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IILLUMINOTECNICA RISK ASSESSMENT studente: Luca Floris relatore: Andrea Frattolillo

Università degli Studi di Cagliari Facoltà di ingegneria e architettura Corso di Laurea in Scienze dell' Architettura

Risk assessment illuminotecnico nei luoghi di lavoro

Laureando: Luca Floris

Relatore: Prof. Andrea Frattolillo

Anno accademico 2016/2017

ABSTRACT La questione che tratteremo si incentra sullo studio della metodologia di approccio procedurale alla valutazione del rischio illuminotecnico negli spazi di lavoro, presentata durante l’IF CRASC ’121, e sulla sua applicazione concreta. Tale metodologia di approccio procedurale è stata utilizzata per valutare il grado di benessere, ovvero di comfort visivo, dell’Aula B del complesso situato in via Corte d’appello a Cagliari, dove hanno sede la gran parte delle attività didattiche delle lauree in Architettura dell’Università di Cagliari. Luca Floris

1

F. LECCESE, G. SALVADORI, M. CASINI, M. BERTOZZI, Illuminazione nei luoghi di lavoro:

benessere, salute e sicurezza dei lavoratori, II Convegno di Ingegneria Forense- V Convegno su Crolli, Affidabilità strutturale, consolidameto, Pisa, 15-17 novembre 2012.

SOMMARIO 1

Introduzione

5 5 6 7 7 9

Le grandezze fotometriche Il flusso luminoso L'intensità luminosa L'illuminamento La luminanza La radianza

1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

11 11 12 13 14 16 17 20

Gli interventi normativi Introduzione Circolare 22 maggio 1967 n. 3151 Circolare 22 novembre 1974 n. 13011 D.M. 18 dicembre 1975 D.lgs 19 settembre 1994 n. 626. D.M. 2 ottobre 2000 D.lgs 9/04/2008 n. 81

2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7

23 23 24 24 25 26 28 30 30 31 32 33 34 34 35 37

Normativa tecnica e il progetto illuminotecnico Introduzione UNI EN 12464-1 Criteri di progettazione illuminotecnica Distribuzione delle luminanze Illuminamento Abbagliamento Illuminazione direzionale Resa dei colori e colore apparente della luce Luce diurna Sfarfallamento ed effetti stroboscopici Illuminazione di postazioni di lavoro con videoterminali UNI 11165 Metodologie di calcolo Formula per il calcolo di abbagliamento UGR Metodi derivati

41 41 43

Risk assessment illuminotecnico Introduzione Riferimenti procedurali

4 4.1 4.2

47 47 55 59 63

Caso studio Descrizione dei caso studio Misure illuminotecniche Discussione dei risultati Proposte di progetto

5 5.1 5.2 5.3 5.4

75 76

Bibliografia Normativa di riferimento

3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15

INTRODUZIONE Approfondiremo in seguito come il nostro caso studio non rientri a tutti gli effetti in una fattispecie precisa individuata dalla legislazione, in quanto non può essere formalmente considerato uno spazio di lavoro ai sensi D.lgs 9 aprile 2008 n. 81, ma tuttalpiù uno spazio ad uso universitario ai sensi del D.M. 18 dicembre 1975, contenente le norme tecniche relative all’edilizia scolastica. Dunque, possiamo assumere che, per la natura delle attività che vi si svolgono, lo spazio preso in considerazione assume le caratteristiche di aula didattica. Per evitare dei dubbi in ordine all’ambito di applicabilità delle norme citate al caso studio, è bene sottolineare come le indicazioni sulle caratteristiche delle postazioni di lavoro e degli spazi ad uso universitario mettano in evidenza le stesse tematiche, e che siano pertanto fra loro sostituibili. La corretta organizzazione dei luoghi di lavoro rappresenta un aspetto essenziale per il comfort del lavoratore, che solo di recente il legislatore ha trattato olisticamente1, fornendo le indicazioni sulla valutazione dell’illuminazione dell’ambiente di lavoro e della specifica postazione di lavoro nel Testo Unico sulla salute e sicurezza nei luoghi di lavoro (il sopraccitato D.lgs 9 aprile 2008 n. 81). La validità del progetto dell’ambiente di lavoro e della singola postazione è necessaria affinché ai lavoratori, o nel nostro caso studio, agli studenti, sia consentito lo svolgimento in modo efficiente, accurato e sicuro dei propri compiti visivi, con livelli di visibilità e comfort adeguati. In particolare, la valutazione dell’illuminazione dei luoghi di lavoro può essere relazionata al 1

Il D.lgs 9 aprile 2008 n.81 fornisce oltre alle norme generali sulle postazioni di lavori, linee

guida per le postazioni con videoterminale.

Introduzione

1

manifestarsi di problemi di salute, soprattutto disturbi visivi (ad es., astenopia occupazionale) e di carattere posturale (ad es., disturbi muscolo scheletrici); tuttavia, nella letteratura specialistica la casistica clinica è ancora scarsa e frammentata (talvolta corroborata da dati non ancora confermati sotto il profilo epidemiologico e causale)2. Si è osservato che, tra i vari fattori fisici potenzialmente capaci di costituire un “rischio” per la salute dei lavoratori, quello legato alla luce è stato in passato (almeno nella Medicina del Lavoro) uno tra i meno studiati, considerato come fattore di disagio più che una causa di danno3. Solo di recente la luce ha assunto un’importanza maggiore: di conseguenza, la necessità di una sua valutazione più meticolosa nei luoghi di lavoro è divenuta sempre più frequente. Al fine di operare una valutazione sul rischio illuminotecnico, verranno presentati i risultati delle misurazioni in situ dei parametri illuminotecnici che le norme tecniche indicano come influenti rispetto al problema4, per poi confrontarli con i valori limite indicati dalla suddetta normativa.

F. LECCESE, G.SALVADORI, M.CASINI, M. BERTOZZI, Risk assessment illuminotecnico nei luoghi di lavoro, in Prestazione illuminotecnica nei luoghi di lavoro, Ottobre 2012, p. 63. 2

3

Ibit.

4

Si fa riferimento a: illuminamento, luminanza, uniformità, contrasti, grandezze contenute

nella norma UNI EN 12464-1.

2

Introduzione

1. GRANDEZZE FOTOMETRICHE 1.1 IL FLUSSO LUMINOSO «Le grandezze fotometriche hanno lo scopo di stabilire una valutazione oggettiva della generica sensazione di luminosità in modo da fornire dei parametri per una corretta definizione del problema visuale»1. Le grandezze fotometriche principali possono essere suddivise a seconda che siano grandezze rappresentative delle sorgenti illuminanti o degli oggetti illuminati, che possono essere a loro volta considerati quali sorgenti secondarie. Il flusso luminoso e l'intensità luminosa appartengono alla prima categoria, mentre l'illuminamento alla seconda. Infine la luminanza e la radianza sono caratteristiche sia della prima, che della seconda. «Il flusso luminoso è la grandezza fotometrica che misura l'intensità della sensazione luminosa legandola alla potenza dello stimolo»2. L'espressione del flusso luminoso per radiazioni monocromatiche si può scrivere: Φv = K(λ)P(λ) ricordando che il campo del visibile si estende in un intervallo di: 380nm ≤ λ ≤780nm il flusso luminoso policromatico esteso nel campo del visibile ha espressione : Φv = Kma x

1

780 nm

∫380 nm

d P(λ) V(λ)d λ dλ

G. MONCADA LO GIUDICE, A. DE LIETO VOLLARO, Illuminotecnica, Milano, Casa Edi-

trice Ambrosiana, 2007, p. 9. 2

Ibid.

Le grandezze fotometriche

5

dove dP(λ)/ dλ è la potenza energetica emessa per lunghezza d'onda, Kmax il massimo di sensazione di visibilità, V(λ) il coefficiente spettrale di visibilità. L'unità di misura del flusso è il lumen (lm).

1.2 L'INTENSITÀ LUMINOSA «L'intensità luminosa esprime il flusso luminoso emesso da una sorgente infinitesima, supposta puntiforme, nell'angolo solido elementare attorno a una data direzione r»3. L'espressione dell'intensità luminosa è:

I=

dΦ dω

L'unità di misura è la candela (cd), la quale è definita come «l'intensità luminosa emessa in una data direzione da una sorgente che emette una radiazione monocromatica di frequenza 540×1012 Hz (λ = 555nm) e con intensità energetica in quella direzione di 1/683 W/sr»4 L'espressione della candela è: 1cd = Kma x

1 W 683 sr

Conoscere il valore dell'intensità luminosa nelle varie direzioni consente di costruire il solido fotometrico. Spesso ai fini progettuali è noto il solido fotometrico, da cui si possono appunto ricavare i valori di intensità luminosa nelle diverse direzioni. I solidi fotometrici spesso presentano simmetrie intorno a uno o

3

G. MONCADA LO GIUDICE, A. DE LIETO VOLLARO, op. cit., p. 10.

4

Ibid.

6

Le grandezze fotometriche

più assi, in caso il solido è descrivibile con uno o più diagrammi polari piani, ottenuti intersecando la superficie fotometrica con uno o più piani passanti per l'asse di simmetria. Le curve che delimitano i suddetti diagrammi, sono dette fotometriche.

1.3 L'ILLUMINAMENTO «L'illuminamento in un dato punto di una superficie, è definito come il rapporto tra il flusso luminoso incidente sulla superficie elementare nell'intorno del punto considerato e la superficie in esame»5 E=

dΦ dA

Essendo dA=r2dω/cosα (fig. 1a), sul piano orizzontale; dA=rdω/cosα sul piano verticale: E0 = Iα

cos3α ; h2

Ev = Iα

cos2 αsenα h2

L'unità di misura è il lux (lx), che è l'illuminamento di una superficie di un m2 uniformemente illuminata da un flusso luminoso di 1lm.

1.4 LA LUMINANZA «La luminanza in un punto di una superficie, in una certa direzione, è il rapporto tra l'intensità luminosa emessa in quella direzione e la superficie emittente proiettata su un piano perpendicolare alla direzione stessa (fig. 2)»6. 5

G. MONCADA LO GIUDICE, A. DE LIETO VOLLARO, op. cit., p. 11.

6

Ivi.

Le grandezze fotometriche

7

α

r

h

α

Fig. 1a

dA0

α

r

h

α

Fig. 1b

dAv

L'espressione della luminanza è: L=

dI dE = d Acosα dωcosα

L'unità di misura della luminanza è il nit (cd/m2)7. In illuminotecnica è di notevole interesse applicativo il fattore di contrasto C, che è dato dalla differenza relativa fra il valore della luminanza riferito a un oggetto L2 e la luminanza media del campo visivo esterno L1 . Approfondiremo in seguito come il giusto equilibrio delle luminanze assuma un ruolo importante nel benessere visivo di un ambiente di lavoro.

7

Il letteratura si trova ancora lo stilb (cd/m2), eguale a 104 nit.

8

Le grandezze fotometriche

d𝛺

An

dAn=dAcos𝛼 𝛼 dA

Fig. 2

A

1.5 LA RADIANZA «La radianza M di una superficie è il rapporto tra il flusso luminoso emesso da un elemento di una superficie attorno a quel punto e l'area dell'elemento stesso»8. L'espressione della radianza è: M=

dΦ dA

L'unità di misura della radianza è il lux s.b. (lux su bianco).

