UNIVERSITA’
DEGLI STUDI DI FIRENZE
FACOLTA’
DI ARCHITETTURA
DIPARTIMENTO
DI TECNOLOGIE DELL’ARCHITETTURA E DESIGN
TESI DI LAUREA SPECIALISTICA IN ARCHITETTURA – UE
A.A.
2003 - 2004
DAYLIGHT
RESPONSIVE DESIGN
La
Riqualificazione illuminotecnica della biblioteca della Facoltà di
Architettura, Università di Firenze
RELATORE:
PROF. MARCO SALA
LAUREANDO:
ALI RAHBAR
Estratto:
La presente
tesi si concentra sull’applicazione di un sistema integrato di luce naturale
ed artificiale e in modo particolare cerca di valutare la qualità della
condizione d’illuminazione dello stato attuale di una biblioteca e proporre
alcune alternative e strategie per migliorarla.
L’
ipotesi della tesi esprime che l’attuale sistema d’illuminazione della
biblioteca non funziona come dovrebbe e non risponde né alle variabili
condizioni della luce né alle esigenze e
soddisfazioni degli utenti della biblioteca.
Per
poterla verificare, quest’ipotesi, è stata divisa in specifiche questioni
della verifica come per esempio, la verifica della distribuzione
d’illuminamento nella biblioteca, lighting power density, la penetrazione
della luce del giorno nei locali della biblioteca, il metodo di utilizzo
dell’energia elettrica, il consumo e il risparmio energetico e in fine, il
parere degli studenti sulla condizione generale d’illuminazione della
biblioteca.
A
Secondo dei problemi scoperti tramite la suddetta valutazione, una soluzione è
stata proposta, cercando di presentare ed applicare un semplice, pratico ed
innovativo sistema integrato della luce naturale ed artificiale.
Spero
che la presente ricerca più di una sola valutazione dello stato di fatto ed il
suo sistema d’illuminazione, diventi il passo iniziale di una ricerca
consecutiva che sviluppi ancora di più le nostre osservazioni ed
interpretazioni della questione tratta in questa tesi.
Ipotesi:
Come
si è detto prima, l’ipotesi della presente tesi esprime che:
L’attuale
sistema d’illuminazione della biblioteca non funziona come dovrebbe e non
risponde né alle variabili condizioni della luce né alle esigenze e
soddisfazioni dei utenti della biblioteca.
Per
verificare l’ipotesi suddetta e raccogliere i relativi dati, le specifiche
domande sono state poste:
·
Com’è la
distribuzione d’illuminamento sui tavoli di studio?
·
Qual’è la
quantità del “lighting power density” nei locali
della biblioteca e come si confronta con i propri standard
d’illuminazione?
·
Fino a quale
profondità la luce naturale penetra dentro gli spazi interni?
·
Quanto luce
naturale è stata presa in considerazione per l’organizzazione dell’attività
della biblioteca?
·
Qual’è il
modello d’uso d’illuminazione artificiale nelle zone interne? Qual’è il
modello d’illuminazione localizzata nei posti di studio?
·
Quanto
l’illuminazione artificiale è stata presa in considerazione per completare
l’illuminazione naturale?
·
Quanto gli
utenti della biblioteca sentono l’abbagliamento nel loro posto di studio?
·
Quanta energia
consuma il sistema attuale d’illuminazione?
·
Qual’è la
percezione degli utenti sull’ambiente della biblioteca e il suo attuale
sistema d’illuminazione?
Metodi
e Strumenti di Valutazione:
La valutazione della condizione d’illuminazione della biblioteca è stata fatta attraverso tre metodi diversi: Misurazioni, Simulazione e sondaggio.
· Misurazioni:
La verifica dell’ipotesi proposta si è effettuata seguendo una procedura sistematica per la valutazione della luce nella biblioteca. La procedura includeva la raccolta delle informazioni, l’osservazione del modello della distribuzione della luce nei locali della biblioteca, la valutazione del modello d’occupazione delle sale di studio nei diversi tempi nell’arco del giorno e la qualità del comfort visivo durante questi tempi. Poi, i risultati ottenuti sono stati confrontati con le norme di “Illumination Engineering Society” (IES) o con altri standard disponibili nel campo d’illuminazione. I passi fatti in questa fase sono:
La decisione di concentrare sull’argomento dell’illuminazione è stata presa dopo una visita preliminare, quando le misurazioni preliminari ed impressioni generali dello spazio interno della biblioteca sono stati raccolti. Ipotizzando che le condizioni d’illuminazione, sia artificiale che naturale, non sono adatte per l'attività tipica della biblioteca, ho iniziato a confrontare le diverse questioni relative e svolgere le misurazioni finali. Cinque sale di studio sono state selezionate per fare le misurazioni considerando la loro facile accessibilità e il poco disturbo delle attività della biblioteca.
Il livello d’illuminamento nell’altezza dei tavoli di studio (85 cm) e gli scaffali è stato misurato in ‘lux’ per mezzo di un luxmetro per raccogliere dati numerici d’illuminamento e modificare un modello virtuale 3D, sperando di ottenere una simulazione simile allo stato attuale. Le misurazioni d’illuminamento sono state la base di creazione delle mappe di ‘isolux’ dei locali della biblioteca per la suddivisione gli spazi interni nelle diverse zone. I dati ottenuti poi sono state confrontate con le norme disponibili d’illuminazione.
