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L'illuminazione dei laboratori e delle unità didattiche: analisi conoscitiva su alcuni Istituti Superiori di Torino

Martinengo, Claudia

L'illuminazione dei laboratori e delle unità didattiche: analisi conoscitiva su alcuni Istituti Superiori di Torino.

Rel. Chiara Aghemo. Politecnico di Torino, UNSPECIFIED, 2005

Abstract:

SOMMARIO

L'obiettivo generale dello studio consiste nel! 'analisi esigenziale di diverse unità

didattiche delle scuole medie superiori, valutando in particolare gli aspetti

dell'illuminazione artificiale, e nella proposta di un iter progettuale coerente per il

sistema d'illuminazione.

Lo studio ha riguardato, inoltre la verifica della situazione esistente in alcune realtà

presenti nella città di Torino. L'analisi in campo ha riguardato in particolare 18 scuole

medie superiori con indirizzi didattici e caratteristiche ambientali e architettoniche

differenti.

Si riportano nel seguito i contenuti specifici dei diversi capitoli della tesi.

Nel Capitolo 1 sono state evidenziate alcune problematiche che interessano la scuola italiana in generale quali la sicurezza, la manutenzione, il comfort visivo correlato anche al risparmio energetico e ai colori degli ambienti.

Da questa prima analisi emerge un quadro poco positivo in tutti i settori, le scuole spesso sono prive dei certificati richiesti in materia di sicurezza, la manutenzione ordinaria è spesso scadente ed ha come conseguenza la necessità di interventi di manutenzione urgente. L'illuminazione artificiale è oggi ai primi posti nella graduatoria del consumo di energia ed è anche uno dei principali componenti dei costi di gestione negli edifici scolastici nonostante ciò c'è poca attenzione alla progettazione e al risparmio energetico. Inoltre troppo spesso viene sottovalutata l'importanza dei colori, della luce e dei materiali, dimenticandosi che soprattutto nell'età dello sviluppo errori in questo campo possono portare a problemi di comportamento.

In base a questi criteri si fonda la necessità di una nuova cultura della luce i cui obiettivi saranno il dimensionamento di impianti che garantiscano il massimo comfort visivo con il minimo consumo, la relativa scelta delle caratteristiche migliori degli apparecchi e dei componenti, la giusta attenzione ai fattori di riflessione degli ambienti.

Nel Capitolo 2 vengono definite le caratteristiche funzionali-ambientali per le singole unità didattiche presenti negli Istituti Superiori, con chiari riferimenti alle normative disponibili.

Si è innanzitutto evidenziata la carenza di un quadro legislativo e normativo in tale settore, oggi l'edilizia scolastica è regolata dalla legge n° 23 dell' 11 gennaio 1996, "Norme per l'edilizia scolastica", una normativa ancora incompleta, dato che non sono ancora state emanate le norme tecniche.

Quindi il Decreto Ministeriale del 18 dicembre 1975, "Norme tecniche aggiornate relative all'edilizia scolastica, ivi compresi gli indici minimi di funzionalità didattica, edilizia ed urbanistica da osservarsi nella esecuzione di opere di edilizia scolastica ", è l'unica normativa tecnica italiana inerente l'edilizia scolastica nel suo complesso a cui si possa fare riferimento, anche se ormai risulta inadatta.

Inoltre per i laboratori specìfici di ogni scuola (oggetto base dello studio) non vi sono raccomandazioni particolari, gli spazi necessari e le loro caratteristiche dovranno essere precisate di volta in volta dal capo dell'istituto o dalle autorità competenti. Per tali unità didattiche le uniche e incomplete raccomandazioni arrivano dal Decreto legislativo del 19 settembre 1994, n. 626, "...riguardanti il miglioramento della sicurezza e della salute dei lavoratori sul luogo di lavoro ".