8

G. MONCADA LO GIUDICE, A. DE LIETO VOLLARO, op. cit., p. 13

Le grandezze fotometriche

9

2. GLI INTERVENTI NORMATIVI 2.1 INTRODUZIONE L'illuminazione dei luoghi di lavoro è un aspetto riguardante la sicurezza dei lavoratori, che il legislatore nazionale ha trattato a più riprese; ne consegue che diversi testi legislativi si esprimano a questo proposito:

•

•

•

• •

•

Circolare Ministero dei Lavori Pubblici 22 maggio 1967 n. 3151. Criteri di valutazione delle grandezze atte a rappresentare le proprietà termiche, igrotermiche, di ventilazione e di illuminazione delle costruzioni edilizie; Circolare Ministero dei Lavori Pubblici 22 novembre 1974 n. 13011. Requisiti fisico-tecnici per le costruzioni edilizie ospedaliere. Proprietà termiche, igrometriche, di ventilazione e di illuminazione; Decreto Ministro dei Lavori Pubblici di concerto con il Ministro della Pubblica Istruzione 18 dicembre 1975. Norme tecniche aggiornate relative all'edilizia scolastica, ivi compresi gli indici di funzionalità didattica, edilizia ed urbanistica, da osservarsi nella esecuzione di opere di edilizia scolastica. Decreto Legislativo 19 settembre 1994 n. 626. Misure per la tutela della salute e per la sicurezza dei lavoratori durante il lavoro, in tutti i settori di attività privati o pubblici. Decreto Ministero del Lavoro e Previdenza Sociale di concerto con il Ministro delle Sanità 2 ottobre 2000. Visto l'art. 56, comma 3, del D.lgs 19/09/1994, n. 626, che prevede l'emanazione di una linea guida d'uso dei videoterminali; è adottata l'allegata linea guida d'uso dei videoterminali; Decreto Legislativo 9 aprile 2008 n. 81. Testo unico sulla salute e sicurezza sul lavoro;

Gli interventi normativi

11

2.2 CIRCOLARE MINISTERO DEI LAVORI PUBBLICI 22/05/1967 N. 3151 Il contenuto della circolare consiste in criteri di valutazione delle grandezze atte a rappresentare le proprietà termiche, igrotermiche, di ventilazione e di illuminazione delle costruzioni edilizie. La norma ha natura tecnica in quanto definisce «quantitativamente i principali parametri atti a caratterizzare il comportamento delle pareti perimetrali nei riguardi dei fatti o fenomeni capaci di influire sui requisiti termoigrometrici, di ventilazione e di illuminazione naturale che gli ambienti delimitati dalle pareti anzidette debbono possedere per poter soddisfare alle esigenze di abitabilità»1. Il testo si limita a prendere in considerazione i parametri connessi all'illuminazione naturale degli ambienti, come si legge all' cap. I, par. 1, punto 1.1.02, lett. f «perché siano assicurate condizioni di illuminazione diurna accettabili»2. A questo proposito definisce due grandezze: il coefficiente d'illuminazione diurna (o fattore di luce diurna) e il coefficiente medio di illuminazione diurna, definiti come rapporto tra l'illuminamento, rispettivamente puntuale e medio e l'illuminamento che si avrebbe nelle identiche condizioni di tempo e di luogo, su una superficie orizzontale esposta all'aperto in modo da ricevere luce dall'intera volta celeste, senza irraggiamento diretto del sole» 3. Appare evidente che entrambe le grandezze siano adimensionalizzate . Le disposizioni raccolte nella norma risultano, sotto molteplici aspetti, ormai obsolete e di fatto inutilizzabili allo scopo di tutelare il benessere visivo. Anzitutto non si fa menzione al "rischio 1

Circolare Ministero dei Lavori Pubblici 22/05/1967 n. 3151, cap. I, par. 1, punto 1.1.01.

2

Circ. 22/05/1967 n. 3151, cap. I, par. 1, punto 1.1.03.

3

Circ 22/05/1967 n. 3151, cap. II, par. 1, punto 1.1.01.

12

Gli interventi normativi

illuminotecnico" al quale il fruitore dello spazio è esposto se le indicazioni non vengono rispettate; il problema viene infatti trattato come se riguardasse l'abitabilità dello spazio più che la salute dei lavoratori. Altra criticità riguarda il modo di trattare unitariamente gli aspetti relativi alla illuminazione, a quelli inerenti le condizioni termoigrometriche e di ventilazione, non fornendo sufficiente indipendenza al problema illuminotecnico4. Infine la trattazione del problema che il testo propone risulta completamente insufficiente, in quanto si fa riferimento solo all'illuminazione naturale e al solo illuminamento, trascurando grandezze altrettanto cruciali come: luminanza, uniformità, contrasti, e a fenomeni dannosi per la salute umana come l'abbagliamento.

2.3 CIRCOLARE MINISTERO DEI LAVORI PUBBLICI 22/11/1974 N. 13011 La circolare contiene requisiti fisico-tecnici per le costruzioni edilizie ospedaliere. Proprietà termiche, igrometriche, di ventilazione e di illuminazione. Sebbene la norma fornisca indicazioni per gli edifici ospedalieri, abbiamo ritenuto opportuno commentarne i contenuti, in quanto introduce delle significative novità, di grande interesse per gli argomenti che stiamo trattando. Come si legge al cap. 1, rinvia alla circolare n. 3151 del 22/5/1967, lo scopo di fornire le norme generali per i requisiti fisico-tecnici degli edifici. In questo caso, si parla più in generale di "illuminazione interna degli ambienti", indicazioni anche sull'illuminazione artificiale5. 4

F. LECCESE, G. SALVADORI, M. CASINI, M. BERTOZZI, op. cit., cap. 2, par. 2.1.

5

Circolare Ministero dei Lavori Pubblici 22/11/1974 n. 13011, cap. 1, par. 1.2.

Gli interventi normativi

13

Al cap. 1, par. 1.2, punto 1.3.01 si legge appunto : «In particolare l'illuminazione naturale e artificiale degli ambienti di degenza e diagnostica (laboratori e terapie, visita medica) dovrà essere realizzata in modo da assicurare un adeguato livello di illuminazione con accettabili disuniformità di luminanza, la protezione dai fenomeni di "abbagliamento" e, con specifico riferimento all'illuminazione artificiale, la prevalenza della componente diretta su quella diffusa»6. Il testo da questo punto di vista presenta nuovi aspetti riguardanti l'illuminazione: l'importanza del controllo della componente artificiale, l'equilibrio delle luminanze, la protezione di fenomeni di "abbagliamento"; fornendo anche dei valori di riferimento di ciascuna grandezza per ogni spazio. Per quanto detto, risulta evidente che la n.13011, si differenzi dalla precedente circolare, per una trattazione finalizzata non solo alla quantità di illuminazione, ma anche alla sua qualità.

2.4 DECRETO MINISTRO DEI LAVORI PUBBLICI DI CONCERTO CON IL MINISTRO DELLA PUBBLICA ISTRUZIONE 18/12/1975 Il decreto dispone norme tecniche aggiornate relative all'edilizia scolastica, ivi compresi gli indici di funzionalità didattica, edilizia ed urbanistica, da osservarsi nella esecuzione di opere di edilizia scolastica. La norma in questione fornisce le indicazioni tecniche da adottare negli edifici scolastici ed universitari, pertanto è di grande interesse anche per l'argomento che stiamo trattando. Viene introdotto per la prima volta il tema illuminotecnico nel cap. 3, par. 3.0, punto 3.0.8, riguardante le norme relative all' opera, in cui si legge : «i valori di illuminamento dipendono anche 6

Ibid.

14

Gli interventi normativi

dalla posizione dell'edificio scolastico rispetto ad altri circostanti o prospicenti che potrebbero limitare il flusso luminoso proveniente dalla volta celeste (...)». È evidente che questa indicazione sia qualitativa e riguardi la progettazione architettonica lato sensu, comprendendo il tema illuminotecnico soltanto collateralmente. Le norme tecniche più propriamente riguardanti l'illuminazione sono contenute nell' cap. 5, in cui si evidenzia che le condizioni di abitabilità siano anche dipendenti dalle condizioni dell'illuminazione e del colore (qualitativamente e quantitativamente)7. Gli aspetti più notevoli del decreto si leggono all' cap. 5 par. 5.2, in cui si introduce il concetto di "conforto visivo" riferendosi al fine di una corretta illuminazione natura e artificiale degli spazi e dei locali della scuola8. Allo scopo di assicurare suddetto "conforto", gli spazi devono avere i seguenti requisiti:

• • • •

livello d'illuminazione adeguato; equilibrio delle luminanze; protezione dai fenomeni di abbagliamento; prevalenza della componente diretta su quella diffusa

Da questo punto di vista la norma risulta essere molto simile alla Circolare n. 13011, in quanto individua come influenti rispetto al problema illuminotecnico, le stesse grandezza, fornendo peraltro, valori limite confrontabili, questo nonostante i due testi riguardino edifici con destinazioni d'uso molto diverse. Viene infatti data importanza, non solo alla quantità dell'illuminazione (illuminamento), alla quantità di illuminazione naturale, ma anche all'equilibrio delle luminanze. 7

Decreto Ministro dei Lavori Pubblici di concerto con il Ministro della Pubblica Istruzione

18/12/1975, cap. 5. 8

D.M. 18/12/1975, cap. 5, par. 5.2, punto 5.2.1.

Gli interventi normativi

15

2.5 DECRETO LEGISLATIVO 19/09/1994 N. 626. La norma contiene misure per la tutela della salute e per la sicurezza dei lavoratori durante il lavoro, in tutti i settori di attività privati o pubblici. Il decreto fornisce indicazioni di carattere generale finalizzate alla tutela della salute dei lavoratori. Oltre ad essere il primo testo normativo che tratta integralmente le misure a tutela della salute dei lavoratori, introduce anche delle significative novità che riguardando le tematiche che stiamo trattando. In particolare ci riferiamo al Titolo VI sull' "Uso di attrezzature munite di videoterminale9" definito come «uno schermo alfanumerico o grafico a prescindere dal tipo di procedimento di visualizzazione»10. Il D. lgs 19/09/94 è il primo a normare l'utilizzo di postazioni di lavoro dotate di videoterminale, che con la diffusione del computer nell'ambito lavorativo, ha soltanto dato inizio ad una serie di norme che hanno come contenuto tali postazioni. La norma è strutturata in modo tale da contenere le indicazioni di carattere generale sui videoterminali, appunto nel Titolo VI, e le caratteristiche tecniche nell' allegato di riferimento. Come si legge all' art. 4, comma 1, è obbligo per il datore di lavoro di valutare il rischio che la singola postazione può generare, con particolare riguardo «ai rischi per la vista e per li occhi; ai problemi legati alla postura ed all'affaticamento fisico e mentale (...)11», per cui viene consolidato il problema nella forma di "valutazione di un rischio" per la salute del lavoratore, piuttosto che nelle "condizioni di abitabilità" del luogo di lavoro. Il contenuto del Titolo VI è stato strutturato in undici articoli che 9

Decreto Legislativo 19/09/1994 n. 626 , Art. 50

10 11

D. lgs 19/09/1994 n. 626 , Art. 51 comma 1 lett. a

D. lgs 19/09/1994 n. 626 , Art. 52 comma 1 lett. a, b

16

Gli interventi normativi

affrontano il problema da molteplici punti vista, rimandando, come si è accennato, per le caratteristiche tecniche all' allegato VII, mentre, come si legge all' art. 56, comma 3, viene "affidato" il compito di redigere ed emanare con opportuno decreto, una guida d'uso dei videoterminali, Il Ministero del Lavoro e della Previdenza Sociale, di concerto con il Ministero della Sanità. Il sopraccitato allegato non introduce particolari novità rispetto ai testi normativi che abbiamo già discusso; si parla infatti di quantità di illuminazione (illuminamento) , di appropriato contrasto tra lo schermo e l'ambiente ( equilibrio delle luminanze), infine di riflessi e abbagliamenti.

2.6 DECRETO MINISTERO DEL LAVORO E DELLA PREVIDENZA SOCIALE DI CONCERTO CON IL MINISTRO DELLE SANITÀ 2 OTTOBRE 2000 Il decreto ministeriale emana linee guida d'uso dei videoterminali ai sensi dell' art. 56, comma 3, del decreto legislativo 19 settembre 1994, n. 626. Per tali ragioni costituisce a tutti gli effetti un allegato del D. lgs n .626. Nel precedente paragrafo, abbiamo accennato al fatto, che il D.lgs 19/09/1994 delega ad un decreto ministeriale preciso, il compito di emanare delle linee guida d'uso dei videoterminali; qui si leggono anche le finalità per le quali sono state redatte: «per fornire le indicazioni fondamentali per lo svolgimento dell'attività' al videoterminale al fine di prevenire l'insorgenza dei disturbi muscolo-scheletrici, dell'affaticamento visivo e della fatica mentale che possono essere causati dall'uso del videoterminale»12 Appare evidente che, sebbene la norma abbia lo scopo di fornire indicazioni generali, il problema illuminotecnico rivesta un 12

D.M. 2/10/2000, cap.1.

