Untitled - Ferrovie dello Stato Italiane

ILLUMINAZIONE NELLE STAZIONI CON
TECNOLOGIA LED
PENSILINE E SOTTOPASSAGGI
LINEE GUIDA
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PARTE I
I.1 SCOPO
E’ quello di assicurare una idonea visibilità ai fruitori degli spazi, creando condizioni ideali e quindi ottimizzando la qualità della percezione, nonché gli aspetti legati alla sicurezza degli ambienti di pubblica fruizione
I.2 CAMPO D’APPLICAZIONE
Nuove stazioni ferroviarie e interventi di riqualificazione in stazioni esistenti..
I.3 PRINCIPALI DOCUMENTI CORRELATI
Linee guida per la progettazione
-
I.4
Illuminazione nei FV FS - Divisione Infrastruttura 2000
Illuminazione per esterni FS - Divisione Infrastruttura 2001
Progettazione di piccole stazioni e fermate RFI 2007
Accessibilità nelle stazioni- Superamento delle barriere architettoniche FS - Divisione Infrastruttura 2000
Percorsi tattili per disabili visivi FS - Divisione Infrastruttura 1999
Servizi igienici per il pubblico FS - Divisione Infrastruttura 1999
Decisione della Commissione 21 dicembre 2007- Specifica tecnica di interoperabilità concernente le persone a mobilità ridotta nel
Sistema ferroviario trans-europeo convenzionale e ad alta velocità ( STI PMR)
DEFINIZIONI E ABBREVIAZIONI
Le definizioni e gli acronimi vengono riportati direttamente nei singoli capitoli
I.5
NORMATIVA DI RIFERIMENTO
Le principali norme di riferimento vengono riportate in allegato
• UNI EN 12464-1/2004 “ l’illuminazione luoghi di lavoro all’ interno;
• UNI EN 12464-2/2008 relativa all’illuminazione posti di lavoro all’esterno
• UNI EN 13201-2/2004 “l’illuminazione delle strade e dei luoghi pubblici in cui si svolge traffico
veicolare o solo pedonale”;
• DM 37/2008 (impianti)
• Dl 81/2008 sicurezza nei posti di lavoro e successive modifiche
• Norma CEI 64-8 Impianti elettrici utilizzatori
• EN 62471 2008 /2 2009 Sicurezza fotobiologica delle lampade a dei sistemi di illuminazione
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Sono inoltre da tenere in considerazione anche normative specifiche dell’ambito ferroviario
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UNI 8097 Illuminazione metropolitane in sotterranea ed in superficie
Specifica Tecnica di interoperabilità ( persone a mobilità ridotta) -2007
FS Capitolato Tecnico per la realizzazione impianti di illuminazione nelle stazioni Ed. 1990
RFI /FS Illuminazione nei FV
RFI/FS Linee guida Progettazione di piccole stazioni
PARTE I
II 1 GENERALITA’ E CARATTERISTICHE DEI LED
OLED- LED
Sono soggetti che si presentano allo stato solido. Sono semiconduttori che convertono la corrente
elettrica in luce.
OLED : ( Organic Light Emitting Diode)
Di Natura organica a base di carbonio
A differenza dei display a cristalli liquidi, i display OLED non richiedono componenti aggiuntivi per essere illuminati ma producono luce propria; questo permette di realizzare display molto più sottili e addirittura pieghevoli e arrotolabili, e che richiedono minori quantità di energia per funzionare.
- Sono utilizzati per :portatili di telefonia mobile;MP3.
- Unico difetto : durata di utilizzo breve.
LED :.
Acronimo di Light Emitting Diode (diodo ad emissione di luce )
La luce è emessa da un corpo solido, no da un gas no da un filamento incandescente.
I materiali con i quali viene fabbricato , sono dei composti come : silicio, l’arsenurio gallio, il fosforo di
antimonio, alluminio,indio.
Sono costituiti da un piccolo “wafer” di materiale semiconduttore:
uno strato è ricco di elettroni a carica negativa, un altro di particelle cariche positive ( chiamate buche).
Quando il sistema è collegato ad un circuito elettrico, elettroni e buche si muovono, si incontrano e producono luce di vari colori .
Tali sorgenti di luce generano uno spettro di banda stretta, la lunghezza d’onda dominante determina il
Punto Cromatico del LED.
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I primi, di bassissima potenza e basso rendimento erano rossi e venivano usati come indicatori nei circuiti
elettronici e nei display; con la successiva realizzazione di diodi gialli, verdi, ed infine blu,
1962 Primo LED Rosso (GaAs)
1965~ LED Giallo (GaAs/AlAs)
1968 LED Verde (GaAsP)
1988 LED Blu e UV (GaN)
1990 LED Blu ad alta luminosità (InGaN)
1994 LED Rosso e Giallo ad alta luminosità (AllnGaP)
1997 Primo LED Bianco (Nichia)
2007 LED Bianco freddo
Esistono due modi per produrre Led a luce bianca ad alta densità
1. uno è quello di utilizzare singoli Led che emettono colori primari ( es. il rosso, blu.e verde) e
poi miscelare i colori in quantità tali da ottenere una luce bianca.
2. l’altro modo è quello di utilizzare dei fosfori per convertire la luce monocromatica,da un Led
blu o ultravioletto, in una luce bianca ad ampio spettro. Ulteriori effetti possono essere ottenuti mescolando Led bianchi (convertiti da fosfori) con Led a colori primari.
Sono disponibili con tonalità cromatiche bianco freddo; bianco caldo
(simile alla luce alogena) con buone caratteristiche di potenza luminosa efficienza e resa cromatica
( ≥ 80 ) proprietà quest’ultima essenziale per un ampio impiego nell’illuminazione di interni ed esterni.
Avendo uno spettro monocromatico nella banda del visibile, la loro luce è quasi del tutto esente da radiazioni infrarosse e ultraviolette.
Grazie a questa radiazione fredda è possibile evitare l’impiego di filtri aggiuntivi che, altrimenti necessari
per ottenere la dovuta protezione, assorbendo parte della radiazione luminosa, comportano una certa riduzione dell’efficienza delle sorgenti.
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I diodi sono quindi particolarmente adatti ad illuminare senza provocare deterioramento o sbiadimento :
oggetti sensibili come aree espositive, musei, ecc.
