Il primo rappresenta un'introduzione generale al tema attraverso la necessità di evidenziare che il fabbisogno di energia elettrica per l'illuminazione artificiale costituisce una porzione non indifferente del fabbisogno energetico totale degli edifici, specialmente per determinate destinazioni d'uso. Risulta importante, quindi, promuovere lo studio e incentivare l'utilizzo di sistemi di gestione e controllo della luce per favorire la riduzione del fabbisogno di energia elettrica degli edifici.

Il secondo ambito costituisce uno studio delle caratteristiche tecniche e funzionali dei sistemi di controllo attraverso uno stato dell'arte dei prodotti presenti oggi sul mercato. Si è, quindi, fatta un'analisi dei prodotti considerando gli obiettivi di gestione e controllo della luce e i benefici derivanti dal loro utilizzo. Oggi più che mai l'obiettivo finale non è solo quello di "risparmiare energia" ma di contribuire al comfort ambientale attraverso un'illuminazione artificiale che simuli con sempre maggiore precisione le caratteristiche della luce naturale.

Successivamente è stata proposta una classificazione dal punto di vista delle strategie di controllo, delle tecniche di controllo, delle modalità di controllo e dell'architettura del sistema. Nel cercare di individuare il maggior numero di caratteristiche comuni rilevanti è stata svolta un'analisi di mercato di prodotti di aziende che operano nel settore dell'illuminotecnica (iGuzzini, Erco, Osram, Philips, Targetti, Trilux, Tridonic, Zumtobel) e di aziende che operano nel settore delle automazioni (ABB, Insta, Johnson&Control, Siemens). In seguito a questa analisi è stata elaborata una scheda tecnica riassuntiva, che può essere applicata a qualsiasi sistema di controllo, come strumento sintetico e immediato per orientare il progettista nella scelta del prodotto più adatto ad ogni specifico caso. Per completare lo studio si è, inoltre, pensato di analizzare i sistemi di controllo secondo i possibili ambiti di applicazione. Avendo evidenziato che è il settore terziario ad utilizzare una quota rilevante del fabbisogno di energia elettrica per l'illuminazione artificiale è risultato più coerente considerare ambiti di applicazione specifici come gli uffici, le scuole, gli edifici industriali, gli alberghi e i centri commerciali. Per ciascuna applicazione sono stati elaborati alcuni esempi che riassumono le caratteristiche più comuni riscontrabili oggi nel settore del controllo dell'illuminazione.

Il terzo ambito di analisi si è concentrato sulla valutazione delle prestazioni energetiche dei sistemi di controllo e sull'esposizione degli esiti di simulazioni numeriche condotte. Tale valutazione è stata effettuata secondo due applicazioni pratiche. La prima ha permesso di confrontare i potenziali risparmi energetici conseguibili con differenti strategie di controllo (integrazione luce naturale e artificiale, controllo automatico in base alla presenza di persone, ecc), rispetto a differenti configurazioni di ambienti, anche attraverso un'analisi costi-benefici.

La seconda applicazione, invece, rappresenta il progetto di un sistema di gestione e controllo della luce all'interno di un edificio esistente, il nuovo padiglione della biblioteca civica villa Amoretti di Torino, nonché il calcolo del fabbisogno energetico risultante confrontato con la situazione attuale, priva di sistema di controllo.

Il concetto fondamentale è la necessaria e stretta collaborazione tra il progettista architettonico e il progettista illuminotecnico. Un sistema di gestione e controllo della luce potrà essere davvero funzionale se pensato parallelamente alla progettazione degli spazi e dei profili d'uso degli ambienti. Solo conoscendo a fondo i dispositivi e le tecniche di controllo è possibile progettare un sistema in grado di ottenere alte percentuali di risparmio energetico, specialmente all'interno di edifici che presentano un alto fabbisogno di energia elettrica per l'illuminazione artificiale.

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

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

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[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.

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