Calcolo illuminotecnico: come (e perché) conviene farlo

L'illuminotecnica è una disciplina che si occupa dello studio e dell'applicazione della luce artificiale all'interno degli ambienti, siano essi una casa, un negozio o uno spazio esterno come un giardino.  

L’obiettivo di questa disciplina è creare condizioni di illuminazione confortevoli ed efficienti, tenendo conto di diversi fattori come l'illuminazione naturale ambientale, la distribuzione della luce, il controllo dell'illuminazione e l'efficienza energetica (con particolare attenzione al tema del risparmio di energia elettrica). 

Per calcolare la quantità di luce necessaria, determinare il numero di lampade richieste, valutare l'uniformità dell'illuminazione e simulare l'effetto finale prima dell'installazione, è necessario effettuare il calcolo illuminotecnico.  

Per questo tipo di calcolo devono essere presi in considerazione diversi fattori:  

• una buona conoscenza dell’ambiente da allestire: in particolare, i materiali e il colore delle pareti o anche dell’arredamento presente per determinare la quantità e il tipo di luci necessarie per garantire una corretta illuminazione; 
• un’analisi delle fonti di luce dell’ambiente da progettare: si fa riferimento sia alla luce solare sia a quella artificiale, per la quale serviranno anche le schede tecniche delle lampade che si andranno a utilizzare.  

In sostanza, il calcolo illuminotecnico è essenziale per garantire livelli adeguati di illuminazione, attraverso un sistema che sia anche efficiente dal punto di vista energetico e che distribuisca l’illuminazione in modo uniforme in tutto l’ambiente. 

Prima di capire come effettuare il calcolo, e chiarire se questo può essere effettuato manualmente o con l’aiuto di software specifici, è bene conoscere i fattori che vengono presi in considerazione per il calcolo illuminotecnico.  

Questi, infatti, vengono utilizzati per determinare il tipo di illuminazione, la quantità e la tipologie di lampadine necessarie, nonché la loro ubicazione all’interno dell’ambiente da allestire.  

Anche quando non si esegue manualmente il calcolo illuminotecnico, è comunque importante conoscere i fattori presi in considerazione. Per comodità, di seguito illustreremo solo alcuni dei fattori che vengono utilizzati per effettuare il calcolo, concentrandoci su quelli fondamentali da conoscere anche per la formula base. 

Il fattore di utilizzazione (U), nel contesto del calcolo illuminotecnico, rappresenta la frazione della luce emessa da una sorgente luminosa che raggiunge la superficie di interesse, come ad esempio il piano di lavoro di un'area specifica. In altre parole, il fattore di utilizzazione indica l'efficienza con cui la luce generata viene effettivamente utilizzata nell'ambiente.   

Questo fattore viene influenzato anche dalla distribuzione della luce che può essere diretta, indiretta o mista.  

• Nel primo caso, si fa riferimento a quella che illumina una parte circoscritta, per esempio quella che proviene da una lampada da tavolo.  
• Nel secondo, invece, ci si riferisce alla luce emessa in modo uniforme, come la luce solare che proviene dall’esterno.  
• Con luce mista, invece, si intende la combinazione delle fonti di luce diretta e indiretta.  

Il fattore di manutenzione riguarda, invece, la riduzione del flusso luminoso nel tempo a causa dell'invecchiamento delle sorgenti luminose e dell'accumulo di polvere o sporco sulle superfici degli apparecchi di illuminazione.  

Questi, infatti, con il passare del tempo possono usurarsi e, di conseguenza, risultare meno efficienti in termini di illuminazione. Si tiene in considerazione, dunque, anche l’intervallo di manutenzione.  

Questo dipende anche dal tipo di ambiente, dal momento che in luoghi più puliti, come ospedali o uffici, questo sarà nettamente minore rispetto, per esempio, a quello necessario per la manutenzione dei sistemi di illuminazione degli ambienti industriali. 

Il coefficiente di riflessione rappresenta la percentuale di luce incidente su una superficie che viene riflessa nell'ambiente.  

• Superfici con un coefficiente di riflessione elevato, come pareti chiare o pavimenti lucidi, riflettono una maggiore quantità di luce, contribuendo a una migliore distribuzione dell'illuminazione e a un maggior livello di luminosità complessiva.  
• Al contrario, superfici con un coefficiente di riflessione basso, come pareti scure o pavimenti opachi, assorbono una maggiore quantità di luce, riducendo la distribuzione dell'illuminazione e richiedendo, di conseguenza, una maggiore presenza di luci. 