Applicazione della tecnologia Led nei sistemi ferroviari
Principali vantaggi:
-
Lunga durata e robustezza ( insensibilità a umidità e vibrazioni);
Riduzione di manutenzione;
Luce priva di componenti IR e UV;
Regolazione dinamica :
-combina l’accensione delle sorgenti luminose con scenari modificabili secondo le esigenze.
-modifica in modo continuo i livelli di illuminamento ottimizzando i consumi;
-varia la temperatura di colore delle sorgenti luminose.
-imposta programmi predeterminati o regolare in modo manuale.
-
Miniaturizzazione;
Regolarità continua senza perdite;
Colori saturi;
Variazione di colore RGB;
Accensione immediata;
Ottimi livelli di protezione da agenti atmosferici ( classi IP)
Accensione a freddo ( fino a -40 °C ) senza problemi.
Ridotte emissioni di CO2
Limiti :
Tecnologia in rapida evoluzione
Dissipazione del calore in eccesso
• Consumi di energia elettrica sono attualmente equivalenti ai consumi che si realizzano con impianti tradizionali usati in ambiente ferroviario ( tubi fluorescenti ).
• Rapportati alle lampade ad alto rendimento normalmente utilizzate per illuminazione
pubblica , raggiungono un’efficienza spesso inferiore o al limite uguale ma con costi
ancora più elevati
• Costi di ammortamento superano attualmente i 5 anni
• Devono essere emanate apposite Voci di Tariffa FS
Nel particolare :
•
Possono essere montati anche su nastri e profili di pochi millimetri di spessore,
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Avvalersi di apparecchiature poco ingombranti e meno invasive,
Essere facilmente integrati a strutture architettoniche consentendo di conformare a
piacere la superficie illuminante,
Emettono poco calore quindi possono essere collocati vicino agli oggetti illuminati o
addirittura al loro interno,
Sono particolarmente adatti ad incassi o per la retroilluminazione, garantendo l’invisibilità
dell’impianto di illuminazione, fattore quest’ultimo molto ricercato nell’illuminazione ad
effetto sia di interni che di esterni.
I piccoli diodi offrono il vantaggio che la fonte luminosa , integrata negli elementi archi
tettonici resta nascosta alla vista e quel che si vede è solo l’effetto luminoso in se, con
quanto di scenografico comporta.
A differenza delle lampade a scarica ad alta pressione di efficienza comparabile, i LED, dotati di
un’adeguata componentistica elettronica, ( esempio : un corretto alimentatore ) possono essere
DIMMERATI con la tecnologia PWM (regolazione del flusso luminoso senza problemi e senza alterazioni cromatiche ), sono quindi adatti per impieghi che richiedono illuminamenti differenziati .
I moduli composti da LED montati su circuiti stampati rigidi o flessibili con dispositivi di regolarizzazione
della corrente,disponibili in versioni a più clip connessi in serie, con o senza ottiche integrate, in una vasta
gamma di colori, offrono soluzioni dinamiche, flessibili e di lunga durata che facilitano la regolazione
dell’intensità luminosa e consentono di creare effetti desiderati.
La recente generazione di sorgenti LED ad alta luminosità con piastrine costituite da più diodi monocromatici o RGB ( rosso, verde e blu) ha costituito la base per nuove gamme che integrate con reattori,sono
in grado di fornire un eccellente livello di controllo;luce fortemente concentrata per esaltare dettagli o
parti di edifici;linee luminose, formate da più LED allineati per sottolineare con assoluta precisione le
strutture lineari o indicare i percorsi.
Un grande pregio degli apparecchi a LED RGB è proprio quello della capacità di combinare la luce bianca
funzionale alla luce ad effetto. Oltre all’intera gamma dei colori RGB si può disporre anche di ogni tonalità di luce bianca, variandola con un semplice comando, senza dover sostituire ne lampade ne filtri.
Essendo prodotti realizzati senza l’impiego di filamenti, elettrodi o tubi di vetro, hanno UN’ ELEVATA
RESISTENZA A URTI E VIBRAZIONI, caratteristica che ne consente l’impiego anche in condizioni
ambientali difficili come apparecchi ad incasso in pavimentazioni con carrabilità pesante, luci di segnalazione in stazioni ecc.
II.2 CARATTERISTICHE, DEFINIZIONI ILLUMINOTECNICHE E COSTI
La progettazione di impianti di illuminazione a Led richiede specifiche conoscenze e competenze. Si illustrano di seguito le caratteristiche più rilevanti che devono essere prese in considerazione dalla committenza per gestire consapevolmente le fasi realizzative di impianto :
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Flusso
Efficienza luminosa
Temperatura di colore
Indice di resa cromatica
Durata massima temperatura di funzionamento
Resistenza termica
Distribuzione fotometrica
FLUSSO
Esprime la quantità di energia luminosa emessa da una sorgente in un intervallo di tempo. Esso non offre
però un indicazione corretta della luce percepita dalla vista, per questo si deve utilizzare
L’ILLUMINAMENTO cioè la concentrazione della luce emessa misurata in Lux su una determinata superficie ( mq ).
La dimensione quasi puntiforme del diodo garantisce una maggiore possibilità di controllo del flusso: infatti più piccola è la fonte, più diventa facile controllare la sua emissione attraverso lenti ottiche secondarie
per produrre coni luminosi esattamente definiti.
I dati di luminosità del fascio luminosi sono espressi in lux alla distanza di un metro.
Se per motivi di progetto si vuole sapere il valore di luminosità in lux a distanze diverse da un metro, bisognerà ricordare che assume valori inversamente proporzionali al quadrato della distanza. Pertanto 1000
Lux ad un metro corrispondono a 1000 / ( 2*2)= 250 Lux a 2 metri
1000/ (3*3)= 111,11 Lux a tre metri.
Mentre le comuni sorgenti luminose puntiformi irradiano la loro luce su di un angolo solido di 360 °, la
luce dei LED è orientata per sua natura su di un angolo solido di 180 ° e non presenta perdite da dispersione di luce, per radiazioni indirizzate sul portalampada favorendo quindi la riduzione dell’inquinamento
luminoso.
