Chiara Carrano
L'illuminazione degli ambienti industriali. Problematiche e soluzioni innovative.
Rel. Chiara Aghemo. Politecnico di Torino, Corso di laurea specialistica in Architettura, 2011
| Abstract: |
La tecnologia a LED (Light Emitting Diode) per l'illuminazione ha visto, negli uitimi anni, uno sviluppo importante sul mercato. L'affermazione di questa sorgente luminosa, come alternativa a quelle tradizionali, è stata molto sponsorizzata dalle aziende produttrici che ne delineano delie caratteristiche a volte strabilianti. Vi sono ancora, però, degli aspetti che pongono questioni e interrogativi sulle reali prestazioni di questo tipo di sorgenti. Il mercato ha visto lo sviluppo dei LED in diversi ambiti, sia in interno sia in esterno. Se ormai sono consolidate le qualità positive e quindi le applicazioni per funzioni quali quella espositiva, commerciale e stradale, esistono ancora pochissimi dati per quanto riguarda un campo di applicazione particolare quale è quello industriale, l'obiettivo di questa tesi consiste nei comprendere quali siano le esigenze di un ambiente lavorativo con differenti tipi di lavorazioni e, di conseguenza, di compiti visivi, come quello produttivo di matrice industriale e nell'individuare le possibilità offerte dal mercato dei LED che possano costituire una soluzione illuminotecnica comparativa non solo dal punto di vista prestazionale, ma anche economico ed energetico alle sorgenti di tipo tradizionale. il primo capitolo analizza il rapporto che intercorre tra l'industria e l'architettura, l'analisi mostra come la forma architettonica si sia plasmata nel corso dei secoli adattandosi alle esigenze produttive e alle innovazioni tecnologiche che l'industria ha comportato: dai primi impiantì di piccola estensione risalenti ai primi anni dell'industrializzazione, passando per l'introduzione di macchine e lavorazioni meccanizzate sempre più importanti, per arrivare ai nuovi impianti quasi completamente robotizzati. Nel secondo capitolo, invece, si analizzano differenti sorgenti luminose artificiali e le loro caratteristiche prestazionali, per poterle poi confrontare con la tecnologia dei diodi ad emissione luminosa che caratterizza più propriamente la trattazione. Il terzo capitolo entra nel merito delle caratteristiche e dei requisiti prestazionali degli ambienti di lavoro industriali, l'analisi riguarda innanzitutto le tipologìe architettoniche, classificate in base alle dimensioni dei locali che ospitano le lavorazioni, poi si affronta l'interazione tra luce naturale ed artificiale in questo tipo di edifici per giungere ad una prima analisi generale dei requisiti ambientali ed illuminotecnici da tenere in considerazione durante la redazione di un progetto, Il capitolo successivo fa riferimento alla normativa tecnica in vigore in ambito illuminotecnico relativamente agli ambienti lavorativi: dall'illuminazione generale a quella di emergenza, fino alla prevenzione dei rischi correlati ai luoghi di lavoro come le ROA (Radiazioni Ottiche Artificiali). I capitoli 5 e 6 affrontano nello specifico, il tema dei LED con una breve rassegna delle tipologie esistenti, le caratteristiche che li rendono così popolari e la normativa ad essi correlata. Il capitolo successivo è caratterizzato dalla raccolta di informazioni sugli apparecchi presenti sul mercato adatti per ambienti industriali: vi è al suo interno la raccolta di schede di analisi elaborate al fine di sintetizzare le informazioni recepite. Le schede sono precedute da una breve guida alla consultazione e sono suddivise per tipologia di illuminazione fornita in: generale, puntuale, d'emergenza. I successivi due capitoli, infine, analizzano un caso reale preso come esempio per poter svolgere delle ipotesi progettuali con conseguenti valutazioni comparative. Nel capitolo 8 s'introduce il caso studio così come si presenta allo stato di fatto e si fa un'analisi dell'illuminazione esistente. Nel capitolo 9 sono presentate delle ipotesi di progetto fatte utilizzando alcuni dei prodotti schedati nella rassegna del capitolo 7. Dai risultati ricavati dal software DIALux è stato possibile fare una serie di considerazioni critiche di confronto tra lo stato di fatto, caratterizzato da apparecchi con sorgenti tradizionali, e il progetto con apparecchi a LED di nuova concezione. |