Successivamente sono stati individuati gli indirizzi relativi alle scuole medie superiori che sono oggi molteplici, e si sono evidenziate le unità didattiche necessarie ai vari istituti. L'organizzazione funzionale e spaziale è stata suddivisa in tre gruppi: unità didattica di base, in cui si svolgono le attività comuni a tutti gli indirizzi, unità didattica laboratori dove si svolgono le attività specifiche degli indirizzi, unità dei servizi sociali, quali biblioteca, aula magna, palestra...

Sono stati esclusi da tale analisi le aule tradizionali, le mense, e gli uffici amministrativi. Le caratteristiche ambientali dei locali, analizzate, hanno riguardato principalmente il numero di studenti e insegnanti coinvolti nell'attività didattica, il comportamento spaziale di studenti e insegnanti all'interno dell'ambiente, informazioni riguardanti alcuni aspetti termici, acustici e illuminotecnici, informazioni riguardanti l'arredo, le attrezzature, gli impianti e le superficie necessarie.

Gli ambienti scolastici, analizzati nel capitolo precedente, sono stati esaminati nel

Capitolo 3 dal punto di vista dell'illuminazione con particolare attenzione a quella

artificiale.

Sono state definite le esigenze di carattere visivo, i compiti visivi e i parametri di progetto

che maggiormente devono essere tenuti in considerazione nella realizzazione

dell 'impianto di illuminazione nei singoli ambienti.

Sono state evidenziate le caratteriste specifiche che devono avere le sorgenti, gli

apparecchi di conseguenza utilizzabili e la disposizione migliore per i centri luminosi nei

vari ambienti.

Un edifìcio scolastico è costituito da ambienti con destinazione d'uso diversa e

conseguentemente con compiti visivi diversi. Lo studio dell'illuminazione di questo tipo dì

ambienti richiede perciò un'analisi attenta, in funzione del fatto che la maggior parte

delle attività è fortemente influenzata dalle sensazioni visive. Situazioni precarie di

illuminamento comportano affaticamento, deconcentrazione, assunzione di posture errate

e, conseguentemente, scarso rendimento degli studenti.

Alla fine del capitolo è stata inserita una tabella riassuntiva che mette in evidenza quali

sono gli aspetti illuminotecnici fondamentali nella progettazione delle singole unità

didattiche.

Il capitolo 4 è stato dedicato alla legislazione, alla normativa tecnica e alle raccomandazioni di settore riguardanti l'illuminazione artificiale, il comfort visivo e il risparmio energetico.

Sono state riportate a livello di normativa tecnica la UNI EN 12464-1 del 2004 sull ' "Illuminazione dei posti di lavoro " che è la più aggiornata ed ha introdotto il nuovo indice UGR per il controllo dell'abbagliamento, e la UNI 10840 del 2000 sui Locali scolastici che è attualmente in revisione.

Inoltre per quanto riguarda le raccomandazioni tecniche sono state inserite parti di manuali di illuminotecnica italiani e in ambito internazionale, per avere un quadro esigenziale più completo.

Nel Capitolo 5, sulle basi delle analisi precedenti, si è proceduto ad una verifica della

situazione attuale delle scuole nella città di Torino.

L'obiettivo di questa indagine è definire un quadro dell'esistente (caratteristiche

tecnologiche e situazioni problematiche) di supporto nella fase di definizione delle

proposte progettuali.

L'analisi si è concentrata sull'illuminazione naturale ed artificiale in istituti di scuola

media superiore. La scelta di una categoria specifica di scuole, legate ad un preciso

livello di istruzione, è essenziale perché ciascun tipo d'insegnamento è caratterizzato da

specifiche attività (lezioni e attività di laboratorio, più o meno sedentarie), da una certa

quantità di ore che l'alunno deve trascorrere all'interno della scuola, dal numero e dalla

distribuzione degli studenti all'interno dell'aula (o del laboratorio).