EFFICIENZA LUMINOSA
La relazione che lega la potenza assorbita dalla sorgente con la luce emessa è il RENDIMENTO
LUMINOSO che viene espresso il lumen/watt.
Tale valore indica L’EFFICIENZA LUMINOSA ( cioè quanta luce viene emessa per unità di potenza
dalla sorgente luminosa). Essa è in costante aumento. In funzione dei rapidi progressi della tecnologia,come dato orientativo si può affermare che il Rendimento si attesta intorno al 60-110 lm/W con variazioni a seconda del colore e punte di 139 lm/W per diodi a luce bianco freddo di 55000-6000 K
( Nel
2012 sarà presentato un Led a 150 lm/W ).
Come termine di paragone basti pensare che la lampada ad incandescenza di recente messa al bando, ha
rendimenti di circa 10-12 lm/W, le fluorescenti compatte ( le cosiddette sorgenti a risparmio energetico)
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di 60_ 72 lm/W, mentre le lampade a scarica, le più utilizzate in esterni ed in ambito urbano, con gli ioduri metallici 108 lm/w e le lampade al sodio fino a.102 lm/w).
La corrente fornita dal driver, o unità di alimentazione, gioca inoltre un ruolo importante in quanto,
all’aumentare della corrente, aumenta l’emissione luminosa del Led, ma di conto aumenta anche la temperatura di giunzione ( temperatura interna ), con la conseguente diminuzione dell’efficacia luminosa .
E’ pertanto importante fare la seguente valutazione :
se l’efficienza è il principale requisito,un maggior numero di LED, alimentato a una corrente ottimale ( Es. 350 mA ), garantisce un’alta efficienza, ma comporta un maggior costo di produzione
dell’apparecchio.
Un minor numero di LED , alimentati con una corrente maggiore ( Es. 700 mA ), può ridurre il
costo ma sarà sicuramente meno efficiente.
Il tipo di applicazione deve suggerire quale strada seguire
Inoltre ,come già detto precedentemente, è importante considerare che con alte temperature di colore si
ottengono le massime rese : scendendo verso toni più caldi, l’efficienza cala.
TEMPERATURA DI COLORE E INDICE DI RESA CROMATICA
Selezionare la temperatura di colore appropriata per ogni impianto è un aspetto fondamentale . E’ importante tenere in considerazione : sia la capacità del fornitore di procurare Led con caratteristiche omogenee
ed economicamente sostenibili, sia la garanzia di mantenere le caratteristiche dei Led forniti per tutta la
vita commerciale del prodotto.
E’ importante considerare che la Temperatura di Colore ( CCT- Correlated Color Temperature)
può impattare sulla qualità di flusso luminoso; ad esempio , i Led a luce bianca calda (2700K)
hanno generalmente efficacia luminosa ridotta,emettendo meno lumen rispetto ai Led a luce
fredda.
Si deve inoltre considerare che l’INDICE DI RESA CROMATICA ( CRI ) può aver un impatto sulla
Temperatura di Colore (CCT). In alcuni casi, più caldo è il bianco maggiore è l’indice, ma è necessario
valutare caso per caso,basandosi sui dati utili forniti dal produttore.
E’ importante inoltre sapere che la consistenza del colore sull’angolo di visione non è costante. Conoscere
la variazione del CCT, in base all’angolo di osservazione significa valutare meglio come questo può influenzare l’applicazione.
UNIFORMITA’ DI COLORE
Dopo il processo produttivo fra i Led dello stesso colore possono verificarsi delle leggerissime divergenze
di sfumature, percettibili maggiormente sui colori bianco e bianco-caldo; per limitarle al massimo, i produttori classificano ciascun LED in diverse classi, dette “ BINNING”, basate su più precisi valori di
misurazione quali :
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Colore
Flusso
Caduta di tensione ai capi del Led.
E’ importante verificare che la produzione sia costante e stabile all’interno degli stock.
Più alto è il binning e maggiore è il costo.
LUNGA DURATA
Se utilizzati correttamente la vita utile dei sistemi a LED è stimata in 50.000-di funzionamento
continuo corrispondenti a circa 5 anni e 8 mesi contro le 12.000 ore delle lampade fluorescenti
corrispondenti a circa 3 anni .
I Led non hanno, come tutte le altri sorgenti di illuminazione , un fine repentino. Secondo alcune stime
dopo 50.000 ore la luminosità scende al 70% rispetto al valore iniziale e questo può essere considerato il
termine ultimo della vita del LED. ( soglia oltre la quale l’occhio umano comincia percepire la differenza
di luminosità )
Confrontando i valori riportati nella TAB n° 1 pubblicata dall’ ENEA
(certamente più realistici dei dati pubblicati dalle ditte produttrici ) si evince che la durata della luminosità
è 5 volte la durata delle normali lampade a scarica e 2,5 volte le lampade ai vapori di sodio. Supera di poco il rendimento delle lampade a ioduri metallici.
Vita
tecnica
ore
Tipo di lampada
incandescenza
alogene
fluorescenti compatte
1fluorescenti tubolari tradiz
2 fluorescenti
tubolari HF
*sodio alta pressione
*Ioduri metallici
Vapori di mercurio
Indice di
resa cromatica
Tonalità di luce
gradi Kelvin
Efficienza
lumen/watt
12
22
1.000
2.000
100
100
72
10.000
85
2.700/5.000
96
12.000
85
2.700/6000
120
12.000
85
3.000/4.000
102
108
45
20.000
10.000
10.000
20
90
55
1 tubi fluorescenti con alimentatore tradizionale reattore + start
2 tubi fluorescenti con alimentatore elettronico ad alta frequenza
* rendimento simile ai led
2.500
3.000
2.100
4.000
4.000
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Tipo di lampada
Led
Codifica:
Efficienza
lumen/watt
Vita
tecnica
ore
60/115
50.000
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Indice di
resa
cromatica
60/90
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Tonalità di luce
gradi Kelvin
3.500/5.500
La durata deve essere assicurata da una corretta progettazione termica e di alimentazione dell’apparecchio
illuminante.
RESISTENZA TERMICA “Considerazioni generali” :
La temperatura di giunzione gioca un ruolo fondamentale nella durata di vita del Led.