|---|---|
| Relatori: | Chiara Aghemo |
| Tipo di pubblicazione: | A stampa |
| Soggetti: | A Architettura > AB Architettura degli interni S Scienze e Scienze Applicate > SJ Illuminotecnica |
| Corso di laurea: | Corso di laurea specialistica in Architettura |
| Classe di laurea: | NON SPECIFICATO |
| Aziende collaboratrici: | NON SPECIFICATO |
| URI: | http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/2470 |
| Capitoli: | Premessa 1 L'architettura industriale: origine e sviluppo 1.1 Il fenomeno dell'industrializzazione 1.2 Le innovazioni tecnologiche e le ripercussioni sull'architettura industriale 2 Le sorgenti luminose artificiali 2.1 Come scegliere la sorgente adatta 2.1.1 Il flusso luminoso 2.1.2 La temperatura di colore Tc 2.1.3 L'indice di resa cromatica Ra 2.1.4 L'efficienza luminosa 2.1.5 La durata della vita 2.1.6 La dimensione della sorgente 2.1.7 La regolazione del flusso 2.1.8 II tempo di accensione 2.1.9 L'emissione di radiazioni infrarosse e ultraviolette 2.2 Sorgenti luminose artificiali 2.2.1 Le sorgenti ad incandescenza 2.2.2 Le sorgenti ad alogeni 2.2.3 Le sorgenti a scarica 2.2.3.1 Lampade fluorescenti 2.2.3.2 Lampade a vapori di mercurio ad alta pressione 2.2.3.3 Lampade ad alogenuri metallici 2.2.3.4 Lampade a vapori di sodio a bassa pressione 2.2.3.5 Lampade a vapori di sodio ad alta pressione 2.2.4 Le sorgenti ad induzione 3 Caratteristiche e requisiti prestazionali degli ambienti di lavoro industriali 3.1 Tipologie architettoniche 3.1.1 Tipo 1 Locali di piccola e media estensione (superficie compresa tra 50m2 e 300 m2) con altezza compresa tra 2,7 metri e 3 metri 3.1.2 Tipo 2 Locali di media estensione (superficie compresa tra 300 m2 e 500 m2) con altezza compresa tra 4 metri e 7 metri 3.1.3 Tipo 3 Locali di grande estensione (superfìcie superiore di 500 m2) con altezza compresa tra 7 metri e 9 metri 3.1.4 Tipo 4 Locali di grande estensione (superficie superiore di 500 m2) con altezza superiore a 9 metri 3.2 Integrazione tra luce naturale e artificiale 3.2.1 La valutazione dell'illuminazione naturale all'interno di un locale: il Fattore di Luce Diurna (FLD) 3.2.2 Sistemi per l'illuminazione naturale 3.2.2.1 Le coperture a shed 3.2.2.2 Le coperture con lucernari bilaterali 3.2.2.3 Le coperture con lucernari zenitali 3.2.3 Sistemi correttivi di ombreggiamento 3.2.4 Sistemi per l'integrazione tra illuminazione naturale e artificiale 3.2.4.1 I fotosensori 3.2.4.2 I timer 3.3 Requisiti ambientali e illuminotecnici per gli ambienti industriali 3.3.1 L'illuminamento e l'uniformità d'illuminamento 3.3.2 La luminanza e il contrasto di luminanze 3.3.3 La resa cromatica 3.3.4 L'abbagliamento 3.3.5 La flessibilità 3.3.6 La semplicità nella manutenzione 3.4 Soluzioni e prodotti nella prassi progettuale attuale 3.4.1 Soluzioni per l'illuminazione generale 3.4.1.1 Apparecchi high bay 3.4.1.2 Apparecchi low bay 3.4.1.3 Sistemi per fila continua 3.4.1.4 Armature stagne 3.4.2 Soluzioni per l'illuminazione supplementare 3.4.2.1 Tipo S-I _ Direzionale 3.4.2.2 Tipo S-II _ A diffusione, ad Alta Luminanza 3.4.2.3 Tipo S-III _ A diffusione, a Media Luminanza 3.4.2.4 Tipo S-IV _ A Luminanza Uniforme 3.4.2.5 Tipo S-V _ A Luminanza Uniforme con Disegno 4 Normativa tecnica di riferimento in ambito illuminotecnico 4.1 Lilluminazione funzionale: UNI EN 12464-1:2004 