A tal proposito occorre precisare che sono stati analizzati tutti quegli ambienti più

strettamente legati alle attività specifiche di ciascun istituto (come ad esempio le officine

meccaniche, le aule tecnigrafi, le aule di pittura e scultura, i laboratori di chimica e

fisica, ...) e sono state tralasciate la aule aduso generico.

Inoltre sono stati analizzati tutti quegli ambienti di supporto alle attività didattiche che

dovrebbero essere presenti in tutti gli istituti (come palestra, biblioteca, aula magna,

corridoi, ...).

L'indagine conoscitiva, si articola nel sopralluogo e nella raccolta di immagini di un campione di scuole, scelto tra tutti gli edifici scolastici di Torino. Da questa prima analisi si raccolgono numerose informazioni sugli aspetti generali legati all'edificio e all'attività svolta, sulle caratteristiche dell'ambiente interno (colori, materiali, modalità e coefficienti di riflessione), dei sistemi di illuminazione naturale (serramenti, tipologie di vetro e sistemi di schermatura), e del sistema di illuminazione artificiale (sistema di applicazione degli apparecchi, tipologie di lampade e apparecchi e tipologie di accensione).

I dati ottenuti e raccolti in schede hanno permesso di effettuare confronti con le indicazioni generali delle legislazioni, delle norme tecniche e delle raccomandazioni di settore, questo permette di valutare le condizioni in cui gli utenti della scuola svolgono la loro attività.

Sono state analizzate 18 scuole di Torino, equamente distribuite tra le varie tipologie, e sono state realizzate delle schede che forniscono indicazioni sui singoli edifici, sull 'illuminazione naturale e su quella artificiale delle unità didattiche analizzate.

Le principali problematiche emerse riguardano la presenza di apparecchi d'illuminazione obsoleti, una manutenzione ordinaria e straordinaria praticamente assente e l'incapacità di sfruttare sistemi di illuminazione progettati in modo corretto. La sintesi dei risultati ottenuti e le osservazioni sono la base e il punto di partenza per sviluppare la parte conclusiva dello studio, cioè la proposta di un iter progettuale.

In base alle analisi esigenziali e ai sopralluoghi trattati nei capitoli precedenti, si vuole

fornire come strumento progettuale conclusivo una procedura metodologica da seguire

durante la progettazione degli ambienti scolastici.

Tale procedura è fortemente influenzata dalla situazione attuale degli edifici scolastici,

dove l'economicità, in tutti i settori (d'installazione, manutentivi, di gestione,...), risulta

uno degli elementi caratterizzanti. Si cercherà quindi di proporre soluzioni che siano

realmente applicabili e che trovino il giusto compromesso tra risparmio e comfort visivo.

Come già evidenziato durante l'analisi degli edifìci scolastici analizzati, nella città di

Torino gli edifici scolastici vengono spesso collocati all'interno di edifici in disuso con le

più diverse caratteristiche (edifici storici, fabbriche, scuole medie inferiori), questo dal

punto di vista progettuale implica la distinzione tra la progettazione di nuovi edifici

scolastici; e la riqualificazione di edifìci scolastici esistenti.

Nel primo caso la progettazione dell'illuminazione artificiale si va a inserire all'interno

della progettazione ex-novo di un edificio e dovrebbe procedere di pari passo sia con la

progettazione architettonica sia con la progettazione dell'illuminazione naturale.

Si ha dunque la necessità di ricevere delle indicazioni in merito alle specifiche esigenze di

ogni tipologia di ambiente e alle caratteristiche del tipo di illuminazione necessaria a

supportare le attività svolte al suo interno, cercando di trovare delle unità didattiche che

possono essere illuminate con diverse tipologie d'illuminazione per conferire al progetto

un determinato grado di flessibilità.

Nel secondo caso la progettazione dell'illuminazione artificiale deve inserirsi in un

contesto pre-esistente e ristabilire un ambiente luminoso ottimale.