Solo il 15% dell’energia elettrica immessa è convertita in luce, il resto si accumula dentro l’apparecchio,
inoltre la temperatura dell’ambiente ha un’influenza diretta sulle temperature interne dell’apparecchiatura e
quindi sulla temperatura di giunzione Tj.
Bisogna quindi assolutamente dissipare il calore in eccesso altrimenti la Tj aumenta troppo
compromettendo la vita dell’apparecchio.
I dati di mortalità e di vita presunta del Led sono normalmente forniti dal produttore . Tuttavia i dati forniti sono riferiti a calcoli teorici e non a prove reali, l’effettuazione di queste comporterebbero tempistiche
eccessive.
I valori di vita presunta e di mortalità sono sempre riferiti ad una temperatura di giunzione definita.
La misura della temperatura di giunzione è normalmente una misura complessa che necessita di attrezzature particolari in quanto si deve prendere la temperatura all’interno del modulo LED.
Normalmente i costruttori di LED forniscono punti di misura in parti più accessibili ( es. faccia di appoggio al dissipatore ), misurando i quali è possibile ipotizzare la temperatura presunta di giunzione. La norma
EN 62031 definisce poi, come riferimento di misura un punto tc specifico.
Occorre quindi adottare delle soluzioni costruttive che facciano operare i moduli sempre al di sotto
delle temperature critiche ( Temperature di esercizio ) in modo che possano garantire le loro piene
prestazioni lungo tutta la loro durata utile.
In sintesi si dovranno :
•
•
•
•
usare dissipatori di calore adeguati ( alluminio )
utilizzare filtri termici
adottare soluzioni tecniche di ventilazione naturale
sfruttare l’effetto camino ( dissipazione del calore per convezione )
DISTRIBUZIONE FOTOMETRICA
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I Led ad alta potenza generalmente sono disponibili in due tipologie :
• sorgente puntiforme , circa 1 mm2
• cluster.
Ognuno ha le proprie caratteristiche che possono essere integrate in un particolare design o in un ‘ ottica
secondaria.
L’uso di ottiche secondarie permette una re-distribuzione delle luce emessa dal Led nelle direzioni volute.
Per una corretta progettazione bisogna capire che effetto si vuole ottenere :
ottiche concentranti o distribuire la luce con un angolo di emissione superiore ( ottiche diffondenti) .
Bisogna sapere però che per quanto trasparente, tale lenti producono sempre perdite che vanno ad inficiare l’efficienza del sistema..
COSTI
Il potenziale sviluppo di questa tecnologia non è ancora esaurito, frenato in parte dai costi ancora elevati.
I costi degli impianti a LED superano quelli degli impianti tradizionali dotati di lampade a scarica nei gas (
tenendo conto anche dei maggiori costi di sostituzione delle lampade e della relativa manodopera necessaria
La lunga durata e robustezza hanno favorevoli ripercussioni sui costi di esercizio, riducendo i costi di manutenzione rispetto alle sorgenti tradizionali.
III PARTE
ELEMENTI DI PROGETTAZIONE DELLA LUCE IN AMBITO FERROVIARIO
La prima fase del lavoro di progettazione deve essere centrata sul “rilievo degli ambienti e/o dei luoghi
da illuminare” da intendere come fedele registrazione di una situazione di fatto.
E’ importante che siano evidenziati tutti i vincoli, limiti e condizionamenti, di qualsiasi natura
essi siano che possono influenzare in vario modo e con diverse identità le condizioni impiantistiche che saranno di seguito prodotte.
Il lavoro di progettazione , quindi, non è mai totalmente libero e la creatività del progettista è diretta ed
orientata anche da limiti e vincoli posti in essere.
Prestazioni visive, comfort visivo ed ambiente visivo,
Il principale obiettivo del progetto illuminotecnico è quello di assicurare una idonea visibilità ai fruitori
degli spazi, creando condizioni ottimali e quindi ottimizzando la qualità della percezione, nonché gli aspetti legati alla sicurezza degli ambienti di pubblica fruizione.
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Bisogna realizzare sistemi luminosi in grado di assicurare il benessere dell’organismo, riducendo lo stress
dovuto a condizioni di particolare artificialità degli ambienti illuminati, si deve permettere(special modo in
ambito ferroviario ) di riconoscere velocemente e con chiarezza i percorsi e le situazioni di potenziale
pericolo
Obiettivo: elevare quindi le prestazioni visive innalzando i fattori di velocità della percezione e accuratezza del sistema nell’espletamento di un “compito visivo” predeterminato.
Tali prestazioni dipendono principalmente dai valori di illuminamento e di luminanza, ma anche dai contrasti (sia del colore che della luminanza ).
Per realizzare ciò è importante pensare ad un illuminamento che consenta gradualità tra zone fortemente
illuminate e zone scarsamente illuminate, utilizzando anche un’idonea scelta dei materiali di rivestimento
delle superfici e dei colori degli arredi. (il rapporto di uniformità generale Emin/Emed. Deve essere pari o
superiore al 50%). Si dovrà inoltre individuare il corretto rapporto tra altezza di installazione dei centri
luminosi e la loro interdistanza.
E’ genericamente quindi consigliabile l’uso di colori chiari in grado di contribuire, attraverso il loro alto
grado di riflessione, ad un aumento della luminosità degli ambienti.
Una illuminazione troppo uniforme ed omogenea rende difficile l’immediata valutazione tridimensionale
degli oggetti e di eventuali ostacoli e della distanza alla quale si trovano dal soggetto che li osserva.
L’ILLUMINAZIONE DELLE BANCHINE E DEI SOTTOPASSI FERROVIARI
I livelli di illuminamento, devono favorire l’attenzione ed il dinamismo dei passeggeri, elevando e garantendo gli standard di sicurezza.
E’ necessario distribuire i flussi luminosi in modo da garantire un’ottima visibilità del fruitore in tutti i
punti del marciapiede.
L’uso di ottiche secondarie permette una re-distribuzione della luce emessa dei LED nella direzione voluta
( ottica concentrante ) o di distribuire la luce con un angolo di emissione superiore ( ottiche diffondenti ).