4.1.1 La distribuzione delle luminanze 4.1.2 L'illuminamento 4.1.3 L'abbagliamento 4.1.4 L'illuminazione direzionale 4.1.5 L'apparenza del colore 4.1.6 Lo sfarfallamento 4.2 Lilluminazione di emergenza: UNI EN 1838:2000 4.2.1 Lillumìnazione di sicurezza per l'esodo 4.2.2 L'illuminazione antipanico 4.2.3 L'illuminazione di aree ad alto rischio 4.3 I rischi correlati ai luoghi di lavoro: D. Lgs. 81/2008 4.3.1 Le Radiazioni Ottiche Artificiali 4.3.2 La classificazione delle sorgenti 4.3.2.1 Le sorgenti coerenti 4.3.2.2 Le sorgenti incoerenti 4.3.3 La procedura per la valutazione del rischio 4.3.4 Le sorgenti e gli apparecchi luminosi e le Radiazioni Ottiche Artificiali 5 La tecnologia LED (Light Emitting Diode) 5.1 Il funzionamento 5.1.1 I materiali semiconduttori e il princìpio di giunzione P-N 5.1.2 Tipologie di LED 5.1.2.1 IILEDTHT 5.1.2.2 II LED SMT 5.1.2.3 Gli OLED 5.1.2.4 I Power LED 5.1.2.5 I Moduli LED 5.2 Le caratteristiche 5.2.1 L'emissione luminosa 5.2.2 Il colore 5.2.3 L'efficienza luminosa 5.2.4 La durata 5.2.5 La modulante 5.2.6 La versatilità 5.2.7 La compatibilita ambientale 6 Normativa tecnica di riferimento per i LED 6.1 Le specifiche di sicurezza: CEI EN 62031 ;2009 6.2 La caratterizzazione fotometrica: UNI 11356:2010 6.3 AIDI - Associazione italiana Di Illuminazione: la Scheda Tecnica sui LED 6.4 ASSIL - Associazione Nazionale Produttori Illuminazione: la Guida LED 7 Analisi di mercato e delle caratteristiche dei produttori 7.1 Apparecchi per l'illuminazione generale 7.2 Apparecchi per l'illuminazione puntuale 7.3 Apparecchi per l'illuminazione di emergenza 7.4 Considerazioni Schede tecniche 01 - 23 liiuminazione generale 24 - 43 liiuminazione puntuale 44 - 56 liluminazione d'emergenza 8 Un caso reale: situazione attuale 8.1 II caso studio: azienda di stampaggio termoplastico 8.2 L'edificio per la produzione indice 8.3 II locale di stoccaggio 8.4 Analisi dell'illuminazìone attuale 8.4.1 L'officina 8.4.1.1 L'illuminazione naturale: il Fattore Medio di Luce Diurna FLDm 8.4.1.2 L'illuminazione artificiale: l'Illuminamento Medio En 8.4.1.3 L'illuminazione artificiale: l'Illuminamento Puntuale Ep sul piano di lavoro 8.4.2 Il magazzino 8.4.2.1 L'illuminazione naturale: il Fattore Medio di Luce Diurna FLDm 8.4.2.2 L'illuminazione artificiale: l'Illuminamento Medio Em Schede tecniche degli apparecchi esistenti 9 Un caso reale: spunti progettuali 9.1 Valutazione illuminotecnica (con DIALux) 9.1.1 OFFICINA. Illuminamento medio Em = 300 lx Fornito attraverso l'impianto d'illuminazione generale 9.1.2 OFFICINA. Illuminamento medio sul pavimento Em = 150 lx Fornito con l'impianto d'illuminazione generale e illuminamento medio sul piano di lavoro EL = 300 lx Fornito attraverso l'impianto dedicato 9.1.3 MAGAZZINO. IliuminamQnto medio sul pavimento Ern = 200 lx Fornito con l'impianto d'illuminazione generale 9.2 Valutazione energetica 9.2.1 Analisi energetica del magazzino 9.2.2 Analisi energetica dell'officina 9.2.2.1 Illuminazione generale Em = 300 lx 9.2.2.2 Illuminazione generale Em = 150 lx + liluminazione puntuale Em = 300tx co 9.3 Valutazione economica 9.3.1 Analisi economica dell'officina 9.3.2 Analisi economica del magazzino Conclusioni Bibliografia |
| Bibliografia: | AA.VV., Enciclopedia dell'Architettura, Garzanti editore, Torino 1996 Chiara Aghemo, Valerio Roberto Maria Lo Verso, Guida alla progettazione dell'illuminazione naturale, Torrazzi Editore, Parma 2003 Giuseppina Alcamo (a cura di), Illuminazione naturale e simulazioni energetiche, Alinea Editrice, Firenze 2007 Stefano Assettati, Edilizia industriale: la progettazione e la costruzione degli stabilimenti produttivi, La Nuova Italia Scientifica, Roma 1990 Leonardo Benevolo, Storia dell'architettura moderna, Laterza, Roma-Bari 1992.
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