Gli interventi normativi

17

ruolo fondamentale nel contribuire al benessere visivo in questa particolare tipologia di ambiente di lavoro. Nel cap. 2 vengono prescritte le indicazioni sulle caratteristiche del piano di lavoro della postazione con video terminale, in cui si fa menzione ancora una volta ad un problema di luminanza, legato alla riflettanza della superficie: una superficie troppo riflettente potrebbe rendere squilibrate le luminanze nel campo visivo del lavoratore. Il decreto evidenzia inoltre la necessità di prevedere in sede di predisposizione degli ambienti lavoro ove sono ubicate postazioni munite di videoterminale, opportune soluzioni: «per quanto riguarda l'illuminazione, al fine di evitare riflessi sullo schermo, abbagliamenti dell'operatore ed eccessivi contrasti di luminosita' la postazione di lavoro va correttamente orientata rispetto alle finestre presenti nell'ambiente di lavoro» e ancora «L'illuminazione artificiale dell'ambiente deve essere realizzata con lampade provviste di schermi ed esenti da sfarfallio13, poste in modo che siano al di fuori del campo visivo degli operatori; in caso di lampade a soffitto non schermate, la linea tra l'occhio e la lampada deve formare con l'orizzonte un angolo non inferiore a 60° (fig. 3). Va in ogni modo evitato l'abbagliamento dell'operatore e la presenza di riflessi sullo schermo qualunque sia la loro origine»14 Andranno adottate soluzioni per evitare l'insorgenza di problemi visivi, che, alla data di redazione della norma sono ormai riconosciuti come influenti nei confronti del benessere visivo: l'illuminazione deve essere possibilmente naturale mediante la 13

Tremolio che si osserva talvolta nella luce emessa dalle lampade elettriche (per es. in

quelle fluorescenti), dovuto a oscillazioni della tensione di alimentazione con una frequenza di poco inferiore a quella minima necessaria affinché la visione sia continua per l’occhio umano. 14

D.M. 2 /10/2000, cap. 5, lett. a, b.

18

Gli interventi normativi

regolazione delle schermature, ma laddove risulterà necessario dovrà combinarsi con un opportuna illuminazione artificiale. La quantità di illuminazione su tutte le superfici comprese all'interno del campo visivo non dovrà essere eccessiva e per la stessa ragione le fonti luminose dovranno essere fuori campo, in quanto potrebbero essere fonti di abbagliamento. Infine tutte le superfici comprese all'interno del campo visivo dovranno essere caratterizzate da valori di luminanza omogenei fra loro, per non generare eccessivi contrasti di luminanza.

Fonte luminosa

60°

Fig. 3

Gli interventi normativi

19

2.7 DECRETO LEGISLATIVO 9/04/2008 N. 81 Il decreto legislativo si occupa del riassetto e della riforma delle norme vigenti in materia di salute e sicurezza delle lavoratrici e dei lavoratori nei luoghi di lavoro, mediante il riordino e il coordinamento delle medesime in un unico testo normativo. Come già più volte abbiamo sottolineato, il testo unico della sicurezza, avendo come finalità il riordino di tutte le norme in materia di sicurezza e salute dei lavoratori in unico testo, tratta interamente le caratteristiche illuminotecniche dei luoghi di lavoro generici, e di quelli dotati di postazioni con videoterminale15. Per quanto concerne il problema illuminotecnico, il testo unico risulta adeguato alle direttive europee in materia di benessere visivo del lavoratore16 , pertanto non introduce particolari novità a tal proposito, se non quella di unirlo a tutte le norme in materia di sicurezza dei lavoratori in un unico testo normativo. L'allegato VI della norma riguarda i requisiti dei posti di lavoro, per soddisfare le finalità di cui al Titolo I. Qui si legge: « (...) i luoghi di lavoro devono disporre di sufficiente luce naturale. In ogni caso, tutti i predetti locali e luoghi di lavoro devono essere dotati di dispositivi che consentano un’illuminazione artificiale adeguata per salvaguardare la sicurezza, la salute e il benessere di lavoratori e che gli impianti di illuminazione dei locali di lavoro e delle vie di circolazione devono essere installati in modo che il tipo d’illuminazione previsto non rappresenti un rischio di infortunio per i lavoratori.»17 Non deve sorprendere che da queste indicazioni generiche siano, assai di 15

cfr. supra, cap. 1, par. 2.5.

16

Già il Decreto Legislativo 19/09/1994 n. 626. conteneva indicazioni sull'uso dei video-

terminali in attuazione al 90/270/CEE. 17

Decreto Legislativo 9/04/08 n. 81, Allegato IV, cap.1, par. 1.10, punti 1.10.1, 1.10.2.

20

Gli interventi normativi

frequente, scaturiti risultati insufficienti e che la maggior parte dei luoghi lavoro risultino spesso dotati di una illuminazione del tutto inadeguata18. Nell' Allegato XXXIV sono contenute le indicazioni sulle postazioni dotate di videoterminali, allo scopo di perseguire le finalità di cui al Titolo VII. Il testo unico non fornisce indicazioni approfondite riguardo questo aspetto cruciale dell'illuminazione dei luoghi di lavoro, limitandosi a indicare in linea generale i principi di monitorare in suddette postazioni. In particolare di fa riferimento a : illuminamento, contrasto fra le luminanze schermo-ambiente, riflessi sullo schermo, abbagliamento, modulazione della luce diurna.

18

F. LECCESE, G.SALVADORI, M.CASINI, M. BERTOZZI, op. cit.,12, p. 62.

Gli interventi normativi

21

3. NORMATIVA TECNICA E IL PROGETTO ILLUMINOTECNICO 3.1 INTRODUZIONE Nel precedente capitolo abbiamo più volte evidenziato come la legislazione italiana sia del tutto insufficiente per stimare in modo oggettivo il rischio in uno spazio di lavoro o in uno spazio di apprendimento, in quanto avendo funzione di "legge quadro"1, non contiene indicazioni di carattere tecnico sufficienti a tale scopo. Parallelamente allo sviluppo normativo italiano, si è accumulata una normativa tecnica, in parte a carattere europeo, la quale, seppur non avendo valore normativo, è utilizzata correntemente per il progetto, e la verifica dei requisiti illuminotecnici. La metodologia di approccio procedurale alla valutazione del rischio illuminotecnico alla quale questo lavoro si ispira, è impostata sulle indicazioni di carattere tecnico riconosciute in questi testi normativi. Si riassumono le principali norme tecniche riguardanti l'illuminazione dei luoghi di lavoro: • • • • •

UNI EN 12464-1 del 2011. Illuminazione dei posti di lavoro - Parte 1: posti di lavoro in interni; UNI EN 15193 del 2008. Prestazione energetica degli edifici - Requisiti energetici per illuminazione; UNI EN 11165 del 2005. Illuminazione di interni - Valutazione dell' abbagliamento molesto con il metodo UGR; UNI EN 11142 del 2004. Fotometri portatili - Caratteristiche prestazionali; UNI EN 1838 del 2000. Illuminazione di emergenza;

Delle succitate norme, analizzeremo solamente la prima e la terza, che riguardano più propriamente la questione che trattiamo. 1

Si ricordi che solo il D.M. 18/12/75 può essere considerato a tutti gli effetti una norma

tecnica, in quanto fornisce dati numerici utili utilizzabili per la progettazione.

Normativa tecnica e il progetto illuminotecnico

23

3.2 UNI EN 12464-1 Il contenuto della norma è: requisiti illuminotecnici per i posti di lavoro in interni, che corrispondono alle esigenze di comfort visivo e di prestazione visiva. Sono considerati tutti i compiti visivi abituali, incluso l’utilizzo di attrezzature munite di videoterminali. Di seguito descriveremo nel dettaglio il problema dell'illuminazione dei posti di lavoro in interni estraendo perlopiù da suddetta norma, le nozioni utili alla valutazione del rischio illuminotecnico.

3.4 CRITERI DI PROGETTAZIONE ILLUMINOTECNICA Le prestazioni illuminotecniche possono considerarsi legate al soddisfacimento di tre esigenze fondamentali2: •

•

•

il comfort visivo, inteso come quella la sensazione di benessere percepita dai lavoratori contribuisce indirettamente anche a ottenere alti i livelli di produttività; la prestazione visiva, intesa come quella condizione in cui i lavoratori sono in grado di svolgere i loro compiti visivi anche in circostanze difficili e protratti nel tempo; la sicurezza

Fra i parametri fondamentali che caratterizzano l'ambiente luminoso, con riferimento sia alla luce naturale sia alla luce artificiale, possono essere indicati : • • • • • 2

distribuzione delle luminanze; illuminamento; abbagliamento; direzione della luce; resa dei colori e colore apparente della luce;

UNI EN 12464-1, cap. 4, par. 4.1.

24

Normativa tecnica e il progetto illuminotecnico

• •

sfarfallamento; luce diurna;

3.5 DISTRIBUZIONE DELLE LUMINANZE L'equilibrio delle luminanze nel campo visivo è uno dei fattori che influenza maggiormente il fenomeno della visione, e in particolare a esso è legata l'acuità visiva (ovvero la nitidezza della visione), la discriminazione di piccole differenza di luminanza e l'efficienza delle funzioni oculari (visual satisfaction)3. Dal punto di vista del rischio illuminotecnico, una scorretta distribuzione delle luminanze nuoce al comfort visivo: luminanze troppo elevate potrebbero provocare abbagliamento, mentre contrasti di luminanza troppo elevati, causerebbero affaticamento a causa delle costanti variazioni di adattamento oculare4, o ancora una distribuzione di luminanze troppo basse e contrasti troppo bassi, darebbero luogo ad un ambiente di lavoro non stimolante. Normalmente il compito visivo vero e proprio impegna solo una minima parte del campo visivo, e l'occhio dell'osservatore si adatta a un livello di luminanza intermedio tra quello del compito e quello delle restanti zone (adaptation luminance)5. La facilità con la quale l'occhio si adatta al compito visivo dipende dunque, sia dalla luminanza, sia dalla dimensione e la posizione all'interno del campo visivo. Appare evidente che quando parliamo di "oggetti" ci riferiamo a fonti di illuminazione secondarie, in quan3

Questo fatto risulta evidente ove si consideri che la luminanza misura la quantità di luce

che gli apparecchi illuminanti e gli oggetti osservati indirizzano verso l'occhio dell'osservatore. 4

UNI EN 12464-1, cap. 4, par. 4.2.

5

G. MONCADA LO GIUDICE, A. DE LIETO VOLLARO, op. cit., p. 107.

Normativa tecnica e il progetto illuminotecnico

25

to di norma quelle primarie dovrebbero essere posizionate al di fuori del campo visivo per evitare fenomeni di abbagliamento. Da ciò risulta che la luminanza delle superfici che sono incluse nel campo visivo, è per così dire, "secondaria" cioè dovuta alla riflessione delle fonti di illuminazione primaria su suddette superfici, e pertanto dipenderà dal fattore di riflessione e dall'illuminamento sulle superfici. La norma fornisce dei valori di riferimento consigliati per i fattori di riflessione delle principali pareti di un locale: • • • •

soffitto: pareti: piani di lavoro: pavimento:

da 0,6 a 0,9 da 0,3 a 0,8 da 0,2 a 0,6 da 0,1 a 0,5

3.6 ILLUMINAMENTO «L'illuminamento e la sua ripartizione sulla zona del compito e sulla zona circostante, influenzano notevolmente la percezione del compito visivo e la sua esecuzione in modo rapido, sicuro e confortevole»6. La norma specifica i valori di illuminamento medi mantenuti7 sulla superficie di riferimento della zona del compito visivo. I livelli di illuminamento necessari per avere una definizione visiva ottimale di un oggetto, non possono essere definiti in assoluto, sia perché i coefficienti di riflessione delle pareti e degli oggetti presenti nell'area visiva possono modificare sensibilmente le sensazioni di disagio provocate da eccessivi contrasti di lumi6

UNI EN 12464-1, cap. 4, par. 4.3.

