impianto stesso.
Limitare l’illuminazione artificiale all’intensità necessaria e alle condizioni in cui è effettivamente necessaria può avere un’incidenza importante sui consumi elettrici soprattutto nel settore terziario dove in consumi legati ad essa legati sono più importanti.

Le principali funzioni di automazione che possono portare ad una riduzione dei consumi, agendo sull’illuminazione in contesti talvolta residenziali talvolta diversi, sono:

• accensione e spegnimento di apparecchi di illuminazione con lampade di ogni tipo manuali (con pulsanti tradizionali o telecomandi) o in automatico;

• accensione delle lampade segna-passo e/o dei LED di localizzazione integrati nei pulsanti e nelle centraline collegato al sensore crepuscolare;

• accensione e spegnimento automatico in funzione del movimento (nelle aree di passaggio) o della presenza di persone;

• comando e controllo di gruppi di apparecchi anche molto numerosi (zone/piani/intero edificio);

• comando automatico di apparecchi esterni, insegne luminose e illuminazione vetrine con logica crepuscolare;

• distacco temporaneo di gruppi di apparecchi non prioritari;

• regolazione dell’intensità luminosa per mezzo di dispositivi elettronici per aumentare o diminuire l’illuminamento dei locali agendo su pulsanti tradizionali di vario genere (basculanti a due posizioni, tradizionali, ecc.) o servendosi di sensori crepuscolari o di luminosità;

• regolazione automatica a luminosità costante con massimo sfruttamento dell’illuminazione naturale e integrazione della componente artificiale solo se effettivamente necessario;

• alternanza programmata tra diversi gruppi di apparecchi per ottimizzare la vita utile delle sorgenti;

• possibilità di conteggio delle ore di funzionamento degli apparecchi con ottimizzazione degli interventi di manutenzione preventiva e ordinaria;

• replicazione dei punti di comando (singoli e di gruppo) ovunque sia presente il cablaggio bus;

• segnalazione dello stato di servizio locale (su pulsante) o centralizzato (su sinottico, Touch-Screen o PC con visualizzazione) di apparecchi singoli o a gruppi.

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L’attività di CEI e UNI copre diversi aspetti essendo l’argomento molto ampio. •Norme tecniche di impianto: il principale riferimento normativo per gli impianti elettrici è la Norma CEI 64-8 che tratta di impianti di illuminazione in alcune sezioni (Sezione 559, Sezione 714 e Sezione 715).
•Norme tecniche di prodotto: serie CEI EN 60598.
•Norme tecniche relative ai requisiti prestazionali di impianto: CEI EN 62031, CEI EN 62560, IEC 62612.
•Norme per gli impianti di illuminazione di sicurezza: CEI EN 50171, CEI EN 50172, CEI UNI 11222 e UNI EN 1838.
•Norme di prestazione. In tema di efficienza energetica sono stati pubblicati due riferimenti normativi legati alle prestazioni energetiche degli impianti di illuminazione: la Norma UNI EN 15193 “Prestazione energetica degli edifici – Requisiti energetici per illuminazione” e la Norma UNI EN 15232 “Prestazione energetica degli edifici – Incidenza dell’automazione, della regolazione e della gestione tecnica degli edifici”.

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