Breve descrizione tecnica

L'lluminazione artificiale rappresenta una parte significativa dell'energia elettrica consumata in tutto il mondo. Negli uffici, dal 20 al 50 per cento dell'energia totale consumata è riconducibile all'illuminazione. Dato più significativo, per alcuni edifici oltre il 90 per cento dell' energia consumata per le lampade è una spesa inutile dovuta a sovra-illuminazione. L'illuminazione dunque rappresenta un aspetto critico dell'utilizzo attuale di energia, soprattutto nei grandi uffici e laddove ci sarebbero molte alternative all'impiego di energia nell'illuminazione.

Ci sono diverse tecniche disponibili per ridurre al minimo il fabbisogno energetico negli edifici:

a) identificazione dei requisiti di illuminazione per ogni area

Questo è il punto di partenza per decidere quanta luce sia necessaria per una determinata attività. Le tipologie di illuminazione sono classificate in funzione della loro destinazione d'uso (illuminazione generale, localizzata, o operativa per il processo), legata principalmente alla distribuzione nello spazio della luce prodotta dall'apparecchio. Chiaramente, per illuminare una passerella è necessaria molta meno luce rispetto a una postazione di computer.

In generale, l'energia consumata è proporzionale al livello di illuminazione di progetto. Ad esempio, un livello di illuminazione di 800 lux potrebbe essere scelto per un ambiente di lavoro che comprende sale riunioni e conferenze, mentre un livello di 400 lux potrebbe essere adottato per i corridoi di passaggio:

• per illuminazione generale si intende l'illuminazione complessiva di un'area. All'interno di un edificio potrebbe essere una lampada da tavolo, poggiata sul pavimento o montata a soffitto. All'esterno invece l'illuminazione generale di un parcheggio può essere ridotta, fino a 10 – 20 lux, poiché i pedoni egli automobilisti, abituati alla scarsa luminosità, avranno bisogno di poca luce per attraversare la zona
• l'illuminazione operativa è principalmente legata a funzioni di processo ed è solitamente la più intensa, per scopi quali la lettura o il controllo dei materiali o dei pezzi. Ad esempio, per stampe di bassa qualità possono essere necessari fino a 1500 lux; alcune attività di ispezione o operazioni chirurgiche richiedono livelli ancora più elevati.

b) analisi della qualità e del design dell'illuminazione

• l'integrazione della pianificazione degli spazi con l'interior design (inclusa la scelta delle superfici interne e delle geometrie delle stanze) per ottimizzare l'uso della luce naturale. Ciò ridurrà il consumo energetico portando anche un impatto favorevole sulla salute umana e le prestazioni
• pianificazione delle attività per ottimizzare l'uso della luce naturale
• analisi dello spettro luminoso adeguato alle attività sottoposte a luce artificiale
• selezione di impianti e tipologie di lampade che adottano le migliori tecniche disponibili per il risparmio energetico.

Alcuni esempi di lampade per l'illuminazione includono:

• lampade ad incandescenza: una corrente elettrica passa attraverso un sottile filamento, riscaldandolo e favorendo l'emissione di luce. Il bulbo di vetro impedisce che l'ossigeno entri in contatto con il filamento caldo distruggendolo. Un vantaggio delle lampadine a incandescenza è che possono essere prodotte per una vasta gamma di tensioni, da pochi volt fino a diverse centinaia. A causa della loro relativamente scarsa efficienza luminosa, le lampade ad incandescenza vengono gradualmente sostituite in molte applicazioni da lampade a fluorescenza, lampade a scarica ad alta efficienza, lampade a LED e altri dispositivi.

• lampade ad arco o a scarica: lampada ad arco è il termine generale per una classe di lampade che producono luce attraverso un arco elettrico (o arco voltaico). La lampada è costituita da due elettrodi, in genere in tungsteno, separati da un gas. Tali lampade utilizzano gas nobili (argon, neon, cripto o xeno) o miscele di questi gas. La maggior parte delle lampade contengono inoltre sostanze aggiuntive, quali mercurio, sodio, e/o altri alogenuri metallici. La comune lampada a fluorescenza non è altro che una lampada ad arco voltaico a bassa pressione contenente mercurio, con un bulbo rivestito internamente da fosforo luminescente. Le lampade a scarica ad alta intensità impiegano potenze maggiori rispetto alle lampade a fluorescenza e sono disponibili in molte versioni a seconda del materiale utilizzato. L'illuminazione potrebbe essere pensata con lampade a scarica o almeno lampade con lampo. Il tipo di lampada prende spesso il nome dal gas contenuto nel bulbo e comprende neon, argon, xeno, cripto, sodio, ioduri metallici e mercurio. Le più comuni lampade a scarica sono:
  • lampade a fluorescenza
  • lampade ad alogenuri metallici
  • lampade al sodio ad alta pressione
  • lampade al sodio a bassa pressione.

• Lampade a zolfo: la lampada a zolfo è un sistema di illuminazione altamente efficiente, a pieno spettro e senza elettrodi. La luce è generata da un plasma allo zolfo eccitato da microonde. Fatta eccezione per le lampade a fluorescenza, il tempo di riscaldamento delle lampade a zolfo è considerevolmente più breve rispetto ad altre lampade a scarica, anche a basse temperature. Raggiunge l'80% del suo flusso luminoso massimo entro venti secondi e può essere riavviata circa cinque minuti dopo il suo spegnimento

• Diodi a emissione di luce (LED), compresi i diodi organici (OLED): un LED è un diodo semiconduttore che emette luce su un ristretto spettro luminoso. Uno dei vantaggi principali dell' illuminazione a LED è la sua alta efficienza, misurata come flusso luminoso per unità di potenza elettrica in ingresso. Se il materiale che emette è un composto organico, il diodo prende il nome di OLED. Rispetto ai normali LED, gli OLED sono più leggeri e possono anche essere flessibili. Entrambe le tecnologie sono già utilizzate per applicazioni commerciali, ma a livello industriale sono ancora limitate.

I diversi tipi di lampade presentano efficienze notevolmente differenti tra loro.

Al momento la fonte più efficiente di luce elettrica è la lampada al sodio a bassa pressione. Produce una luce arancione quasi monocromatica che distorce pesantemente la percezione dei colori. Per questo motivo, è generalmente utilizzata nell'illuminazione pubblica per ambienti esterni. Le luci al sodio a bassa pressione generano inquinamento luminoso che può essere facilmente filtrato, al contrario degli spettri a banda larga o piena.

Dati utili per le scelte sul tipo di illuminazione sono disponibili tramite il Green Light Programme. Si tratta di un'iniziativa volontaria di prevenzione che stimola i consumatori di elettricità non residenziali (pubblici e privati), indicati come 'Partners', a chiedere alla Commissione europea di installare tecnologie d'illuminazione efficienti nelle loro strutture quando (1) è redditizio, e (2) mantiene o migliora la qualità della luce.

c) gestione dell'illuminazione

• stimolare l'uso di sistemi di controllo di gestione tra cui sensori di occupazione, timer, ecc al fine di ridurre il consumo di energia elettrica
• sensibilizzare gli occupanti degli edifici su un utilizzo il più efficiente possibile degli apparecchi di illuminazione
• effettuare la manutenzione dei sistemi di illuminazione per ridurre al minimo lo spreco di energia