7

Valore al disotto del quale l'illuminamento medio, su una specifica superficie, non può mai

scendere, uguale a quello che si avrebbe nel momento in cui dovrebbe essere eseguita la manutenzione.

26

Normativa tecnica e il progetto illuminotecnico

nanza (abbagliamento), ma anche perché ogni individuo presenta suoi propri tempi di reazione allo stimolo luminoso. Per questa ragione, sebbene il testo suggerisca i valori di Ēm per un gran numero di zone, attività o compiti, ammette che, se le condizioni di visibilità differiscono dalle abituali, il valore dell'illuminamento può essere variato almeno di un gradino della seguente scala degli illuminamenti espressa in lux8: 20 - 30 - 50 - 75 - 100 - 150 - 200 - 300 750 - 1000 - 1500 - 2000 - 3000 - 5000 Si intendono condizioni "non abituali" dove si dovrebbe aumentare Ēm , quelle in cui: • • • • • •

il compito visivo è critico; gli errori sono costosi da correggere; sono molto importanti acutezza o alta produttività; le capacità visive del lavoratore sono inferiori al normale; i dettagli del compito sono eccezionalmente piccoli o con basso contrasto; il compito deve essere svolto per tempi eccezionalmente lunghi;

mentre quelle in qui si dovrebbe ridurre Ēm quando: • •

i dettagli del compito sono eccezionalmente grandi o con contrasto particolarmente elevato; il compito deve essere svolto per un tempo eccezionalmente breve;

Rispetto agli illuminamenti delle zone circostanti, la norma non suggerisce dei valori, ma come si può intuire, li rapporta a quelli

8

UNI EN 12464-1, cap. 4, par. 4.3, punto 1

Normativa tecnica e il progetto illuminotecnico

27

delle zone del compito, perché venga rispettato l'equilibrio delle luminanze nel campo visivo dell'osservatore. Tali rapporti sono riassunti nella seguente tabella: Illuminamento del compito

Illuminamento delle zone circostanti

(lx)

(lx)

≥750

500

500

300

300

200

≤200

Ecompito

Uniformità: ≥0,7

Uniformità: ≥0,5

3.7 ABBAGLIAMENTO «L'abbagliamento è la sensazione visiva prodotta da superfici che determinano elevati gradienti di luminanza all'interno del campo visivo e può essere percepito come abbagliamento molesto o debilitante»9 L'abbagliamento molesto può essere direttamente prodotto dagli apparecchi d'illuminazione o dalle finestre. Sebbene riconducibile ad un comune fenomeno di abbagliamento, è detto riflessione velante, l'abbagliamento prodotto dalla riflessione delle superfici speculari. Tali riflessioni possono essere ridotte, o semplicemente agendo sugli apparecchi d'illuminazione, riducendone la luminanza o aumentandone l'area luminosa, oppure la posizione, o in alternativa agendo sui materiali, prediligendo finiture con superfici opache e pareti e soffitti chiari. Anche nel caso dell'abbagliamento molesto, la norma, suggeri9

UNI EN 12464-1, cap. 4, par. 4.4.

28

Normativa tecnica e il progetto illuminotecnico

sce dei valori limite tabellati di UGR (Unified Glare Rating)10, che è calcolabile attraverso la formula: UGR

=

8log10

0,25 L 2ω ∑ p2 ) ( Lb

Lb è la luminanza di sfondo in cd × m-2, calcolata con Eind× π-1, dove Eind è l'illuminamento verticale indiretto al livello dell'occhio dell'osservatore; L è la luminanza, in cd × m-2, delle parti luminose di ogni apparecchio di illuminazione nella direzione dell'occhio dell'osservatore; ω è l'angolo solido, in steradianti, delle parti luminose di ogni apparecchio nella direzione dell'occhio dell'osservatore; p è l'indice di posizione di Guth, che è funzione dello scostamento angolare rispetto all'asse della visione, per ogni singolo apparecchio di illuminazione. La norma infine, fornisce indicazioni riguardo alle modalità di riduzione dell'abbagliamento, attraverso opportune schermature, di lampade e finestre. Si riportano gli angoli minimi di schermatura per le specifiche luminanze delle lampade11: Luminanza del compito

Angolo minimo di schermatura

(kcd × m-2)

10

da 20 a < 50

15°

da 50 a < 500

20°

500 ≥0,7

30°

L'abbagliamento molesto prodotto dalle finestre è ancora oggetto di ricerca. Nessun me-

todo di valutazione idoneo dell'abbagliamento è attualmente disponibile. 11

UNI EN 12464-1, cap. 4, par. 4.4.2, prospetto 2.

Normativa tecnica e il progetto illuminotecnico

29

3.7 ILLUMINAZIONE DIREZIONALE L'illuminazione direzionale è una tecnica di illuminazione legata alla godibilità dell'ambiente di lavoro, che può essere usata per mettere in evidenza oggetti, rivelare la trama dei tessuti e migliorare l'aspetto delle persone nello spazio. Quanto descritto prende il nome di "modellato". Il modellato è il risultato dell'equilibrio tra l'illuminazione diffusa e direzionale, che non deve essere, né troppo direzionale, per non produrre ombre troppo dure, né troppo diffusa per non perdere completamente l'effetto del modellato, rendendo l'ambienti luminoso monotono. Questo effetto non riguarda solo la "godibilità" di un ambiente, infatti nell'illuminazione dei luoghi di lavoro, può contribuire a facilitare l'espletamento del compito visivo attraverso l'illuminazione specifica dello stesso.

3.8 RESA DEI COLORI E COLORE APPARENTE DELLA LUCE Sono due i parametri che influenzano la qualità del colore: uno riguarda la lampada stessa, ovvero l'apparenza del colore della lampada stessa, l'altro è la sua capacità di resa dei colori che influenza l'apparenza del colore di oggetti e persone illuminate dalla lampada. Il primo si riferisce al colore apparente (cronicità) della luce emessa ed è definita dalla sua temperatura di colore correlata TCP . Si riporta successivamente l'apparenza del colore al variare di TCP . La scelta dell'apparenza del colore dipende sia dalle caratteristiche dello spazio, sia dalle sue condizioni ambientali. In particolare le caratteristiche dello spazio sono: il suo livello di illuminamento e i colori dell'ambiente, mentre le condizioni ambientali possono riguardare ad esempio il clima del luogo in cui è sito lo

30

Normativa tecnica e il progetto illuminotecnico

spazio: in un clima caldo si preferisce un aspetto del colore di luce più fredda; viceversa in uno freddo. Un altro aspetto importante riguarda la resa del colore, ossia il grado di fedeltà del colore, che può essere alterata per via delle caratteristiche della sorgente luminosa12. Dalla resa del colore dipende la sensazione di comfort e benessere visivo, per il quale è richiesto che nell'ambiente i colori degli oggetti e della pelle umana siano resi in modo naturale, corretto e che facciano apparire le persone attraenti e in buona salute13 Per fornire un'indicazione obiettiva delle proprietà di resa del colore di una sorgente luminosa è introdotto l'indice generale di resa del colore Ra. Il valore massimo di Ra è 100. Come per diversi parametri precedentemente analizzati, anche in questo caso, la norma fornisce il valore minimo dell'indice di resa del colore per vari tipi di interni, compiti o attività. Apparenza del colore

Temperatura correlata del colore TCP K

Calda

minore di 3300 K

Intermedia

da 3300 K a 5300 K

Fredda

maggiore di 5300 K

3.9 LUCE DIURNA La luce diurna può fornire tutta o in parte l'illuminazione necessaria dei compiti visivi. Tuttavia essa cambia in livello e composizione spettrale durante il giorno producendo percezioni diverse 12

In particolare è influenzata dall'illuminamento e della temperatura correlata del colore.

13

UNI EN 12464-1, cap. 4, par. 4.6.2.

Normativa tecnica e il progetto illuminotecnico

31

dell'ambiente, quindi solo per determinati compiti visivi essa può costituire l'unica fonte di illuminazione. D'altra parte, anche nel caso in cui contribuisca sono in minima parte all'illuminazione ,a causa del flusso luminoso pressoché orizzontale proveniente dalle finestre laterali, essa può essere utile per la creazione di una particolare distribuzione delle luminanze nell'ambiente e di un modellato specifico, che può migliore notevolmente la vivibilità dello spazio interno; oltre a ciò, le finestre possono fornire un contatto visivo con il mondo esterno che è preferito dalla maggior parte delle persone. Nonostante i vantaggi sia energetici sia psicologici, la luce diurna ha evidentemente il problema di decrescere rapidamente con l'aumentare della distanza dalla finestra, diventa quindi necessario l'impiego dell'illuminazione artificiale, al fine di assicurare il valore dell'illuminamento richiesto sul posto di lavoro ed il bilanciamento della distribuzione di luminanza nel locale

3.10 SFARFALLAMENTO ED EFFETTI STROBOSCOPICI I sistemi di illuminazione dovrebbero essere progettati in modo da evitare lo sfarfallamento14 e gli effetti stroboscopici15. Entrambi gli effetti possono portare a situazioni di pericolo, non solo dovute all'insorgere di situazioni di pericolo o dar luogo a effetti fisiologici come cefalee.

14

Tremolio che si osserva talvolta nella luce emessa dalle lampade elettriche (per es. in

quelle fluorescenti), dovuto a oscillazioni della tensione di alimentazione con una frequenza di poco inferiore a quella minima necessaria affinché la visione sia continua per l’occhio umano. 15

Fenomeno ottico che deriva dalla visione intermittente di un corpo in moto periodico, e

che si presenta sistematicamente allorché un oggetto in rotazione è visto oppure è illuminato con intermittenza

32

Normativa tecnica e il progetto illuminotecnico

3.11 ILLUMINAZIONE DI POSTAZIONI DI LAVORO CON ATTREZZATURE MUNITE DI VIDEOTERMINALI L'illuminazione delle postazioni di lavoro con attrezzature munite di videoterminali deve essere appropriata per tutti i compiti svolti, quali la lettura dello schermo, del testo stampato, scrittura su carta, lavoro sulla tastiera. In tali postazioni sorgono problematiche della stessa natura di qualunque altro ambiente lavorativo, con la differenza che, le attrezzature munite di videoterminale possono a loro volta produrre delle riflessioni che causano abbagliamento debilitante e abbagliamento molesto. È quindi necessario scegliere, posizionare e disporre gli apparecchi per evitare le riflessioni di luminosità elevata. Come è intuibile, la norma prescrive anche i valori limite della luminanza degli apparecchi d'illuminazione che possono essere riflessi dagli schermi di attrezzature munite di videoterminali nelle direzioni ordinarie di osservazione, in quanto possono alterare l'equilibrio delle luminanze nel campo visivo, o addirittura provocare abbagliamento. Si riportano tali valori limite della luminanza media degli apparecchi d'illuminazione per angoli di elevazione di 65° ed oltre, in rapporto alla verticale secondo direzioni che ruotano radialmente attorno agli apparecchi stessi quando installati in locali con gli schermi dei videoterminali verticali o inclinati fino a 15° verso l'alto16. Classe schermo

I

II

III

Qualità schermo

buona

media

bassa

Luminanza media apparecchi riflessi

16

≤1000 cd × m-2

≤200 cd × m-2

UNI EN 12464-1, cap. 4, par. 4.11.2.