Sulla base dei presupposti sopra esposti si citano di seguito i principali criteri di cui tenere conto in fase di
progettazione illuminotecnica definendo i valori delle seguenti grandezze:
Flusso luminoso Φ
Quantità di luce emessa da una sorgente luminosa nell’unità di tempo (secondo) lumen
Illuminamento E
Flusso luminoso per unità di superficie
lumen/mq lux
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Illuminamento medio
Em
Media dei valori di illuminamento in una determinata
lumen/mq
Intensità luminosa
I
Parte del flusso emesso da una sorgente luminosa per l’angolo solido che la
contiene cd
Luminanza
Intensità luminosa emessa in una data direzione da una superficie luminosa
o illuminata cd/mq
L
superficie
Uniformità
Rapporto tradival.illum.
minim. Valore medio di illuminamento. riscontrati in una determinata area
(U)
E min/E max Deve essere mantenuto un determinato liv. min. di uniformità
d’illuminamento sia nella zona del compito visivo che nella zona immediatamente circostante.
Temperatura di colore
( K)
Valutazione del colore emesso dalle sorgenti luminose si misura in gradi
kelvin
Resa di colore (Ra)
Attraverso l’indice di resa cromatica ICR (internazionalmente indicato con
la sigla Ra) viene confrontata la luce emessa da una lampada in esame con la
luce di una sorgente campione (es. luce diurna)
Le Tipologie di illuminazione da considerare nella progettazione:
Illuminazione Generale ordinaria
•
illuminazione normalmente in esercizio per assicurare i livelli di illuminamento richiesti nelle varie
zone.
Illuminazione di emergenza nei sottopassaggi
• Illuminazione utilizzata al venir meno dell’illuminazione generale ordinaria; essa comprende :
Illuminazione di sicurezza:
assicura l’identificazione e l’evacuazione delle vie d’uscita
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APPLICAZIONI SPECIFICHE IN AMBIENTI E SPAZI DESTINATI AL MOVIMENTO
DELLE PERSONE E DELLE COSE.
Legislazione attuale
Per una più ampia e completa visione di tutte le prescrizioni di legge a cui relazionarsi per la progettazione di impianti di illuminazione di interni e/o esterni, si riportano di seguito evidenziate nell’ allegato n°1
le norme in campo fotometrico e illuminotecnico che interessano più direttamente l’illuminazione dei
Fabbricati Viaggiatori la cui progettazione deve soddisfare tutte le esigenze visive necessarie.
La normativa cui fare riferimento per la progettazione è :
•
•
•
•
•
•
•
UNI EN 12464-1/2004 “ l’illuminazione luoghi di lavoro all’ interno;
UNI EN 12464-2/2008 relativa all’illuminazione posti di lavoro all’esterno
UNI EN 13201-2/2004 “l’illuminazione delle strade e dei luoghi pubblici in cui si svolge traffico
veicolare o solo pedonale”;
DM 37/2008 (impianti)
Dl 81/2008 sicurezza nei posti di lavoro e successive modifiche
Norma CEI 64-8 Impianti elettrici utilizzatori
EN 62471 2008 /2 2009 Sicurezza fotobiologica delle lampade a dei sistemi di illuminazione
Sono inoltre da tenere in considerazione anche normative specifiche dell’ambito ferroviario
•
•
•
•
•
UNI 8097 Illuminazione metropolitane in sotterranea ed in superficie
Specifica Tecnica di interoperabilità ( persone a mobilità ridotta) -2007
FS Capitolato Tecnico per la realizzazione impianti di illuminazione nelle stazioni Ed. 1990
RFI /FS Illuminazione nei FV Ed. Giugno. 2000
RFI/FS Linee guida Progettazione di piccole stazioni
n.b.
si riporta in allegato n°2 una tavola riassuntiva di sintesi dei soli valori di illuminamento medio .
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Per l’illuminazione delle banchine sottopensilina e scoperte, sono fissati da D.T.P. Architettura i
livelli di illuminamento medio EM, uniformità Uo e Uniformità sui bordi Ud in funzione del
tipo di servizio.
TIPO DI SERVIZIO
Em
Uo =
GR
Ra
note
Banchine coperte.
80
0,50
45
>70
Ud ≥1/3
Banchine scoperte.
Min.20Max 50
0,50
45
>70
Ud ≥1/3
SOTTOPASSAGGI
Min. 120
0,50
45
>70
Em = illuminamento medio mantenuto
Uo= uniformità di illuminamento Emin./E medio
Ud = uniformità di illuminamento ai bordi
GR = indice di valutazione del disturbo dell’abbagliamento ≤ 55
CONSIDERAZIONI RELATIVE ALL’ILLUMINAMENTO DELLE PENSILINE
Le tipologie di pensiline sono correlabili in base alle classificazioni delle stazioni della rete :
1° livello grandi impianti “Platinum”
2° livello impianti medio grandi “Gold”
3° livello impianti medio piccoli “Silver”
4° livello impianti con bassa frequentazione “Bronze”.
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Possono essere così raggruppate:
-pensiline metalliche a ridosso del FV (1° binario )
-pensiline metalliche sulle banchine intermedie.
-pensiline in c.a. a ridosso del FV ( 1° binario.)
-pensiline in c.a. sulle banchine intermedie.
Le tipologie a sbalzo a ridosso del FV (1° binario) raggiungono luci di aggetto anche superiori a 5 m se
strutturalmente ancorate al FV.
Oppure possono configurarsi con doppio appoggio (pilastri intermedi) con larghezze trasversali comprese
da 5 m fino a circa 10 m.
PENSILINA METALLICA 1 bin .( Staz. Silver )
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Pensiline metalliche 1 binario
Pensilina in c.a., 1° Bin.
Il secondo insieme è costituito da pensiline “ad ombrello” poste sulle banchine intermedie della stazione;
presentano una struttura a pilastro centrale o a doppio pilastro, o mista. Coprono in genere luci che vanno
da 5,50 m fino a 9 m circa.
L’altezza minima della struttura che garantisce sia il libero transito quanto la visibilità dei segnali di partenza è di 4,80 m (dal punto estremo dello sbalzo fino al piano di rotolamento).
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La larghezza minima del marciapiede in base alle necessità di transito dei viaggiatori e dei carrelli è di 1,60
m dal ciglio alle strutture portanti.
