BACS: i benefici del controllo dell'illuminazione negli uffici

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Nell’ultimo decennio è avvenuto un notevole sviluppo delle tecnologie legate all’illuminazione, sia per quanto riguarda le sorgenti luminose e sia i sistemi di controllo. I potenziali risparmi di energia che sono ottenibili utilizzando i sistemi di controllo negli edifici commerciali e residenziali hanno fatto sì che vi fosse un crescente interesse in queste tecnologie. I sistemi di controllo offrono un’importante opportunità per gestire gli impianti di illuminazione e ridurre il consumo energetico, grazie a strategie basate sull’integrazione dell’illuminazione naturale e artificiale o sull’occupazione effettiva degli ambienti. Queste tecnologie, se correttamente programmate e calibrate, permettono infatti di soddisfare i requisiti di illuminazione richiesti dall’ambiente e dall’utenza, riducendo gli sprechi di energia; per questa ragione questi sistemi sono richiamati nelle normative europee come possibili strumenti per ridurre il consumo energetico dei fabbricati.

In particolare, le Direttive europee hanno riconosciuto un possibile risparmio energetico negli edifici e conseguentemente hanno incentivato l’adozione di effettive strategie e tecnologie per ridurne i consumi. Le Direttive, che prescrivono la certificazione delle prestazioni energetiche degli edifici, definiscono valori prestazionali minimi al fine di aiutare i progettisti nella progettazione di edifici a maggiore efficienza energetica. Un importante contributo può esser rappresentato dall’adozione di specifiche soluzioni mirate a ridurre i consumi elettrici dovuti all’illuminazione artificiale, soprattutto negli edifici commerciali. Infatti, il ruolo assunto dall’energia elettrica per l’illuminazione degli edifici nel consumo energetico totale è ben noto, e le sorgenti luminose sono responsabili di una significativa parte del fabbisogno energetico di un edificio in Europa.

I sistemi di controllo e la tecnica di integrazione dell’illuminazione naturale con quella elettrica sono stati utilizzati negli edifici residenziali e negli uffici sino dagli anni Ottanta. Tuttavia, la mancanza di conoscenza tecnica, gli alti costi legati alla difficoltà di calcolo dei benefici energetici e i problemi di gestione tecnica di questi sistemi hanno portato a un ridotto utilizzo di queste tecnologie. 

La stima dell’efficienza energetica di impianti di illuminazione dotati di sistemi di controllo 

La stima dell’efficienza energetica di impianti di illuminazione dotati di sistemi di controllo è un importante obiettivo e un’accurata valutazione può aiutare e guidare i progettisti nel definire la scelta progettuale più appropriata. Generalmente, le informazioni a disposizione dei progettisti sui risparmi energetici dovuti ai sistemi di controllo sono fornite dalle schede tecniche dei produttori. I cataloghi e la letteratura tecnica pubblicano frequentemente informazioni riguardanti i risparmi energetici raggiungibili, calcolati per ambienti tipo generici e in rapporto a valori iniziali di riferimento non sempre noti. È evidente come l’informazione che viene fornita risulta quindi generica e non sufficiente per valutare le reali prestazioni legate all’utilizzo di sistemi di controllo in realtà specifiche.

Una stima più accurata delle prestazioni energetiche, e quindi dell’efficienza dei sistemi di controllo dell’illuminazione, dipende da diversi fattori legati alle caratteristiche architettoniche dell’edificio e della tipologia di sistema.

I risultati della sperimentazione

Diverse attività sperimentali e teoriche di ricerca sono state condotte al Politecnico di Torino, al fine di ottenere più informazioni riguardanti le conseguenze dell’introduzione di un sistema di controllo dell’illuminazione in edifici esistenti o nuovi. Nello specifico, è stata svolta un’attività di ricerca in alcuni uffici, dove è stato installato un sistema di gestione sviluppato specificatamente per controllare gli impianti di illuminazione e di climatizzazione; in particolare, l’impianto elettrico per l’illuminazione è stato completamente riprogettato, rispettando i requisiti normativi italiani, mentre per il sistema di condizionamento dell’aria sono stati introdotti dei controlli automatici sui ventilconvettori. È stato così possibile effettuare una valutazione della riduzione del consumo energetico dei due servizi ottenuto attraverso il sistema di controllo.

Impostate le temperature di set point dell’aria e l’illuminamento interno, il sistema di controllo ha operato sia sull’illuminazione e sia sul sistema di condizionamento, affinché fossero garantiti i requisiti interni ambientali. Riguardo all’impianto di illuminazione, il sistema di controllo ha agito spegnendo/accendendo gli apparecchi di illuminazione in base alla presenza degli occupanti e ha regolato l’intensità della luce artificiale in funzione delle condizioni di illuminazione ambientale (tramite fotosensori closed-loop).

I risultati ottenuti hanno mostrato una significativa variazione dei consumi di energia elettrica per l’illuminazione nel corso dell’anno, dovuta alla variazione della disponibilità di luce naturale e alla conseguente regolazione dell’illuminazione artificiale effettuata dal sistema di controllo. Gli esiti hanno inoltre evidenziato un elevato consumo parassita (dovuto ai sistemi di alimentazione delle lampade e ai componenti del sistema di controllo), pari ad almeno un quarto del consumo nominale dell’impianto di illuminazione.

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