Normativa tecnica e il progetto illuminotecnico

33

3.12 UNI 11165 La norma specifica i criteri per il calcolo dell’indice di abbagliamento UGR (Unified Glare Rating ) per interni considerando il solo contributo dell’illuminazione artificiale. Abbiamo citato nei precedenti paragrafi il sopraccitato indice, in riferimento alla determinazione dell'abbagliamento molesto, includendolo fra i fattori determinanti alla valutazione del rischio illuminotecnico. Abbiamo altresì indicato l'espressione che la UNI EN 12464-1 fornisce per la determinazione dell'indice UGR, risulta di non semplice utilizzo, poiché non è specificata la metodologia di calcolo per determinare l'angolo solido ω e l'indice di posizione di Guth p . A tale scopo, enunceremo le metodologie di calcolo contenute nella UNI 11165, che approfondiscono meglio questo aspetto.

3.13 METODOLOGIE DI CALCOLO Il testo normativo, prevede tre modalità di calcolo attraverso cui determinare l'indice UGR: il primo, è il sopraccitato calcolo diretto attraverso l' espressione già contenuta nella UNI EN 124641, gli altri due prevedono metodi derivati dal primo, utilizzato per la compilazione dei prospetti, opportunamente aggiustati da dei fattori correttivi, che consentono un calcolo più speditivo dell'indice UGR. Come anche nella UNI EN 12464-1, l'indice UGR tiene conto del solo contributo del'illuminazione artificiale, in quanto la norma stessa, afferma che non esistono ancora metodi di calcolo di facile utilizzo per determinare l'abbagliamento dovuto alla luce naturale17. 17

UNI EN 11165, cap. 1.

34

Normativa tecnica e il progetto illuminotecnico

3.14 FORMULA PER IL CALCOLO DI ABBAGLIAMENTO UGR Ricordiamo che la formula per calcolare l'indice di abbagliamento UGR è la seguente:

UGR = 8log10

0,25 L 2ω ( Lb ∑ p 2 )

Dove Lb è la luminanza di sfondo, calcolabile attraverso misurazioni in situ, oppure calcolando la componente dell'illuminamento indiretto Ei sull'occhio dell'osservatore usando la formula:

Lb =

Ei π

L è la luminanza dell' apparecchio, ovvero il rapporto tra l'intensità luminosa I, misurata in candele, nella direzione dell'osservatore e l'area apparente Ap:

!L =

I Ap

ω è l'angolo solido della sorgente luminosa da determinarsi con la formula:

ω=

Ap r2

dove r è la distanza, dell'osservatore al centro delle parti luminose dell'apparecchio, espresse in metri. Infine l'indice di posizione di Guth p può essere calcolato con la formula: p = ln−1 [(35,2 − 0,31889τ − 1,22e −2τ/9) 10−3σ + (21 + 0,26667 τ − 0,002963τ 2)10−5σ 2]

dove τ e σ sono gli angoli di cui alla fig. 4, espressi in radianti.

Normativa tecnica e il progetto illuminotecnico

35

centro apparecchio

τ

σ asse della visione

occhio osservatore

Fig. 4

36

Posizione dell’apparecchio rispetto all’osservatore

Normativa tecnica e il progetto illuminotecnico

3.15 METODI DERIVATI Nel precedente paragrafo, abbiamo fatto evidenziato che il calcolo diretto dell'indice UGR, secondo quanto indicato dalla norma, può essere evitato utilizzando dei metodi derivati più speditivi18. A tal proposito, il testo, propone l'utilizzo di opportuni prospetti, compilati attraverso l'espressione generale, indicando le modalità con cui adattarli alle varie casistiche attraverso un numero stabilito di correzioni. I prospetti sono di due tipi: • il prospetto completo che comporta poche correzioni; • il prospetto ridotto, che ne impone un numero più elevato; Il prospetto completo riporta i valori dell'indice di abbagliamento UGR calcolati per apparecchi illuminanti con flusso totale delle lampade di 1000 lm. Per estrarre i dati dal prospetto è necessario coroscere H e i fattori di riflessione di vano soffitto, pareti e piani di lavoro. H è l'altezza utile dall'occhio dell'osservatore, che la norma pone uguale a 1,2 m da terra, all'asse dell'apparecchio considerato (fig. 5). Le dimensioni del locale vengono definite in rapporto ad H, e possono assumere valori pari a: 2H, 4H, 8H, 12H in un asse, e i valori: 2H, 3H, 4H, 6H, 8H, 12H nell'altra. Per fattori di riflessione del locale, la norma suggerisce che possano assumere i seguenti valore: • vano soffitto: 0,7 - 0,5 - 0,3 • pareti: 0,3 - 0,5 • piani di lavoro: 0,2 Infine il prospetto fornisce indici UGR differenti, dipendentemente dall'orientamento degli apparecchi rispetto all'asse dell'osservatore. 18

In generale la norma consiglia l'utilizzo dell'espressione generale in tutti i casi in cui è

possibile.

Normativa tecnica e il progetto illuminotecnico

37

I fattori correttivi riguardano l'interdistanza fra gli apparecchi, uguale a 1H, 1,5H, 2H, la differenza di potenza di apparecchi dello stesso tipo e infine, considerato che le tabelle sono compilate per apparecchi con flusso totale pari a 1000 lm, viene sommato il contributo del reale flusso luminoso emesso. Tale contributo dev' essere sommato algebricamente al valore di UGR ricavato dai prospetti, ed è uguale a :

CΦ = log10

Φ 1000

Il prospetto ridotto, è indicato dalla norma come informativa19, pertanto non ci dilungheremo in un'analisi approfondità, riportandone solo i tratti principali. Tale prospetto è sempre compilato attraverso l'espressione generale dell'indice UGR, effettuata in riferimento ad una sorgente di flusso totale 1000 lm, ma il suo utilizzo è vincolato all'calcolo di più fattori correttivi rispetto al prospetto completo. Si aggiunge infatti il fattore correttivo CLR che tiene conto dei fattori di riflessione del locale, e si ricava dai fattori di utilizzazione dell'apparecchio preso in considerazione. Anche questo coefficente dev'essere sommato algebricamente all'indice UGR ricavato dal prospetto. Conseguentemente questo prospetto dovrebbe fornire risultati peggiori rispetto al prospetto completo, in quanto tenendo conto dell'abbagliamento velante, ovvero l'abbagliamento dovuto alle riflessioni dell'apparecchio illuminante sulle superfici incluse nel campo visivo, assume che questo influenzi la sensazioni di abbagliamento molesto della lampada stessa. f19

Nel linguaggio burocratico, nota, comunicazione, contenente informazioni, su un deter-

minato argomento, fornite per dovere d’ufficio o in seguito a precisa richiesta d’altro ufficio.

38

Normativa tecnica e il progetto illuminotecnico

vano soffitto

asse apparecchi

H

1,2 m

asse osservatore Fig. 5

Identificazione del vano soffitto

Normativa tecnica e il progetto illuminotecnico

39

4. RISK ASSESSMENT ILLUMINOTECNICO 4.1 INTRODUZIONE Nel capitolo 3, abbiamo accennato al fatto che nel Testo unico sulla salute e sicurezza sul lavoro, il rischio illuminotecnico rientra fra i possibili rischi cui può risultare esposto un lavoratore nel proprio ambiente di lavoro. Abbiamo altresì fatto riferimento all'allegato IV, che precisa il significato di rischio illuminotecnico, ovvero : « (...) i luoghi di lavoro devono disporre di sufficiente luce naturale. In ogni caso, tutti i predetti locali e luoghi di lavoro devono essere dotati di dispositivi che consentano un’illuminazione artificiale adeguata per salvaguardare la sicurezza, la salute e il benessere di lavoratori e che gli impianti di illuminazione dei locali di lavoro e delle vie di circolazione devono essere installati in modo che il tipo d’illuminazione previsto non rappresenti un rischio di infortunio per i lavoratori.» Nel testo unico, la trattazione degli aspetti strettamente legati al rischio illuminotecnico, vengono normalmente trattati dalle norme, congiuntamente agli aspetti posturali in genere (rischio ergonomico) e in particolare agli aspetti posturali e di ergonomia della visione in postazioni di lavoro dotate di attrezzature munite di videoterminali (rischio da videoterminali). Queste due modalità di rischio sono accomunate dal fatto che possono provocare danni fisici di carattere reversibile, ma in generale, non danni alla salute irreversibili o morte, come in altri casi di rischio per la salute dei lavoratori. In queste categorie di rischio "meno rischioso" assume un ruolo fondamentale la percezione del rischio da parte dei lavoratori1 Si intuisce che il lavoratori che sono sottoposti ad un rischio che può provocare gravi conseguenze (fino alla morte), percepisco1

N. MAROTTA, Introduzione alla sicurezza civile e industriale – Definizioni, principi, metodi e

concetti generali, Maggioli Editore, Rimini, 2011.

Risk assessment illuminotecnico

41

no il compito come più rischioso, rispetto a quelli che sono sottoposti a rischio che può provocare solo danni fisici reversibili. « (...) Questo tipo di classificazione del rischio, soggettiva (quindi condizionata fortemente dalla sfera emotiva umana), può alterare la percezione del rischio e non tenere nella debita considerazione la probabilità che un evento dannoso si manifesti. È ormai dimostrato che le situazioni cosiddette “meno rischiose” hanno una probabilità di manifestarsi notevolmente più elevata di quelle cosiddette “più rischiose” (con probabilità di manifestarsi molto bassa).» Dal punto di vista "clinico" , la valutazione del rischio illuminotecnico diviene necessaria per prevenire o ridurre problematiche della salute inerenti aspetti visivi (per esempio l’astenopia occupazionale) e posturali (per esempio i disturbi muscolo-scheletrici). A più riprese, abbiamo sottolineato che solo di recente si sia analizzato con approccio scientifico, la casistica clinica associata a questo genere d rischio, la quale risulta ancora scarsa e frammentata2-3. In aggiunta a ciò abbiamo affermato che non esistono procedure consolidate, e di validità generale, che permettano la valutazione del rischio illuminotecnico nei casi di inadeguata illuminazione del posto di lavoro; da ciò, deriva il tentativo del presente lavoro ,di presentare ed utilizzare, alcune proposte di approccio procedurale al rischio illuminotecnico. 2

A. CARTA, M. OPPINI, B. BELLINA, M. CRIPPA, R. LUCCHINI, S. PORRU, L. ALESSIO,

Il lavoro con impegno visivo e al videoterminale: rischi, effetti sulla salute e prevenzione alla luce di una casistica clinica. Giornale Italiano di Medicina del Lavoro ed Ergonomia, n. 32 (4), 2010, pp. 90-91. 3

G. TAINO, M. FERRARI, I.J. MESTAD, F. FABRIS, M. IMBRIANI, Astenopia e lavoro al vi-

deoterminale: studio di una popolazione di 191 lavoratori esposti al rischio mediante somministrazione di questiona- rio anamnestico mirato e valutazione oftalmologia. Giornale Italiano di Medicina del Lavoro ed Ergonomia, n. 28 (4), 2006, pp. 487-497.

