Sistemi di controllo della luce : stato dell'arte e costi globali delle tecnologie esistenti per l'applicazione ad un caso studio

INDICE

Introduzione; p.4

CAPITOLO I; p.6

1.1 IL FABBISOGNO ENERGETICO MONDIALE E IL PANORAMA DELL'ILLUMINAZIONE ARTIFICIALE; p.6

1.1.1 Premessa; p.6

1.1.2 Le dinamiche della domanda mondiale di energia; p.6

1.1.3 Le opzioni per affrontare la sfida energetica; p.8

1.1.3.1 L'importanza dell'efficienza energetica; p.9

1.1.3.2 Il fabbisogno energetico degli edifici; p.10

1.1.4 La domanda e l'offerta di energia in Italia; p.10

1.1.4.1 La produzione e gli usi finali dell'energia; p.10

1.1.4.2 I consumi energetici civili; p.12

1.1.4.3 L'Italia e gli impegni di Kyoto; p.13

1.1.4.4 Il Piano d'azione italiano per l'efficienza energetica; p.15

1.1.4.4.1 Politiche di incentivazione dei sistemi di illuminazione ad alta efficienza energetica; p.20

1.1.5 Il fabbisogno mondiale di energia elettrica; p.24

1.1.6 L'energia elettrica per l'illuminazione artificiale; p.24

1.1.7 L'energia elettrica per l'illuminazione degli edifici; p.25

1.1.7.1 Edifici a carattere residenziale; p.26

1.1.7.2 Edifici a carattere terziario; p.29

1.1.7.3 Edifici a carattere industriale; p.31

1.2 L'EFFICIENZA ENERGETICA DEGLI EDIFICI:IL QUADRO NORMATIVO; p.33

1.2.1 La nuova legislazione energetica; p.33

1.2.1.1 La legislazione europea; p.33

1.2.1.2 La legislazione nazionale; p.34

1.2.2 La nuova normativa tecnica; p.39

1.2.2.1 La normativa europea; p.39

1.2.2.1.1 Norme per il calcolo dei fabbisogni termici netti di energia per il riscaldamento e il raffrescamento dell'edificio; p.42