In questo caso bisogna tener conto di tutta una serie di fattori tra cui la quantità di luce

naturale presente; l'eventuale cambio di destinazione d'uso dei diversi ambienti; le

caratteristiche fìsiche dell'ambiente oggetto della progettazione; la rispondenza agli

standard di comfort visivo degli vari ambienti rispetto alla specifica destinazione d'uso e

le esigenze di flessibilità.

In entrambi i casi la progettazione dell'illuminazione artificiale va eseguita nell'ottica della massima integrazione tra luce naturale e luce artificiale e quindi del maggiore risparmio energetico possibile.

Una procedura organizzata e un metodo di lavoro a garanzia dell'efficienza e della qualità sono fondamentali nel progetto illuminotecnico.

Il primo passo da compiere nella progettazione di riqualificazione è di tipo analitico/descrittivo: la luce è un fattore qualificante dell'habitat umano, quindi l'attenzione del progettista è rivolta, innanzitutto, ai dati ambientali: spazio, materiali, superfici, volumi, texture, con particolare riguardo al comportamento che ogni componente ha nei confronti della luce: trasmissione, assorbimento, riflessione, rifrazione.

Successivamente è necessario definire degli obiettivi e dei requisiti, nonché individuare eventuali vincoli, tenendo conto anche dell'esistenza di leggi e norme. Segue la progettazione ovvero la messa a punto della soluzione che è in grado di raggiungere gli obiettivi definiti. A questo traguardo si giunge effettivamente nell'ultima fase del lavoro, che comprende le valutazioni e le verifiche, oltre a una serie di operazioni di diverso tipo (grafiche, di calcolo, di misura) finalizzate a dimostrare che le soluzioni studiate permettono di perseguire le finalità che hanno dato avvio al progetto. L'ultima fase prevede la realizzazione di un programma di manutenzione che implichi dei sopralluoghi una o due volte l'anno, per verificare eventuali danni, controllare lo stato di manutenzione ordinaria che generalmente è interna alla scuola e che in gran parte degli istituti visitati è carente, e permettere di verificare il corretto utilizzo dell 'impianto da parte dell 'utenza soprattutto per quanto riguarda la disposizione degli arredi che spesso vengono modificate vanificando il progetto di illuminazione.

Nell'ultimo capitolo sono state selezionate le tecnologie attualmente disponibili, le lampade e relativi alimentatori, gli apparecchi e i sistemi di controllo adatti al tipo di utenza e alle esigenze determinate, fornendo per ogni tipologia degli esempi tratti mercato attuale, in modo da poter fornire delle indicazioni più dettagliate da applicare nella fase di progettazione.

E' stata poi dedicata una parte all'importanza del risparmio energetico e ai dispositivi per regolare il flusso luminoso, evidenziando dove questi sono applicabili, anche in riferimento ai sopralluoghi effettuati.

Infine sono state elaborate delle schede riassuntive che per ogni unità didattica evidenziano i compiti visivi da svolgere al loro interno, gli obbiettivi fondamentali del progetto d'illuminazione, i requisiti, quali apparecchi, lampade e sistemi di controllo è meglio utilizzare e gli aspetti illuminotecnici di maggior importanza.

Tale studio costituisce uno strumento utilizzabile da parte di chi si appresta alla progettazione degli impianti d'illuminazione nell'edilizia scolastica una sorta di "linee guida " per la realizzazione di un progetto differenziato a seconda delle esigenze delle diverse unità didattiche.

Relators: Chiara Aghemo
Publication type: Printed
Uncontrolled Keywords: illuminotecnica - didattica - laboratorio
Subjects: S Scienze e Scienze Applicate > SH Fisica tecnica
Corso di laurea: UNSPECIFIED
Classe di laurea: UNSPECIFIED
Aziende collaboratrici: UNSPECIFIED
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/596
Chapters:

INTRODUZIONE

CAPITOLO 1

"Le esigenze dell'ambiente scolastico"