42

Risk assessment illuminotecnico

4.2 RIFERIMENTI PROCEDURALI Una procedura di valutazione del rischio illuminotecnico è stata elaborata dagli autori di una ricerca condotta a livello regionale sui principali ospedali della regione Toscana4. Tale procedura identifica come fattori di rischio illuminotecnico alcuni parametri relativi al compito visivo (per esempio l’illuminamento e l’uniformità medi sul piano di lavoro, i rapporti di luminanza tra compito visivo e sfondo), fattori relativi ai sistemi di illuminazione (per esempio caratteristiche fotometriche di apparecchi e di lampade) e fattori relativi all’illuminazione di emergenza. Inoltre nel valutare i fattori di rischio viene essere considerato, sia il contributo della luce naturale, sia gli aspetti relativi alla manutenzione, degli ambienti e degli apparecchi illuminanti. Un metodo che viene correntemente usato per valutare i rischi, consiste nel raccogliere in una matrice probabilità e gravità, in quanto ne viene riconosciuta la semplicità e la affidabilità5, soprattutto in quei casi in cui la probabilità dell’evento si riduce a valori bassissimi e anche se a questa sono associati effetti con gravità molto elevata (per esempio le industrie a rischio incidente rilevante). Diversamente, la valutazione dei rischi per la salute, quale è quello illumonotecnico, è spesso più complicata di quella dei rischi per la sicurezza perché gli effetti dell’evento sono spesso non conosciuti e quindi difficilmente quantificabili6. Da ciò si deduce logicamente, che la valutazione del rischio, do4

F. LECCESE, G. SALVADORI, M. CASINI, M. BERTOZZI (a cura di), Risk Assessment

Illuminotecnico in Ambiente Ospedaliero – Risultati di una Ricerca Condotta a Livello Regionale. Ed. Geco Eventi (Pisa), Giugno 2012 5

N. MAROTTA, op. cit.

6

“Coordinamento tecnico interregionale della prevenzione nei luoghi di lavoro” in collabo-

razione con ISPESL, Microclima, aerazione e illuminazione nei luoghi di lavoro – Requisiti e standard – Indicazioni operative e progettuali – Linee Guida, Edizione 2006.

Risk assessment illuminotecnico

43

vrebbe compiersi con modalità differenti rispetto ad altri campi di applicazione, facendo riferimento agli aspetti illuminotecnici. Gli autori della ricerca a cui abbiamo fatto riferimento anche precedentemente, osservano che nella recente normativa7 sono stati precisati “criteri (di qualità) della progettazione dell’illuminazione”, (Lighting design criteria class) elencate di seguito nella tabella, che possono essere utilizzati nella definizione di una metodologia di approccio procedurale alla valutazione del rischio illuminotecnico, che abbia caratteristiche di validità di applicazione alla più ampia casistica di luoghi di lavoro. In particolare le classi di qualità della UNI EN 15193, fanno riferimento ai requisiti illuminotecnici precisati nella UNI EN 12464-1 che abbiamo ampiamente discusso nel precedente capitolo. Tipo di criterio Illuminamento medio mantenuto sui compiti visivi orizzontali Em Controllo appropriato dell’abbagliamento molesto UGR Prevenzione di sfarfallamento ed effetti stroboscopici Controllo appropriato di riflessioni velanti e abbagliamento riflesso Resa migliorata del colore Ra Prevenzione delle ombre dure o delle luci troppo diffuse per fornire un buon modellato Corretta distribuzione della luminanza nel locale Attenzione speciale alla comunicazione visiva con adeguato illuminamento dei volti Attenzione speciale alle questioni legate alla salute

7

Classe di qualità (*)

(**)

(***)

• •

• •

• •

° -----

° ° •

° ° •

---

°

°

° --- ---

°

--- ---

°

---

°

In particolare fanno riferimento alla UNI EN 15193: Prestazione energetica degli edifici -

Requisiti energetici per illuminazione.

44

Risk assessment illuminotecnico

Nella tabella il quadrato nero indica quei requisiti per i quali, nella UNI EN 12464-1, sono precisati i valori minimi di riferimento, il cerchio bianco, indica invece quei requisti che risultano soltanto descritti "verbalmente" nella stessa norma UNI EN 12646-18 Il testo normativo prevede tre classi di qualità dell'illuminazione: a quella “inferiore”, indicata in tabella con il simbolo (*), corrisponde un soddisfacimento “di base” dei requisiti illuminotecnici della UNI EN 12464-1; alla classe di qualità dell’illuminazione “intermedia”, indicata con il simbolo (**), corrisponde un soddisfacimento “buono” dei requisiti illuminotecnici della UNI EN 12464-1; alla classe di qualità dell’illuminazione “superiore”, indicata con il simbolo (***), corrisponde un soddisfacimento “completo” dei requisiti illuminotecnici della UNI EN 12464-1. Nel seguente capitolo, analizzeremo un caso studio, in cui, al fine di dare un giudizio dal rischio illuminotecnico al quale sono sottoposti gli utenti degli spazi, useremo la metodologia di approccio procedurale appena esposta.

8

UNI EN 15193, Table F.2, Lighting design criteria class.

Risk assessment illuminotecnico

45

5. CASO STUDIO 5.1 DESCRIZIONE DEL CASO STUDIO Il caso studio oggetto delle misure illuminotecniche è l'aula B del complesso di Via corte d'appello a Cagliari (fig. 6), uno spazio dell'Università di Cagliari, dove hanno sede la gran parte delle attività didattica dei corsi di laurea in architettura. L'aula ha pianta rettangolare, lunga 12 m e larga 7,4 m, per un totale di 89 m2, è coperta da una volta in muratura "a schifo" ed è orientata a Nord (fig. 8). Tutte le superfici , escluso il pavimento, sono intonacate e verniciate di bianco ( per cui possiamo assumere il coefficienti di riflessione pari a 0,90); mentre appunto il pavimento e realizzato in marmo saccaroide bianco, per il quale assumiamo la riflettanza pari a 0,71 (fig 7). La prima complessità che deriva da questo caso studio riguarda la sua natura, infatti ospitando attività di vario genere non possiamo definire univocamente i valori limite delle norme, piuttosto possiamo procedere prendendo in considerazione diversi scenari di utilizzo che comunemente coinvolgono questo spazio. Il primo utilizzo è anche il più importante, ovvero quello di aula scolastica; per esso la UNI EN 12464-1, suggerisce che l' illuminamento medio mantenuto sul piano di lavoro non debba scendere sotto i 300 lx, che l'indice di abbagliamento molesto UGR non superi 19 e infine che l'indice generale di resa del colore non superi 80. Il secondo scenario vede l'aula come laboratorio per il disegno tecnico, che vista la natura dei corsi di laurea che vi hanno sede è altrettanto importante. Per le aule da disegno, la norma indica come valori limite dei parametri sopra indicati, rispettivamente: 750 lx, 19 e 80. Sempre per gli stessi 1

Il valore della riflettanza del marmo non lucidato è di difficile reperibilità in letteratura; è più

frequente che la si assuma uguale a una superficie completamente diffondente di colore grigio chiaro, tra 0,3 a 0,7.

Casi studio

47

Fig. 6b

Fig. 6a

48

Immagini fotografiche allo stato di fatto

Casi studio

Fig. 6c

Fig. 6d

Casi studio

49

Fig. 7 50

Prospettiva dell'interno dell'aula Casi studio

INTONACO BIANCO RIFLETTANZA 0,9

2×51 LAMPADE FLUORESCENTI TUBOLARI

LUCE DI EMERGENZA

2×51 LAMPADE FLUORESCENTI TUBOLARI

INFISSO IN LEGNO

SCURINI IN LEGNO

ARMADIO METALLICO

PIANO DI LAVORO RIFLETTANZA 0,7

PAVIMENTO IN MARMO RIFLETTANZA 0,7

Casi studio

51

2×58W

2×58W

1,3m 0,7m

2×58W 2×58W

12m

2×58W

2×58W

2×58W

2×58W

7,4m

Fig. 8

52

Pianta 1:100

Casi studio

luce di emergenza

tubo fluorescente

parametri, per il terzo scenario, ovvero quello di laboratorio informatico, fornisce rispettivamente: 500 lx e ancora una volta 19 e 802. Nella tabella che segue sono riassunti i valori limite per i tre scenari di utilizzo. Tipo di interno

Ēm

UGRL

Ra

Aule scolastiche

300

19

80

Aule da disegno

750

19

80

Aule informatiche

500

19

80

Note L'illuminazione dovrebbe essere regolabile

Vedere disposizioni sulle postazioni munite di videoterminale

Da queste considerazioni preliminari, passiamo ad una descrizione illuminotecnica dell'aula. Lo spazio conta complessivamente otto apparecchi illuminanti tipo "Disano Disanlens " montati a parete a circa 4 m di altezza (quattro per lato) ; in ciascuno di questi sono installate due lampade fluorescenti lineari con potenza nominare di 58 W ciascuna. Le caratteristiche degli apparecchi sono riportate in fig. 9. Per quanto concerne l'illuminazione naturale, vedremo che influenzerà in modo poco significativo le misurazioni in situ; ciò è dovuto all'esposizione sfavorevole delle finestrature, resa ancor più critica dalla presenza di un volume posto in adiacenza alle aperture. Ad ogni modo come è sempre richiesto dalle norme sugli spazi scolastici, gli infissi sono dotati di dispositivi per schermare in tutto o in parte la luce naturale. In questo caso possiamo dire che le schermature abbiamo la sola funzione di oscurare l'aula durante eventuali proiezioni. 2

UNI EN 12464-1, cap. 5, par. 5.3, prospetto 5.6.

Casi studio

53

APPARECCHIO •

dimensioni: 157 x 22 x 7,8 cm

•

ottica: diffusore in policarbonato trasparente, internamente microprismatizzata

antiabba-

gliamento. •

rendimento ottico: 71,5 %

•

n° di lampade : 2

LAMPADA •

flusso luminoso: 5240 lm

•

temperatura di colore : 4000 K

•

indice di resa cromatica: 80-89

•

efficienza luminosa : 90 lm/W

•

durata di vita: 20000 H

180°

1900

170° 160°

150°

140° 130°

1583 1267

120°

950 110°

633

100°

317 0,00

90°

317

80°

633

70°

950 60°

1267 1583

50°

1900

Fig. 9

54

0°

Dati fotometrici Disano Disalens

Casi studio

10°

20° 0° H

30°

40° 90° H

5.2 MISURE ILLUMINOTECNICHE IN SITU Per valutare la qualità dell'illuminazione dell'aula, e di conseguenza, il possibile il rischio illuminotecnico al quale si va incontro durante il suo utilizzo, è stata realizzata una campagna di misurazioni in situ , utilizzando un'adeguata strumentazione di misura. In particolare si è potuta rilevare la distribuzione degli illuminamenti attraverso un luxmetro tipo "PCE mod. 174" con classe di precisione B.3 Non si è potuta misurare la distribuzione delle luminanze, non avendo a disposizione l'opportuna strumentazione4. Essendo lo spazio in questione dotato possibili postazioni di lavoro, tanti quanti sono i banchi, si è proceduto, per semplicità, suddividendo la superficie dell'aula in una griglia di misurazione basata sulla più comune disposizione dei banchi, misurando per ogni punto il valore dell'illuminamento ad un altezza di 80 cm. Non avendo proceduto attraverso una griglia di misurazione per ogni postazione di lavoro, si è ricavato il valore dell'uniformità dell'illuminamento indirettamente, ovvero basandosi sulle sole misurazioni effettuate nella campagna; i valori ottenuti, seppur imprecisi dovrebbero approssimare sufficientemente la realtà. Le misurazioni sono state effettuate nella condizione di sola illuminazione artificiale, e anche in presenza di illuminazione naturale. Quelel con luce naturale sono state condotte nel mese di Febbraio 2018 dalle 12:00 alle 14:30, sempre in condizioni di cielo sereno. Di seguito sono riassunti i valori di illuminamento rilevati nella due condizioni di illuminazione con allegati dei grafici a gradiente (fig. 10), ottenuti interpolando con una superficie approssimata da mesh, i punti di misurazione di coordinate (x, y, E) 3

Le classi di precisione sono definite dalla norma UNI EN 11142.

4

Lo strumentazione in questione è il luminanzometro.