Gran parte degli impianti di illuminamento attuali afferenti alle banchine sono costituiti da plafoniere a
doppio tubo fluorescente da 36 W/cad IP ≥ 55 disposti in un’unica fila centrale all’interno delle campate
(interasse tra i pilastri circa 8/15 m e larghezze del marciapiede che arrivano fino a 6/9 m) .
La logica del filare centrale è basata sulla possibilità di lavorare in sicurezza senza dover ricorrere alla
disattivazione della T.E. . ( si vedrà in seguito come questo è un problema risolto con l’illuminazione Led
)
E’ previsto (sia per strutture in c.a. che per pensiline metalliche) che ogni lampada illumini una superficie
sul piano di calpestio tra i 10 ed i 20 mq
PROGETTO ILLUMINITECNICO DELLE PENSILINE
Per impianti sotto-pensilina si dovrà prevedere un illuminamento medio a terra di 80 lux medi mantenuti (a 10 cm da terra) .
Per favorire l’orientamento dei viaggiatori si useranno due diverse tonalità di colore di luce.
L’illuminazione lineare sarà di colore “bianco caldo 3500 K, mentre in corrispondenza delle scale
e degli ascensori si dovranno usare temperature di colore “bianco freddo” 5500 K con illuminamenti di 150 lux mantenuti.
Se le scale di accesso ai sottopassaggi sono decentrate rispetto alla illuminazione diretta della
pensilina, è opportuno illuminarle con illuminazione di supporto, utilizzando incassi a parete.
Gli apparecchi devono essere opportunamente schermati per evitare gli effetti da abbagliamento
diretto e riflesso, soprattutto quando le sorgenti luminose si trovano in una zona compresa entro i
30° rispetto all’asse della visione.
Occorre evitare qualsiasi intensità luminosa che abbia interferenze con la guida e con la segnaletica nelle varie direzioni di marcia dei treni.
E’ importante valutare i coefficienti di assorbimento e riflessione dei materiali di rivestimento presenti;
caso frequente è la pavimentazione dei marciapiedi realizzata in mattonelle compresse d’asfalto.
Essa presenta un elevato assorbimento della luminosità: è ricorrente quindi che impianti già dimensionati
genericamente per illuminamenti prefissati, sottoposti a verifiche, evidenzino valori inferiori .
Va considerato inoltre che:
Il risparmio energetico, eventualmente conseguibile con tecnologia Led, può essere maggiormente elevato adottando una gestione programmata degli impianti. Si possono utilizzare dispositivi elettronici di regolazione del flusso luminoso ( Dimmer) :
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La regolazione dinamica deve regolamentare :
•
•
•
Nei periodi di chiusura degli impianti al servizio passeggeri l’illuminazione deve essere
portata a 10 lux.
Nei momenti in cui non è presente il treno, la banchina si configura non più come area di
lavoro in esterno bensì come area esterna per il movimento delle persone il cui compito
visivo (prestazioni come velocità ed accuratezza) si attestano su valori inferiori .
In detti intervalli temporali le norme prevedono che l’illuminamento medio sarà pari a
50 lux a 10 cm da terra.
L’illuminamento medio previsto pari a 80 lux si rende necessario da quando il treno viene “annunciato” in stazione fino all’uscita dall’impianto ferroviario.
.
TIPOLOGIA Di IMPIANTO
Esistono in commercio due insiemi di apparecchi illuminanti con tecnologia Led :
1. con alimentatore degli apparecchi situato in un armadio sottopensilinacollocato sul marciapiede .
2. con alimentatore bordo lampada
In funzione dell’apparecchio illuminante prescelto sarà predisposto il tipo di impianto da realizzare.
• Il primo sistema sarà composto da:
Linee di alimentazione dal quadro di alimentazione di stazione all’armadio di marciapiede.
Dall’armadio di marciapiede contenente gli alimentatori per le lampade e i dispositivi di
regolamentazione dell’ illuminazione.
Da apparecchi di illuminazione con le rispettive lampade ( diodi Led ).
• Nel secondo caso invece potrà essere utilizzata la stessa linea di alimentazione dell’impianto esistente
gli alimentatori troveranno alloggio nel corpo lampada stesso.
La scelta va effettuata tenendo conto quanto segue:
Per tecnologie con alimentatore separato si avrà il vantaggio di dover dissipare meno calore prodotto
dall’alimentatore stesso ma contemporaneamente si dovrà ottemperare alla circostanza negativa di dover
cablare più linee di alimentazione ( una linea per ogni lampada ).
Nel secondo impianto si otterrà la facilitazione di sfruttare la linea di alimentazione esistente realizzando
così notevoli economie di installazione a fronte però di una maggiore presenza di calore( prodotto dal vicino alimentatore ) che l’apparecchio dovrà dissipare.
Ambedue i sistemi di l’illuminazione. Utilizzeranno dispositivi elettronici di regolazione della
tensione di alimentazione ( dimmer) che collegati ad un apparato che interfacci con il Server di
acquisizione dei dati di informazione di arrivo e partenza sulla circolazione dei treni , rimanderà
ai dispositivi di illuminazione gli input prestabiliti di la variazione della luminosità.
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ULTERIORI CONSIDERAZIONI DA OSSERVARE :
In tutte le tipologie di intervento vanno garantiti i seguenti requisiti :
• IL livello medio stabilito permette : maggiori prestazioni visive ; .facilita l’attenzione
previene infortuni. (: Temperatura di colore sarà bianco caldo 3500 K ).
• Uniformità di illuminamento 0,50
• L’indice di valutazione del disturbo dell’abbagliamento deve essere maggiore o uguale a 55.
• Dovranno essere previste ottiche che eliminino l’abbagliamento molesto soprattutto quando queste si trovano in una zona compresa entro i 30° rispetto all’asse della visione delle
persone.
• Con grandi affluenze, l’ombra dei passeggeri proiettata sul ciglio della banchina e
sulla striscia gialla tattile di sicurezza, determina difficoltà nell’accedere alle carrozze del treno.
E’ buona norma garantire che anche sui bordi del marciapiede ( un metro dal ciglio), l’illuminamento sia di 80 lux all’altezza di 80 cm da terra ( in corrispondenza
dei gradini di accesso ai treni).