Introduzione

1. Le esigenze degli istituti scolastici

2. Sicurezza e manutenzione

3. Il comfort visivo

4. Il comfort visivo e il risparmio energetico

5. Colori e comfort visivo

5.1. Il colore nelle scuole

5.2. Aule

5.3. Sale di lettura

5.4. Arti domestiche e applicazioni tecniche

5.5. Corridoi

5.6. Ambienti con video terminali

5.7. Ambienti di lavoro nell'industria

Bibliografìa

CAPITOLO 2

"Le unità didattiche della scuola media superiore"

Introduzione

1. I laboratori

1.1. I laboratori scientifici

1.1.1. Laboratorio scientifico generale

1.1.2. Biologia e botanica

1.1.3. Fisica

1.2. I laboratori artistici

1.2.1. Il laboratorio artistico (discipline pittoriche e scultura)

1.2.2. Il laboratorio di arti applicate

1.2.3. Laboratorio fotografico cinematografico

1.2.3.1. Laboratorio di sviluppo e stampa

1.2.7. Laboratorio di taglio e montaggio

1.3. Laboratorio di informatica

1.4. I laboratori per l'educazione professionale e industriale

1.4.1. I laboratori e le officine per la scuola industriale

1.4.2. I laboratori e le officine e per gli istituti professionali

2. La palestra

3. La biblioteca

4. Sala per esposizioni

5. Gli spazi relativi alla comunicazione, informazione, attività parascolastiche

e integrative: auditorium e aula magna

6. Unità spaziali e loro requisiti

Bibliografìa

CAPITOLO 3

"L'illuminazione negli edifìci scolastici"

Introduzione

1. Aule genetiche

1.1. Aule con disposizione fìssa dei posti a sedere

1.2. Aule con disposizione variabile dei posti a sedere

2. I laboratori

2.1. I laboratori scientifici 2.2 Aule con videoterminali

2.3. Aule artistiche

2.4. Aule disegno

2.5. Laboratori industriali e professionali

3. La palestra

4. La biblioteca

5. Spazi espositivi

6. L'aula magna e auditorium

6.1. L'aula magna

6.2. L'auditorium

7. Le aree di circolazione

8. L'ìlluminazione di sicurezza

Bibliografìa

CAPITOLO 4

"La normativa tecnica e le raccomandazioni di settore"

Introduzione

1. UNI EN 12464 - Illuminazione dei posti di lavoro, Ottobre 2004

2. UNII 0840 - LOCALI SCOLASTICI - Criteri generali per l'illuminazione

artificiale e naturale, Marzo 2000

3. Manuale di illuminazione AIDI, 2005

4. Good Lighting for School and Education Establishments, 2002

5. Manuale di illuminazione AIDI, 1999

6. Lighting for Educational Facilities IESNA, 2000

7. Raccomandazioni per l'illuminazione gli edifici scolastici AIDI, 1994

Bibliografia

CAPITOLO 5

"Indagine conoscitiva su alcuni Istituti superiori di Torino"

Introduzione

1. Approccio: sopralluoghi e raccolta di immagini

1.1. I criteri dì scelta

1.2. Modalità dì indagine

2. La schedatura: aspetti valutativi

3. Osservazioni sui casi analizzati

3.1 Aspetti generali legati all'edifìcio

3.2. Illuminazione naturale

3.2.1. Esposizione degli ambienti

3.2.2 I serramenti e le tipologìe di vetro

3.2.3.1 sistemi di schermatura

3.3. I colori di arredi e finiture

3.4. Il sistema di illuminazione artificiale

3.4.1. I laboratori scientifici

3.4.2. I laboratori con videoterminali

3.4.3. I laboratori artistici

3.4.4. 1 laboratori vari

3.4.5. I laboratori per l'educazione professionale e industriale

3.4.6 La palestra

3.4.7 La biblioteca

3.4.8. Spazi espositivi

3.4. 9. Aule audiovisivi

3.4.10. L'aula magna

3.4.11. Le aree di circolazione

Bibliografìa

CAPITOLO 6

"Iter progettuale per la realizzazione di sistemi di illuminazione

artificiale nell'edilizia scolastica"