1.2.2.1.2 Norme per il calcolo dell'energia erogata; p.44

1.2.2.1.3 Norme per il calcolo degli indicatori di prestazione energetica globale; p.49

1.2.2.2 La normativa tecnica italiana; p.52

CAPITOLO II; p.54

2.1 SISTEMI DI GESTIONE E CONTROLLO DELLA LUCE; p.54

2.1.1 Premessa; p.54

2.1.2 Obiettivi di gestione e controllo della luce; p.55

2.1.3 Benefici derivanti dall'utilizzo dei sistemi di gestione e controllo della luce; p.56

2.1.4 Dispositivi sui quali i sistemi attuano il controllo; p.59

2.1.5 Strategie di controllo; p.59

2.1.6 Tecniche di controllo; p.62

2.1.7 Modalità di controllo attuabili; p.65

2.1.8 Dispositivi per il controllo dell'illuminazione; p.66

2.1.9 Architettura del sistema di controllo; p.77

2.1.9.1 Sistemi di base integrabili negli apparecchi (stand-alone); p.77

2.1.9.2 Sistemi centralizzati; p.78

2.1.9.3 Sistemi centralizzati integrati in Building Automation; p.78

2.1.10 Protocolli di comunicazione e gestione dei dati; p.80

2.1.10.1 Segnale analogico 1-10V; p.81

2.1.10.2 Segnale digitale DALI; p.82

2.1.10.3 Segnale digitale DMX; p.83

2.1.10.4 Protocollo Konnex; p.83

2.1.10.5 Protocollo LonWorks; p.84

2.1.11 Stato dell'arte delle tecnologie esistenti; p.85

2.1.11.1 Analisi di mercato: aziende e prodotti analizzati; p.90

2.1.11.2 Schede tecniche; p.91

2.1.11.2.1 Aziende del settore automazioni; p.91

2.1.11.2.2 Aziende del settore illuminotecnico; p.97

2.2 AMBITI DI APPLICAZIONE DEI SISTEMI DI GESTIONE E CONTROLLO DELLA LUCE; p.162

2.2.1 Uffici; p.165

2.2.2 Scuole; p.177

2.2.3 Edifici industriali; p.181

2.2.4 Alberghi; p.186

2.2.5 Centri commerciali; p.193

CAPITOLO III; p.197

3. VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI DEI SISTEMI DI GESTIONE E CONTROLLO DELLA LUCE; p.197

3.1 Premessa; p.197

3.2 Calcolo del fabbisogno di energia elettrica per l'illuminazione artificiale; p.198

3.2.1 Applicazione 1: Ufficio singolo; p.200

3.2.2 Applicazione 2: Ufficio singolo; p.202

3.2.3 Applicazione 3: Ufficio singolo; p.205

3.2.4 Applicazione 4: Ufficio open space; p.208

3.2.5 Applicazione 5: Sala conferenza; p.211

3.2.6 Applicazione 6: Piano tipo uffici; p.214

3.2.7 Applicazione 7: Edificio per uffici; p.220

3.2.8 Applicazione 8: Aula scolastica; p.224

3.3 Calcolo dei costi totali di gestione dell'impianto di illuminazione; p.226

3.4 Analisi dei risultati; p.230

CAPITOLO IV; p.233

4. IPOTESI DI APPLICAZIONE DI UN SISTEMA DI GESTIONE E CONTROLLO DELLA LUCE ALL'INTERNO DI UNA BIBLIOTECA: LA VILLA AMORETTI DI TORINO; p.233

4.1 La biblioteca civica villa Amoretti: cenni storici; p.233

4.2 Il progetto e la valutazione della prestazione energetica; p.245

4.3 Calcolo dei costi totali di gestione dell'impianto di illuminazione; p.255

CONCLUSIONI; p.258

BIBLIOGRAFIA; 259

Monografie, pubblicazioni, report e riviste; 259

Legislazione e norme tecniche; 261

Siti consultati; p.261

APPENDICE; p.262

BIBLIOGRAFIA

[1]Aghemo C., Blaso L., Pellegrino A., Serra V., Consumi energetici per l'illuminazione artificiale negli edifici: la norma europea UNI EN 15193-2008 e sue applicazioni, in Certificazione energetica: normativa e modelli di calcolo per il sistema edificio-impianto posti a confronto, atti del Convegno AICARR, Torino 25 novembre 2008, pp. 139-150.

[2]Aghemo C., Blaso L., Pellegrino A., Serra V. , Energy consumption for electric lighting in buildings : the European Standard EN 15193 and its application, 62° Convegno Nazionale ATI, 11-14 Settembre 2007, Salerno, Volume I, pp 145-150.

[3]Aghemo C., Lo Verso V., Guida alla progettazione dell'illuminazione naturale, AIDI, Torrazzi, Parma 2003.

[4]Alcamo G. (a cura di), Illuminazione naturale e simulazioni energetiche, Alinea Editrice, Firenze 2007.

[5]AA.VV, Lighting controls. Design brief , Energy Design Resources program of Southern California Edison International Company, U.S.A. 2000.

[6]AA.VV, Advanced lighting guidelines, New Building Institute, California 2003.

[7]Ainardi M.S., Depaoli A., Biblioteca civica villa Amoretti, Biblioteche civiche torinesi, Torino 2005.

[8]Blaso L., Tecnologie per il controllo e l'integrazione della luce naturale e artificiale: analisi prestazionali e rapporto con l'utenza, Tesi di Dottorato in "Innovazione tecnologica per l'architettura e il disegno industriale" Politecnico di Torino, Maggio 2008.

[9]Boyce P.R., Human factors in lighting, 2nd Edition, Taylor & Francis, London 2003.

[10]Corrado V., Il quadro normativo, in "L'impiantistica di fronte alle nuove disposizioni sul risparmio energetico", atti del Convegno AICARR, Torino 29 novembre 2007, pp.87-102.

[11]Corrado V., Paduos S., La nuova legislazione sull'efficienza energetica degli edifici. Requisiti e metodi di calcolo. Celid, Torino, Aprile 2008.

[12]Corrado V., Serraino M., Il nuovo quadro legislativo italiano sull'efficienza energetica degli edifici - D.Lgs. 192/2005 + D.Lgs. 311/2006, Rockwool, Milano 2007.

[13]ENEA, Rapporto Energia e Ambiente 2007, Analisi e scenari, Luglio 2008.

[14]ENEA, Rapporto Energia e Ambiente 2007, Analisi e scenari, Luglio 2009.

[15]ENEA, Sistemi di illuminazione ad alta efficienza, Marzo 2007.

[16]ENEA, Risparmio energetico con l'illuminazione, 2003.

[17]Gallo C., La qualità energetica e ambientale nell'architettura sostenibile, Il Sole 24 Ore, Milano 200.

[18]Iarussi M., "La luce e il risparmio energetico", in Luce e Design, n.2, 2008.

[19]IEA, Annex 45: Energy Efficient Electric Lighting for buildings. Guidebook on Energy Efficient Electric Lighting for buildings, Helsinki University of Technology, Lighting Unit, Marzo 2008.