Il rapporto tra l’illuminamento dei bordi delle banchine misurato in assenza dei veicoli e quello degli accessi dei veicoli dovrà essere maggiore o uguale ad 1/3.
In tale zona si devono garantire le prestazioni visive per una maggiore distinzione
degli oggetti e dei segnali.
L’illuminazione sarà di colore bianco freddo 5500 K
Uniformità di illuminamento Ud maggiore o uguale 1/3
ILLUMINAZIONE BANCHINE SCOPERTE
In gran parte delle stazioni della rete è realizzata con apparecchi composti da due lampade tubolari fluorescenti da 36 W cablati e rifasati, con grado di protezione ≥ IP 66, equipaggiati con riflettore speculare in
alluminio e schermo in vetro. Sono montati su paline M 41 posizionate con un’interdistanza non superiore a 20 mt compatibile con al palificazione TE.
Il progetto deve prevedere :
L’illuminamento medio sul piano di calpestio non dovrà essere inferiore ai 20 lux. e non superiore
a 50 lux, con un valore minimo comunque non inferiore a 10 lux.
Le tipologie degli apparecchi utilizzabili devono sottostare alle prescrizioni definite dalla normativa “UNI
10819” Impianti di illuminazione esterna (laddove non sono presenti normative regionali o regolamenti
comunali).
Tale norma fissa per ognuno di essi il massimo valore di Rn ( rapporto medio di emissione) ammissibile.
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SCALE
Rappresentano il percorso più frequentato nelle stazioni. L’illuminamento medio orizzontale , a non più di
0,10 m da terra, deve essere non inferiore a 150 lux, 5500 K, indice di resa di colore RA 80.
Si deve differenziare più possibilmente l’illuminazione tra pedata e alzata , in modo da percepire, attraverso un consistente contrasto di luminanza , le differenze spaziali dei gradini per un sicuro approccio dei
pedoni.
Occorre innanzitutto prevenire incidenti nello scendere. E’ assolutamente sbagliato illuminare i gradini dal
davanti perché c’è il rischio per chi scende , di esser abbagliati o, a causa di ombre parallele alla larghezza
della scala, di non percepire bene la dimensione della pedata.
Illuminando un po’ prima del gradino si creeranno sulle scale ombre delle alzate permettendo a chi scende
l’esatta valutazione direzionale.L’lluminazione è preferibile dalla parte alta delle scale ed in corrispondenza del pianerottolo, senza abbagliare chi sta salendo., in modo da creare una breve ma apprezzabile ombra sull’alzata del gradino, mantenendo senza ombra almeno l’80% della superficie della pedata.
A tale illuminazione se il progetto illuminotecnica lo richiede, possono essere aggiunte luci incassate lateralmente ad un altezza di circa 50 cm dalla pedata .
Prescrizioni particolari concernenti persone a mobilità ridotta:
I valori adottati in queste linee guida soddisfano ampiamente quanto richiesto dalla Specifica Tecnica di
Interoperabilità concernente “le persone a mobilità ridotta” nel sistema ferroviario transeuropeo convenzionale e ad alta velocità ( Direttive 2001/16/CE del 19/3/2001 e 96/48/CE del 23/7/1996 del Parlamento Europeo) , occorre prestare massima attenzione al tema in relazione anche agli aspetti illuminotecnici da ottemperare in sede progettuale.
In particolare :
-“ L’illuminamento delle scale e delle rampe deve essere almeno di 100 lux, misurati a terra….”
- “il livello di illuminazione dei marciapiedi e delle altre aree esterne della stazione riservate ai
passeggeri deve essere di almeno 20 lux misurati al pavimento con un valore minimo di 10 lux.
-“ se necessario utilizzare luce artificiale per la lettura di informazioni dettagliate questi punti
devono essere messi in evidenza aumentando di almeno 15 lux di illuminamento rispetto alle aree
adiacenti. Tale incremento di illuminamento deve avere anche una Temperatura di colore diverso
rispetto alle aree adiacenti”.
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Nei sottopassaggi pedonali, l’intensità d’illuminazione deve essere paragonabile a quella di spazi interni e
ciò sia per non dare la sensazione di entrare in galleria , che per alzare i livelli di sicurezza personale dei
fruitori.
Un illuminamento di almeno 120 lux a 10 cm da terra ,si ritiene adeguato ; è bene usare temperature di
colore di luce fredda intorno ai 4000 K. Sarebbe auspicabile la possibilità di variazione automatica del livello interno in funzione di quello esterno.
L’illuminazione verticale deve essere più elevata che in altri ambienti, mentre la resa cromatica deve essere
sufficiente ( Ra > 80 ) per la corretta distinzione dei colori.
Per altezze che in media si aggirano intorno ai 2,50 mt. si consiglia l’utilizzo di sistemi integrati con diffusione sonora di tipo lineare e bilaterale con inserimento, ove necessario, di luci di accento per
l’illuminazione in verticale di pannelli pubblicitari presenti sulle pareti.
Per altezze superiori ai 3 mt. si possono utilizzare sistemi di illuminazione posizionati centralmente.
Sottopassaggio
Stazione di Salerno
PARTE IV
ALLEGATI :
ALLEGATO N°1
Per una più ampia e completa visione di tutte le prescrizioni di legge a cui relazionarsi per la progettazione di impianti di illuminazione di interni e/o esterni, si riportano di seguito evidenziate in neretto gran
parte delle norme in campo fotometrico e illuminotecnico che interessano più direttamente
l’illuminazione dei Fabbricati Viaggiatori la cui progettazione deve soddisfare tutte le esigenze visive necessarie.
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Premessa
I documenti di riferimento nel campo della fotometria e dell'illuminotecnica sono emessi da tre organismi:
la Commission Internationale de l'Eclairage (CIE) a livello internazionale
il CEN in Europa
l'UNI in Italia
Questi enti lavorano in modo coordinato secondo uno schema che può essere così
esemplificato:
la CIE pubblica documenti che costituiscono la base scientifica per la normativa
Norme CEN
norme pubblicate:
EN 1837 64
Sicurezza delle macchine - Illuminazione integrale delle macchine.
EN 1838 64
Luce e illuminazione - Illuminazione di emergenza.