Introduzione

1. Descrizione dello stato di fatto

2. Gli obiettivi del progetto

3. I requisiti

3.1. I livelli di illuminamento

3.2. L'uniformità degli illuminamenti

3.3. Le luminanze e i rapporti di luminanze

3.4. Gli abbagliamenti

3.5. La resa dei contrasti

3.6. La direzionalità della luce

3.7. La tonalità della luce

3.8. La resa dei colori '

3.9. L'efficienza energetica

3.11. La funzionalità

4. Soluzioni dì progetto

5. Valutazioni e verifiche quantitative

6. Assistenza post-progettuale e manutenzione

Bibliografìa

CAPITOLO 7

"Tecnologie da adottare nell'edilizia scolastica"

Introduzione

1. La scelta delle sorgenti luminose

1.1. Le sorgenti fluorescenti

1.2. Lampade ad alogenuri metallici

2. Gli ausiliari elettrici ed elettronici

2.1. Alimentazione delle lampade fluorescenti

2.2. Alimentazione dì lampade a alogenuri metallici

3. La scelta degli apparecchi di illuminazione

3.1. Gli apparecchi di illuminazione generale

3.2. Apparecchi per aule senza posti a sedere fissi (laboratori vari)

3.3. Apparecchi per l'illuminazione delle lavagne

3.4. Apparecchi per l'illuminazione delle biblioteche (zona scaffali)

3.5. Apparecchi per l'illuminazione supplementare di aule magnae e

laboratori artistici

3.6. Apparecchi per i laboratori scientifici

3.7. Apparecchi per i laboratori industriali

3.8. Apparecchi per l'illuminazione dei laboratori con videoterminali

3.9. Apparecchi per l'illuminazione degli spazi espositivi

3.10. Apparecchi per l'illuminazione delle palestre

4. La regolazione centralizzata del flusso luminoso

4.1. Le strategie per la regolazione del flusso luminoso e il risparmio

energetico

4.2. Perché risparmiare

4.3. Le tecnologie disponibili

5. Indicazioni progettuali per le diverse tipologie di ambienti Bibliografìa

ALLEGATO

"Schede degli edifici analizzati"

Introduzione

1. Liceo Ginnasio "V. Alfieri"

2. Liceo Ginnasio "M. D'Azeglio"

3. Liceo Scientifico "G. Bruno"

4. Liceo Scientifico "C. Cattaneo"

5. Liceo artistico "R. Cottini"

6. "Primo Liceo Artistico "

7. Istituto Professionale Industriale "G. Plana"

8. Istituto Istruzione Superiore "V. Paravi"

9. Istituto Statale "A. Steiner"

10. Istituto Professionale "A. Gobetti Marchesini"

11. Istituto Professionale di Stato per i servizi alberghieri "G. Colombatto"

12. Istituto Istruzione Superiore "G. Giolitti "

13. Istituto. Tecnico Industriale per le arti grafiche "G. Bodoni"

14. Istituto Tecnico Industriale "G. Grassi"

15. Istituto Tecnico "Santorre di Santarosa"

16. Istituto Tecnico Commerciale "R. Luxemburg"

17. Istituto Tecnico Commerciale "Carlo Levi"

18. Istituto Tecnico Industriale "Primo Levi"

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UNI EN 12193,Luce e illuminazione - Illuminazione di installazioni sportive, maggio 2001

TESI

TARAGLIO R., AMORETTI L., L'ambiente luminoso naturale nell'edilizia scolastica esistente: analisi sperimentali e proposte progettuali, Tesi di laurea, Politecnico di Torino, a. a. 2002-2003

COSSU A. M. Illuminazione artificiale negli edifici scolastici : esigenze di comfort visivo e soluzioni tecnologiche specifiche, Tesi di laurea, Politecnico di Torino, a.a. 2002-2003

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