Casi studio

55

12 595 lx 0 60

280 lx

600 lx

454 lx

502 lx

351 lx

513 lx

474 lx

399 lx

lx

0 lx

52

348 lx

502 lx

10

395 lx

477 lx

8

385 lx

469lx

523 lx

468 lx

383 lx

370 lx

452 lx

492 lx

461 lx

370 lx

321 lx

411 lx

450 lx

409 lx

323 lx

6

44

0

lx

48

0

lx

4

2 0 lx

40

320 lx

280 lx

241 lx

271 lx

344 lx

279 lx

240 lx

240 lx

0

(m)

a)

0

1,6

3,57

5,8

7,4

Fig. 10 Diagrammi illuminamento

560-600 lx

520-560 lx

480-520 lx

a) Illuminaminazione naturale e artificiale

480-400 lx

400-360 lx

360-320 lx

b) Sola illuminazione artificiale

320-280 lx

280-240 lx

240-200 lx

56

Casi studio

12

342 lx

339 lx

300 lx

336 lx

412 lx

425 lx

410 lx

451 lx

445 lx

340 lx

340 lx

10

371 lx

448 lx

8

381 lx

452lx

459 lx

448 lx

381 lx

370 lx

445 lx

448 lx

444 lx

362 lx

326 lx

403 lx

412 lx

402 lx

320 lx

311 lx

184 lx

6

4

2

400 lx 36 0 lx

0 32 lx 28 0 lx 0 24 lx

200 lx

324 lx

250 lx

0

(m)

b)

0

480-400 lx

1,6

400-360 lx

3,57

360-320 lx

5,8

320-280 lx

7,4

280-240 lx

240-200 lx

Casi studio

57

Illuminazione artificiale e naturale x/y (m)

0

1,2

3,57

5,8

7,4

U0

0

241

271

344

279

240

0,82

2

321

411

450

409

323

0,84

4

370

452

492

461

370

0,86

6

385

469

523

468

383

0,86

8

395

477

513

474

399

0,87

10

348

502

454

502

351

0,80

12

185

595

280

600

196

0,51

Sola illuminazione artificiale

58

x/y (m)

0

1,2

3,57

5,8

7,4

0

200

324

250

311

184

0,72

2

326

403

412

402

320

0,85

4

370

445

448

444

362

0,87

6

381

452

459

448

381

0,89

8

371

448

451

445

370

0,88

10

342

412

425

410

340

0,88

12

222

339

300

336

225

0,78

Casi studio

5.3 DISCUSSIONE DEI RISULTATI Abbiamo precedentemente introdotto le lighting design criteria class, ovvero delle classi, definite dalla conformità a un numero crescente di parametri illuminotecnici, che servono a dare un giudizio sulla qualità della progettazione illuminotecnica di un ambiente interno. Si è anche detto che in riferimento alla valutazione del rischio illuminotecnico, tali classi possono dare una valutazione qualitativa di questo aspetto; infatti un ambiente con scarse qualità illuminotecniche esporrà gli utenti ad un rischio alto, viceversa un' illuminazione di qualità garantirà un certo comfort illuminotecnico. Ricordiamo che i requisitii contenuti nella tabella delle lighting design criteria class sono: • • • • • • • • •

illuminamento medio mantenuto sui compiti visivi ( Ēm); controllo appropriato dell’abbagliamento molesto (UGR); prevenzione di sfarfallamento ed effetti stroboscopici; controllo appropriato di riflessioni velanti e abbagliamento riflesso; pesa migliorata del colore (Ra); prevenzione delle ombre dure o delle luci troppo diffuse per fornire un buon modellato; corretta distribuzione della luminanza nel locale; attenzione speciale alla comunicazione visiva con adeguato illuminamento cilindrico dei volti; attenzione speciale alle questioni legate alla salute5;

Il primo requisito è stato verificato, come si è abbondantemente detto nel precedente paragrafo, attraverso misurazioni in situ, successivamente confrontate con i valori limite di riferimento suggeriti dalla UNI EN 12464-1. Dal confronto è emerso che 5

I problemi di salute possono richiedere anche illuminamenti molto più elevati.

Casi studio

59

nel caso di illuminazione artificiale e naturale, la distribuzione dell'illuminamento non è sufficiente a soddisfare il fabbisogno dell'aula come laboratorio informatico, né tantomeno come aula da disegno. A fronte di un fabbisogno di suddette funzioni, rispettivamente di 500 lx e 750 lx, l'illuminazione correntemente installata fa registrare un massimo6 di illuminamento di 600 lx, con un illuminamento medio di 428 lx, comunque insufficienti, considerando che il valore massimo di illuminamento si registra in corrispondenza delle finestrature, non producendo effetti significativi nella zona occupata dai piani di lavoro. Di contro, la distribuzione dell'illuminamento risulta sufficientemente uniforme, con un valore minimo di 0,50, in corrispondenza di una parte dell'aula dove normalmente non vi è situato nessun banco. Come è lecito aspettarsi, la distribuzione dell'illuminamento nel caso di sola illuminazione artificiale, risulta differente. L'assenza dell'illuminazione artificiale si traduce in un abbassamento dell'illuminamento medio, in questo caso pari a 403 lx con uniformità minima pari a 0,78, con un picco registrato di 459 lx, anche in questo caso non sufficienti per svolgere disegno tecnico o utilizzare videoterminali. Da un' analisi più approfondita, si deduce che l'illuminazione naturale non produce benefici apprezzabili dal punto di vista illuminotecnico, in quanto i picchi di illuminamento che produce non "penetrano" nell' aula. A prescindere dai risultati delle misurazioni, le criticità dell'aula da questo punto di vista sono evidenti: l'ambiente è di grandi dimensioni e la copertura voltata impedisce l'utilizzo di soluzioni comuni per l'illuminazione. Allo stato di fatto la soluzione è resa ancora più critica dalla presenza di sorgenti illuminanti di flusso 6

Si noti che il valore in questione è il massimo, in riferimenti ai dati che sono noti attraverso

le misurazioni; tale valore potrebbe essere maggiore nella realtà.

60

Casi studio

insufficiente, montate in modo scorretto. Le plafoniere in questione, nascono per un montaggio a soffitto, ed essendo caratterizzare da una curva fotometrica simmetrica, metà del flusso luminoso di perde in riflessioni, o sulla volta, o nella soprastante cornice. Altro fattore fondamentale per stimare la qualità dell'illuminazione che abbiamo nominato numerose volte è l'indice UGR, indispensabile per valutare l'abbagliamento molesto prodotto da una sorgente luminosa. Nella fattispecie del caso studio, senza possibilità di misurare la distribuzione delle luminanze, non si è potuta svolgere una stima accurata dell'indice. Procedendo attraverso i metodi derivati proposti dalla UNI 11165, si sono ottenuti valori troppo abbondanti, in quanto i prospetti della norma sono riferiti ad ambienti costituiti da superfici con riflettanze relativamente basse, che producendo alti contrasti di luminanza provocherebbero abbagliamento. In generale possiamo affermare, che le sorgenti presenti nell'aula non provocano fenomeni di abbagliamento, sia perché sono montate ad una altezza elevata, quasi al di fuori del campo visivo, sia perché sono dotate di diffusore antiabbagliamento. Concludendo con i requisiti numericamente quantificabili, l'indice di resa del colore, che è il parametro che indica quanto le sorgenti luminose alterino i colori, risulta pienamente soddisfatto: le lampade hanno un Ra tra 80-89, sufficiente per tutte e tre gli scenari d utilizzo. Infine è opportuno fare un breve cenno ai restanti requisiti. Come si è detto, solo tre dei nove requisiti che definiscono le classi di qualità della progettazione illuminotecnica sono numericamente confrontabili con i valori limite della UNI 12464-1. Per i restanti sei, abbiamo visto, che la norma fornisce solo una

Casi studio

61

descrizione verbale, da cui non è possibile determinarne con certezza l'adempimento. A titolo esplicativo commentiamo brevemente questi ultimi in relazione al caso studio. •

Prevenzione di sfarfallamento ed effetti stroboscopici: non sono presenti apparecchi illuminanti che presentano questo tipo di problematiche, quindi il requisito è soddisfatto; • Controllo appropriato di riflessioni velanti e abbagliamento riflesso: tali fenomeni sono assenti, sia perché le superfici sono opache e le pareti e i soffitti chiare, sia grazie all'utilizzo di lampade di grande superficie; • Prevenzione delle ombre dure o delle luci troppo diffuse per fornire un buon modellato: in generale, la presenza esclusiva di luci diffuse, non consente la formazione di un buon modellato; • Corretta distribuzione della luminanza nel locale: nonostante non si sia potuto verificarlo attraverso misurazioni, non è difficile immaginare che la distribuzione delle luminanze sia equilibrata per via dell'assenza di superfici particolarmente scure e assorbenti. • Attenzione speciale alla comunicazione visiva con adeguato illuminamento cilindrico dei volti: anche in questo caso, non potendo calcolare l'illuminamento cilindrico, si può comunque affermare che per via dell' andamento orizzontale del fascio luminoso, l'illuminazione dei volti risulta opportuna; • Attenzione speciale alle questioni legate alla salute: non sono necessari ulteriori approfondimenti sull'aumento del fabbisogno di illuminamento. In definitiva possiamo affermare che la classe di qualità della progettazione illuminotecnica di quest'aula, non sia neanche la

62

Casi studio

minore, in quanto non risulta soddisfatto un parametro fondamentale quale l'illuminamento. Ricordiamo però, che per il primo scenario di utilizzo, ovvero quello di aula scolastica, la distribuzione degli illuminamenti risulta sufficiente per svolgere le attività, e che pertanto, considerati tutti i fattori, si possa affermare che la qualità della progettazione sia "buona".

5.4 PROPOSTE DI PROGETTO Nel precedente paragrafo, abbiamo dato luce alle problematiche il caso studio presenta dal punto di vista illuminotecnico. In particolare la principale criticità è dovuta alla mancanza dell'opportuno illuminamento sui piani di lavoro. A tal proposito abbiamo elaborato, attraverso al software di progettazione iluminotecnica DIALux, due proposte di progetto, nella sola condizione di luce artificiale, che fornirebbero allo spazio in analisi, un illuminazione più consona alle attività che vi si svolgono. Ci preme mettere in evidenza che i risultati ottenuti col software, sono da leggere con occhio critico rispetto a quelli ottenuti attraverso le misurazioni in situ, in quanto alla data delle misurazioni l'aula risultatava allestita in un modo differente e statisticamente è molto meno frequente di quello proposto nelle simulazioni. Le due proposte derivano da due atteggiamenti diversi nei confronti del progetto; il primo si basa sulla volontà di adeguare l'illuminazione presente allo stato di fatto, potenziandola attraverso interventi mirati e a basso costo; la seconda all'opposto, si basa sulla sostituzione completa degli apparecchi illuminanti, al fine di inserirne di più nuovi. Nel primo caso si è pensato di contenere il problema, dovuto al mancato sfruttamento7 di 7

Per via dello scorretto montaggio delle lampade, metà del flusso luminoso viene disperso

nella volta dell'aula.

Casi studio

63

buona parte del flusso luminoso delle sorgenti luminose, attraverso l'inserimento di due superfici curve in alluminio riflettente, poste al di sopra delle lampade. Queste superfici hanno un funzionamento analogo a quello di due riflettori parabolici, che consentono di convogliare il flusso altrimenti inutilizzato, nella parte bassa dell'aula. Questa soluzione porterebbe ad un innalzamento dell'illuminamento medio sul piano di lavoro da 359 lx8 a 440 lx (fig. 12-13), con un massimo di 714 lx e un uniformità soddisfacente. L'innalzamento dell'illuminamento non è ancora sufficiente per le attività di aula da disegno tecnico, però vista lo scopo didattico della proposta, è del tutto soddisfaciente. Anche lato luminanze, la proposta fornisce buoni risultati: la luminanza del compito visivo è 77,4 cd/m2, è nel giusto rapporto9, sia con le luminanze minime e massime dello sfondo, rispettivamente 14 cd/m2 e 213 cd/m2, sia con quelle delle zone adiacenti il compito, rispettivamente 39,3 cd/m2 e 108 cd/m2. Per quanto concerne l'abbagliamento, non si sono registrati problemi, in quanto l'indice UGR è pari a 14,5, quindi minore a 1910. La seconda proposta vede invece la sostituzione completa degli apparecchi illuminanti. Le considerazioni dalle quali siamo partiti sono le seguenti: •

8

Il flusso luminoso è chiaramente insufficiente, infatti anche orientando opportunamente le plafoniere ( cosa che peral-

Da non confondersi con l'illuminamento medio ottenuto attraverso le misurazioni in situ;

l'utilizzo di un software comporta una serie di semplificazioni e astrazioni dalla realtà che rendono di fatto impossibile l'ottenimento di stessi risultati, che rimangono comunque confrontabili. 9

Per "giusto rapporto" si intende Lcompito/ Lsfondo MIN=10; Lcompito/ Lsfondo MAX=0,1; Lcompito/ Lzone =3; Lcompito/ Lzone adiacenti MAX=0,33.

adiacenti MIN

10

Si ricordi che per i compiti visivi che hanno sede nell'aula la UNI EN 12464-1 suggeri-

sce valori minori di 19.