[20]International Energy Agency, Guidebook on Energy Efficient Electric Lighting for Buildings. Helsinki University of Technology, Lighting Unit, Marzo 2008.

[21]Li D.H.W., Lam J.C., Evaluation of lighting performance in office buildings with daylight controls, Energy and Building 33, 2001, pp.793-803.

[22]Maniccia D., "Lighting control: from salt water to silicon", in LD+A, maggio 2005, pp.78-82.

[23]McBride R., "The cornerstone of lighting control", in LD+A, giugno 2005, pp. 56-59.

[24]Pellegrino A., Blaso L., Sistemi di controllo ed integrazione luce naturale ed artificiale. Stato dell'arte e presentazione di un'attività di ricerca sperimentale, atti del Convegno Internazionale di Illuminazione - Luce e Architettura AIDI, Venezia 9-10 ottobre 2006, pp. 245-257.

[25]Pellegrino A., Blaso L., "Sistemi di controllo ed integrazione luce naturale ed artificiale", in Luce, gen.-feb.2007, pp.60-69.

[26]Pulvirenti E., "Illuminazione e risparmio energetico", in Luce e Design, n.3, 2008.

[27]Ravizza D., Progettare con la luce, FrancoAngeli, Milano 2001.

[28]Rea, M.S., The IESNA Lighting Handbook. Reference & application, Ninth Edition, FIES editor in Chief , New York, 2000.

[29]Reinhart C.F., Lightswitch-2002: a model for a manual and automated control of electric lighting and blinds, in Solar Energy 77, 2004, pp.15-28.

[30]Rocco R., Domotica con Knx. Nuovi modi di abitare con un sistema domotico aperto, interoperabile e conforme alle norme. Editoriale Delfino, Milano, Gennaio 2009.

[31]Simpson, R. S., Lighting control. Technology and applications, Focal Press, Oxford, 2003.

[32]Scartezzini J.L., Illuminazione degli uffici, programma RAVEL, uso razionale dell'elettricità, Berna, gennaio 1994.

[33]Veitch J.A., Psychological processes influencing Lighting Quality, Journal of the Illuminating Engineering Society, Vol 30, n.1, 2001, pp124-140.

[34]Vogt C., Scartezzini J.L., Illuminazione moderna degli edifici industriali, programma RAVEL, uso razionale dell'elettricità, Berna, aprile 1994.

[1]Legge n.10 del 9 gennaio 1991, "Norme per l'attuazione del Piano energetico nazionale in materia di uso razionale dell'energia, di risparmio energetico e di sviluppo delle fonti rinnovabili di energia", Supplemento Ordinario alla Gazzetta Ufficiale n.13 del 16 gennaio 1991.

[2]D.Lgs. n.192 del 19 Agosto 2005, "Attuazione della direttiva 2002/91/CE relativa al rendimento energetico degli edifici", Supplemento Ordinario alla Gazzetta Ufficiale n.222 del 23 settembre 2005.

[3]D.Lgs. n. 311 del 29 dicembre 2006, "Disposizioni correttive e integrative al decreto legislativo 19 agosto 2005, n.192, recante attuazione della direttiva 2002/91/CE, relativa al rendimento energetico nell'edilizia", Supplemento Ordinario alla Gazzetta Ufficiale n.26 del 1 febbraio 2007.

[4]UNI EN 15193:2008, Energy performance of buildings-Energy requirements for lighting.

[5]UNI EN ISO 13790:2008, Prestazione termica degli edifici-Calcolo del fabbisogno di energia per il riscaldamento e il raffrescamento.

[6]UNI EN 15241: 2008, Ventilazione degli edifici. Metodi di calcolo delle perdite di energia dovute alla ventilazione e alle infiltrazioni in edifici commerciali.

[7]UNI EN 15316: 2008, Impianti di riscaldamento degli edifici. Metodo per il calcolo dei requisiti energetici e dei rendimenti dell'impianto. Parte 1:Generalità.

[8]UNI EN 15603: 2008, Prestazione energetica degli edifici. Consumo energetico globale e definizione dei metodi di valutazione energetica.

http://www.abb.it/

http://www.erco.com/

http://www.iguzzini.com/

http://www.osram.it/

http://www.lighting.philips.com/

http://www.lutron.com/

http://www.gewiss.com/

http://www.siemens.com/

http://www.targetti.com/

http://www.zumtobel.it/

http://www.newbuildings.org/lighting.htm

http://www.lrc.rpi.edu/

http://www.fire-italia.it/

http://www.3f-filippi.it/