Passo 3:
Sono stato coinvolto nelle attività tipiche della biblioteca per l’osservazione d’adattamento delle condizioni d’illuminazione e del rapporto di luminosità durante vari momenti del giorno. La variazione della condizione meteo è stata un’opportunità per la verifica della prestazione del modello d’illuminazione sia nei giorni con cielo sereno sia nei giorni nuvolosi. Facendo una completa fotografia ed un rilievo degli spazi interni ed attraverso la misurazione, ho calcolato il rapporto di luminosità ed i suoi relativi livelli e li ho confrontato con le norme d’illuminazione.
Le lampade dello stato attuale della biblioteca sono state contate e classificate ed il loro wattagio totale è stato calcolato. Dividendo questa cifra alla metratura del pavimento, il parametro di “lighting power density” nelle sale di studio e stato stimato e confrontato alle relative norme d’illuminazione.
· Simulazione:
Un
dettagliato modello 3d è stato fatto per mezzo di ARCHICAD 8
ed è stato trasferito ai diversi softwers (ECO-TECT and VIZ RENDER)
utilizzando i propri materiali e gli impianti d’illuminazione per la
simulazione del livello d'illuminamento attraverso le immagini di “Isolux” e
“falsecolors” e per la valutazione dell’attuale sistema d’illuminazione
e la quantità della luce naturale disponibile. Altri parametri relativi come ad
esempio “fattore della luce diurna” e “ livello di luminosità” sono
stati misurati, verificati e confrontati con le norme d’illuminazione, tutti
attraverso questa simulazione. È stata scoperta, infatti, una sufficiente
convergenza fra i dati dello stato attuale e
i dati ottenuti attraverso la simulazione che ha confermato la validità
del metodo utilizzato per la simulazione.
clicca qui per vedere le immagini
·
Sondaggio
Un
sondaggio sistematico delle opinioni degli utenti sul ambiente interno può
aiutare a capire vantaggi e svantaggi del sistema attuale d’illuminazione e la
condizione d’uso creato tramite la progettazione interna. L’insoddisfazione
espressa deve essere usata per capire dove e per quale ragione i problemi
esistono. In questo modo fattibili cambiamenti possono essere fatti per
migliorare l’ambiente interno. Una valutazione dello stato attuale mostra
quanto è corretto il presente sistema d’illuminazione, dove sono i problemi e
come la prestazione attuale può essere migliorata.
Ho
indagato le percezioni degli utenti della biblioteca sulla qualità
dell’illuminazione, il comfort visivo ed altri parametri ambientali. Un
questionario è stato redatto e distribuito fra gli studenti. Esso è stato
un’opportunità per i frequenti utenti della biblioteca per commentare sistema
d’illuminazione. Questo sondaggio ci guida all’analisi dei successi e
difetti dell’attuale sistema d’illuminazione della biblioteca.
I risultati
ottenuti tramite le misurazioni, la simulazione e il sondaggio, confermano
l’ipotesi della tesi, mostrando che l’attuale condizione d’illuminazione,
sia quella artificiale che quella naturale, è impropria per l'attività tipica
della biblioteca.
In particolare, il livello d’illuminazione sui tavoli di studio e fra gli scaffali, è la quantità minima raccomandata dalle norme d’illuminazione ed in alcune parti anzi al di sotto di questa minima. Ci sono delle potenziali sorgenti d’abbagliamento e la contribuzione della luce naturale per illuminare le sale di studio è bassa. Poiché tutte le lampade sono controllate a mano, l’energia elettrica si perde con poca possibilità d’impostare le sorgenti della luce in rapporto all’esigenza dell’utente e la disponibile luce diurna. Peraltro, in alcune parti della biblioteca , la forma e la posizione degli arredi impediscono luce del giorno di penetrare attraverso le finestre. Quindi, le motivazioni per lo sviluppo di un nuovo sistema d’illuminazione sono gli svantaggi scoperti nell’attuale sistema.
Soluzioni
Quando un
edificio si completa, è critico valutarlo periodicamente per capire come il suo
sistema d’illuminazione funziona e quanto assicura la massima prestazione. Un
controllo iniziale e un collaudo regolare degli impianti può migliorare la
prestazione del sistema. Per quanto riguarda l’illuminazione di una
biblioteca, il sistema progettato deve essere flessibile per rispondere alle
preferenze degli utenti e nello stesso tempo produrre un’illuminazione con
efficiente consumo energetico e con alta qualità per vari compiti visivi.
La presente tesi propone un sistema alternativo utilizzando un prodotto innovativo dell’illuminazione naturale ed artificiale (il sistema delle guide ottiche 3M) per migliorare la condizione illuminotecnica della biblioteca e fornire una luce adeguata per i tavoli di studio, postazioni dei computer e scaffali. La sistemazione interna e l’arredamento sono stati modificati e una nuova illuminazione globale e localizzata è stata definita sulla base delle zone d’illuminamento e tramite un approccio integrato.
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