64

Casi studio

•

•

•

tro complicherebbe notevolmente il montaggio) i risultati non sarebbero completamente soddisfacenti; sarebbero necessarie, per il montaggio a parete, delle sorgenti, con curva fotometrica asimmetrica, perché tutto il flusso venga convogliato delle aree dei compiti visivi; d'altra parte è difficile trovare sorgenti lineari con tali caratteristiche; Potrebbe essere opportuno conciliare il fabbisogno di illuminamento con il miglioramento del modellato, totalmente assente nell'aula; La scelta della sorgente, sarà vincolata dal problema dell'abbagliamento molesto, ricorrente nelle sorgenti di piccole dimensioni con alto flusso luminoso;

Fatte queste considerazioni, si è scelto di utilizzare sei proiettori led (tre per lato) tipo " Disano 1723 Cripto big " con flusso asimmetrico a 50° (fig.11), quattro di questi con potenza pari a 196 W sono disposti ad un quarto e tre quarti della lunghezza dell'aula, e i restanti due da 125 W sono disposti a due quarti dell'aula. Tutti i riflettori vengono puntati verso la volta per due ragioni. La prima, è che essendo sorgenti puntuali ad alto flusso, se non fossero orientate verso l'alto, provocherebbero sicuramente abbagliamento molesto; la seconda è che la volta si presta perfettamente ad essere un diffusore di luce collaborando al miglioramento del modedellato: l'illuminazione diffusa che irradia, illumina il compito visivo, ma contemporaneamente il flusso delle sorgenti primarie, mette in evidenza in maniera chiaroscurale le irregolarità della superficie curva della copertura, e le cornici in gesso che la decorano. I parametri illuminotecnici sono altrettanto verificati, in quanto sia l'illuminamento, sia la distribuzione delle luminanze e l'abba-

Casi studio

65

gliamento, rientrano all'interno dei valori suggeriti dalle norme. L'illuminamento in medio è di 835 lx con uniformità soddisfacenti, mentre quello massimo supera i 900 lx (fig.14). Anche gli illuminamenti risultano ben distribuiti la luminanza del compito visivo è 144 cd/m2, è nel giusto rapporto, sia con le luminanze minime e massime dello sfondo, rispettivamente 41,6 cd/m2 e 330 cd/m2, sia con quelle delle zone adiacenti il compito, rispettivamente 95,4 cd/m2 e 218 cd/m2. Non è difficile immaginare che per via della disposizione degli apparecchi, anche l'abbagliamento risulta verificato, con valori di UGR inferiori a 1011. È necessario puntualizzare che per le considerazioni iniziali che abbiamo descritto riguardo le condizioni di utilizzo dell'aula, non sempre una condizione di illuminazione sufficiente per uno scenario, può essere opportuna per gli altri, al contrario, un eccessiva distribuzione degli illuminamenti può rendere sconfortevole, l'utilizzo dell'aula in determinate condizioni. A tal proposito è sempre opportuno disporre l'impianto elettrico in modo tale da poter consentire l'accensione indipendente degli apparecchi . Concludiamo il presente lavoro con una considerazione sulle proposte di progetto appena presentate. Perché venga compreso lo spirito delle scelte che hanno portato alle due proposte, è importante sottolineare la loro totale indipendenza da qualsiasi ragionamento approfondito di carattere economico. La progettazione non è stata svolta con la pretesa di proporre una soluzione economicamente più vantaggiosa, ma piuttosto con l'obiettivo di fornire un proposta corretta dal punto di vista illuminotecnico.

11

L'indice UGR può variare tra 10 ≤ UGR ≤ 30, pertanto, se anche dal calcolo si ricavasse

un valore inferiore a 10, si dovrebbe prendere comunque 10.

66

Casi studio

APPARECCHIO •

dimensioni: 36 x 50 x 8,2 cm

•

ottica: Asimmetrico, con sistema a ottiche combinate in PMMA. Recuperatori di flusso in policarbonato.

•

rendimento ottico: 92 %

•

n° led : 16/25

LAMPADA •

f. luminoso: 16700/26200 lm

•

temperatura di colore : 4000 K

•

indice di resa cromatica: 90

•

e. luminosa : 113,6/132,3 lm/W

•

durata di vita: 100000 H

19000

12000

180°

170° 160°

150°

140°

15833

130°

10000 12667

8000

120°

9500

6000 110°

6333

4000 3617

100°

2000 0,00

90°

2000

80°

3617

4000

70°

6333

6000 9500

60°

8000 12667

10000

50°

15833

12000 19000

0°

Fig. 11 Dati fotometrici Disano 1723 Cripto

10°

20° 0° H

30°

40° 90° H

Casi studio

67

12

10

8

6

4

2

0

(m)

a)

0

1,6

3,57

5,8

7,4

Fig. 12 Stato di fatto a) Illuminamento sul piano di lavoro b) Illuminamento c) Luminanze d) Vista renderizzata 276-235 lx

68

276-235 lx

Casi studio

235-200 lx

200-136 lx

b) 449-417 lx

417-387 lx

387-360 lx

360-334 lx

334-310 lx

310-288 lx

288-268 lx

268-249 lx

249-231 lx

231-215 lx

215-200 lx

200-116 lx

300-220 cd/m2

220-161 cd/m2

161-118 cd/m2

118-87 cd/m2

87-64 cd/m2

64-47 cd/m2

47-34 cd/m2

34-25 cd/m2

25-18 cd/m2

18-14 cd/m2

14-10 cd/m2

10-7 cd/m2

c)

d)

Casi studio

69

12

10

8

6

4

2

0

(m)

0

1,6

3,57

5,8

7,4

Fig. 13 Stato con i deflettori a) Illuminamento sul piano di lavoro b) Illuminamento c) Luminanze d) Vista renderizzata 498-396 lx

70

396-315 lx

Casi studio

315-251 lx

251-200 lx

200-139 lx

b) 700-508 lx

598-511 lx

511-437 lx

437-374 lx

374-319 lx

319-273 lx

273-233 lx

233-200 lx

200-120 lx

231-215 lx

215-200 lx

200-116 lx

300-220 cd/m2

220-161 cd/m2

161-118 cd/m2

118-87 cd/m2

87-64 cd/m2

64-47 cd/m2

47-34 cd/m2

34-25 cd/ma2

25-18 cd/m2

18-14 cd/m2

14-10 cd/m2

10-7 cd/m2

c)

d)

Casi studio

71

12

10

8

6

4

2

0

(m)

0

1,6

3,57

5,8

7,4

Fig. 14 Progetto a) Illuminamento sul piano di lavoro b) Illuminamento c) Luminanze d) Vista renderizzata 1000-750lx

72

750-709 lx

Casi studio

709-670 lx

670-633lx

633-600 lx

b) 1600-1424 lx

1424-1267 lx

1267-1003 lx

1003-893 lx

707-629 lx

629-560 lx

560-499 lx

499-282 lx

893-795 lx

795-707 lx

c) 400-296 cd/m2

296-219 cd/m2

219-162 cd/m2

162-120 cd/m2

120-89 cd/m2

66-49 cd/ma2

49-36 cd/m2

36-27 cd/m2

27-20 cd/m2

20-14 cd/m2

89-66 cd/m2

d)

Casi studio

73

BIBLIOGRAFIA A. CARTA, M. OPPINI, B. BELLINA, M. CRIPPA, R. LUCCHINI, S. PORRU, L. ALESSIO, Il lavoro con impegno visivo e al videoterminale: rischi, effetti sulla salute e prevenzione alla luce di una casistica clinica. Giornale Italiano di Medicina del Lavoro ed Ergonomia, n. 32 (4), 2010. F. LECCESE, G. SALVADORI, M. CASINI, M. BERTOZZI, Illuminazione nei luoghi di lavoro: benessere, salute e sicurezza dei lavoratori, II Convegno di Ingegneria Forense- V Convegno su Crolli, Affidabilità strutturale, consolidameto, Pisa, 15-17 novembre 2012. F. LECCESE, G.SALVADORI, M.CASINI, M. BERTOZZI, Risk assessment illuminotecnico nei luoghi di lavoro, in Prestazione illuminotecnica nei luoghi di lavoro, Ottobre 2012. G. MONCADA LO GIUDICE, A. DE LIETO VOLLARO, Illuminotecnica, Milano, Casa Editrice Ambrosiana, 2007. N. MAROTTA, Introduzione alla sicurezza civile e industriale – Definizioni, principi, metodi e concetti generali, Maggioli Editore, Rimini, 2011. G. TAINO, M. FERRARI, I.J. MESTAD, F. FABRIS, M. IMBRIANI, Astenopia e lavoro al videoterminale: studio di una popolazione di 191 lavoratori esposti al rischio mediante somministrazione di questiona- rio anamnestico mirato e valutazione oftalmologia. Giornale Italiano di Medicina del Lavoro ed Ergonomia, n. 28 (4), 2006. “Coordinamento tecnico interregionale della prevenzione nei luoghi di lavoro” in collaborazione con ISPESL, Microclima, aerazione e illuminazione nei luoghi di lavoro – Requisiti e standard – Indicazioni operative e progettuali – Linee Guida, 2006.

Bibliografia

75

NORMATIVA DI RIFERIMENTO Legislazione italiana: Circolare Ministero dei Lavori Pubblici 22 maggio 1967 n. 3151. Criteri di valutazione delle grandezze atte a rappresentare le proprietà termiche, igrotermiche, di ventilazione e di illuminazione delle costruzioni edilizie; Circolare Ministero dei Lavori Pubblici 22 novembre 1974 n. 13011. Requisiti fisico-tecnici per le costruzioni edilizie ospedaliere. Proprietà termiche, igrometriche, di ventilazione e di illuminazione; Decreto Ministro dei Lavori Pubblici di concerto con il Ministro della Pubblica Istruzione 18 dicembre 1975. Norme tecniche aggiornate relative all'edilizia scolastica, ivi compresi gli indici di funzionalità didattica, edilizia ed urbanistica, da osservarsi nella esecuzione di opere di edilizia scolastica. Decreto Legislativo 19 settembre 1994 n. 626. Misure per la tutela della salute e per la sicurezza dei lavoratori durante il lavoro, in tutti i settori di attività privati o pubblici. Decreto Ministero del Lavoro e Previdenza Sociale di concerto con il Ministro delle Sanità 2 ottobre 2000. Visto l'art. 56, comma 3, del D.lgs 19/09/1994, n. 626, che prevede l'emanazione di una linea guida d'uso dei videoterminali; è adottata l'allegata linea guida d'uso dei videoterminali; Decreto Legislativo 9 aprile 2008 n. 81. Testo unico sulla salute e sicurezza sul lavoro;

76

Bibliografia

Normativa tecnica standardizzata UNI EN 12464-1 del 2011. Illuminazione dei posti di lavoro Parte 1: posti di lavoro in interni; UNI EN 15193 del 2008. Prestazione energetica degli edifici Requisiti energetici per illuminazione; UNI EN 11165 del 2005. Illuminazione di interni - Valutazione dell' abbagliamento molesto con il metodo UGR; UNI EN 11142 del 2004. Fotometri portatili - Caratteristiche prestazionali; UNI EN 1838 del 2000. Illuminazione di emergenza

Bibliografia

77