EN 12193 64
Luce e illuminazione - Illuminazione per gli impianti sportivi.
EN 12665:2002
Luce e illuminazione - Termini generali e criteri per specificare i requisiti
illuminotecnici.
EN 12464-1:2002
Luce e illuminazione - Illuminazione nei luoghi di lavoro all'interno.
EN13032
Luce ed illuminazione - Misurazione e presentazione dei dati fotometrici di lampade
ed apparecchi di illuminazione.
EN13201
Illuminazione stradale
EN13032
Luce e illuminazione - Misurazione e presentazione dei dati fotometrici di lampade
ed apparecchi di illuminazione
Parte 1: Measurement and file format
Parte 2: Presentation of data for indoor and outdoor work places
EN 62471 2008 /2 2009 Sicurezza fotobiologica delle lampade a dei sistemi di illuminazione
Norme UNI
norme pubblicate:
UNI 10380:1994 + A1:1999
Illuminotecnica. Illuminazione di interni con luce artificiale.
• UNI 10439:1995
Illuminotecnica. Requisiti illuminotecnici delle strade con traffico motorizzato.
• UNI 10439:2001
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Illuminotecnica - Requisiti illuminotecnici delle strade con traffico motorizzato
• UNI 10530:1997
Principi di ergonomia della visione. Sistemi di lavoro e illuminazione.
• UNI 10671:1998
Apparecchi di illuminazione - Misurazione dei dati fotometrici e presentazione dei risultati - Criteri generali.
• UNI 10819:1999
Luce e illuminazione - Impianti di illuminazione esterna - Requisiti per la limitazione della dispersione verso l'alto del flusso luminoso
• UNI 10828:1999
Riflettori catadiottrici - Terminologia e misurazioni fotometriche
• UNI 10840:2000
Luce e illuminazione - Locali scolastici - Criteri generali per l'illuminazione artificiale e naturale
• UNI 10840:2007
Luce e illuminazione - Locali scolastici - Criteri generali per l'illuminazione artificiale e naturale
• UNI 11095:2003
Luce e illuminazione - Illuminazione delle gallerie
UNI 11142:2004
Luce e illuminazione - Fotometri portatili - Caratteristiche prestazionali
• UNI 11165:2005
Luce e illuminazione - Illuminazione di interni - Valutazione dell'abbagliamento molesto con il
metodo UGR
• UNI 11222:2006
Luce e illuminazione - Impianti di illuminazione di sicurezza negli edifici - Procedure per la verifica periodica, la manutenzione, la revisione e il collaudo
• UNI 8097:2004
Metropolitane - Illuminazione delle metropolitane in sotterranea ed in superficie
• UNI EN 12193:2001
Luce e illuminazione - Illuminazione di installazioni sportive.
• UNI EN 12464-1:2004
Luce e illuminazione - Illuminazione dei posti di lavoro - Parte 1: Posti di lavoro in interni
• UNI EN 12464-2 :2008
Luce e illuminazione - Illuminazione dei posti di lavoro all’esterno- Parte 2
• UNI EN 12665:2004
Luce e illuminazione - Termini fondamentali e criteri per i requisiti illuminotecnici
• UNI EN 13032-1:2005
Luce e illuminazione - Misurazione e presentazione dei dati fotometrici di lampade e
apparecchi di illuminazione - Parte 1: Misurazione e formato di file
• UNI EN 13032-2:2005
Luce e illuminazione - Misurazione e presentazione dei dati fotometrici di lampade e
apparecchi di illuminazione - Parte 2: Presentazione dei dati per posti di lavoro in interno e in esterno
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• UNI EN 13201-2:2004
Illuminazione stradale - Parte 2: Requisiti prestazionali
•UNI EN 13201-3:2004
Illuminazione stradale - Parte 3: Calcolo delle prestazioni
• UNI EN 13201-4:2004
Illuminazione stradale - Parte 4: Metodi di misurazione delle prestazioni fotometriche
• UNI EN 14255-1:2005
Misurazione e valutazione dell'esposizione personale a radiazioni ottiche incoerenti – Parte 1: Radiazioni
ultraviolette emesse da sorgenti artificiali nel posto di lavoro
• UNI EN 14255-2:2006
Misurazione e valutazione dell'esposizione personale a radiazioni ottiche incoerenti – Parte 2: Radiazioni
visibili ed infrarosse emesse da sorgenti artificiali nei posti di lavoro
• UNI EN 14255-4:2007
Misurazione e valutazione dell'esposizione personale a radiazioni ottiche incoerenti – Parte 4: Terminologia e grandezze utilizzate per le misurazioni delle esposizioni a radiazioni UV, visibili e IR
• UNI EN 1837:2001
Sicurezza del macchinario - Illuminazione integrata alle macchine
• UNI EN 1838:2000
Applicazione dell'illuminotecnica - Illuminazione di emergenza
• CNR UNI 10017:1991
Illuminotecnica. Illuminanti A e D65 per la colorimetria.
• CNR UNI 10019:1991
Illuminotecnica. Osservatori CIE per la colorimetria.
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ALLEGATO N° 3
Fonti bibliografiche
Tecnica dell’illuminazione
Paolini G.
L’architettura della luce
F. Bianchi
Manuale dell’illuminazione
AIDI
Il nuovo manuale dell’architetto
Guida all’illuminazione degli interni
Bonomo M.
Illuminazione nei fabbricati viaggiatori Linee guida RFI
A. Vilasi
Progettazione di piccole stazioni e fermate linee guida RFI M. Gerlini
Capitolato tecnico TE 651 ed. 1990 FS
Associazione Nazionale Produttori illuminazione. Guida Led
Progetto per - Stazione di Salerno- Ct elettronica
Progetto nuova illuminazione LED- Stazione di Campo di Marte- Firenz
Progetto illuminotecnica stazione di Camogli : “Valutazione comparativa “.
Riviste specialistiche:
Urban Design “ Sistemi Led”
AR 24 ore “ Impianti di illuminazione Led”
Ambiente e sicurezza Tecnologie e soluzioni
Convegno internazionale “ illuminazione “Led oggi :chimera o realtà?”
Convegno unione industriali “ Let’s Led” 25 /5/09 Marghera
Aziende:
Schrèder
Guzzini
Osram
Enel sole
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