Quelli che abbiamo pocanzi analizzato sono solo alcuni (benché fondamentali) parametri che vengono presi in considerazione per effettuare il calcolo illuminotecnico che in ben pochi contesti può essere fatto manualmente.  

In ogni caso, una delle formule base che possono essere utilizzate per effettuare questo calcolo è:  

flusso luminoso totale = Em*S/ U*M 

• U sta a indicare il fattore di utilizzazione,  
• mentre M rappresenta il fattore di manutenzione.  
• Per Em, invece, si intende la quantità di luce incidente su di una determinata superficie (lux). 
• Per S, infine, si indica la superficie totale dell’ambiente, espressa in metri quadri.  

Quindi, moltiplicando l'emissione luminosa della singola sorgente (Em) per la superficie dell'ambiente (S) e successivamente dividendo il risultato per il prodotto del fattore di utilizzazione (U) e del fattore di manutenzione (M), otteniamo il flusso luminoso totale nell'ambiente. 

È importante notare che questa è solo una delle formule utilizzate nel calcolo illuminotecnico e che ci possono essere altre variabili e fattori da considerare in base alle specifiche esigenze dell'ambiente e degli standard applicabili. 

Come abbiamo visto, il calcolo illuminotecnico non è un’operazione semplice, proprio a causa dei molteplici fattori che devono essere presi in considerazione.  

• È per questo motivo che, in genere, effettuare il calcolo illuminotecnico manualmente è sconsigliato o, comunque, potrebbe risultare veramente complicato, specialmente se il progetto è molto complesso o riguarda un ambiente molto ampio.  
• Come per molte altre cose, la tecnologia viene in aiuto anche per quanto riguarda il calcolo dell’illuminazione di uno spazio, del numero di lampade necessarie per l’illuminazione corretta e la loro ubicazione. Negli anni, infatti, sono stati sviluppati sempre più software in grado di fornire una simulazione, un’anteprima del risultato finale. Se è vero che alcuni software di rendering hanno sempre permesso di farsi un’idea delle emissioni degli apparecchi di illuminazione, lo è anche che generalmente si tratta di dimostrazioni non precise che poco rispecchiano la realtà del risultato.  

Oggi chiunque voglia progettare l’illuminazione di spazi interni o esterni, tra cui professionisti come architetti o designer, ha la possibilità di sfruttare le potenzialità dei software per il calcolo illuminotecnico.  

Questi consentono spesso di effettuare il calcolo con grande precisione, rivelandosi però anche molto intuitivi e di facile apprendimento. Permettono, quindi, di facilitare e velocizzare il lavoro, ottenendo anche risultati più fedeli al vero risultato finale.

La tecnologia facilita ormai moltissime attività umane, offrendo anche maggiore precisione e risultati sempre più vicini alla realtà. In particolare, i vantaggi di scegliere di utilizzare software appositi per il calcolo illuminotecnico sono molteplici e riguardano:  

• Precisione: i software per il calcolo illuminotecnico utilizzano algoritmi avanzati e modelli di illuminazione accurati per fornire risultati più precisi e ottenere valutazioni più affidabili; 
• Velocità ed efficienza: il software automatizza calcoli complessi e riduce il tempo necessario per eseguire analisi illuminotecniche dettagliate, consentendo di risparmiare tempo e risorse rispetto all'elaborazione manuale dei calcoli; 
• Personalizzazione: è possibile adattare i parametri e le impostazioni alle specifiche esigenze dell'ambiente e dell'attività, con la possibilità di definire diverse sorgenti di luce, impostare criteri di illuminazione specifici e valutare scenari diversi; 
• Visualizzazione grafica: sono spesso presenti funzionalità di visualizzazione grafica come mappe di illuminazione, grafici di distribuzione luminosa, isole di luce e rappresentazioni tridimensionali dell'ambiente; 
• Conformità agli standard: i software per il calcolo illuminotecnico tengono conto di normative e standard specifici nel campo dell'illuminazione, consentendo di verificare se i livelli di illuminazione soddisfano i requisiti normativi e di conformità. 

In linea generale, quindi, è sempre consigliabile effettuare il calcolo illuminotecnico facendo affidamento a software, piuttosto che dandosi a imprecisi e approssimativi calcoli manuali. Questo consentirà di progettare un impianto di illuminazione efficiente e ridurre gli sprechi di energia elettrica.