calcolare il fattore medio di luce diurna

Nelle nuove costruzioni, ma anche nelle ristrutturazioni dell'esistente, è obbligatorio verificare che, per ciascun ambiente abitabile (camere da letto, salone, pranzo e cucina) negli appartamenti vi sia un "fattore di luce diurna medio" pari o superiore al 2%. L'obbligo deriva dal decreto sanità del 1975 ed è stato recepito da molti dei regolamenti edilizi locali, tra cui quello di Roma. Vediamo cos'è, a cosa serve, e come si calcola.

COSA E'

il fattore luce diurna è il rapporto tra il livello di illuminamento (lux) che avrebbe una superficie posta all'esterno del locale, in una giornata di sole "coperto" (schermato dalle nubi) ed ipotizzando che non vi sia nessun ostacolo intorno all'area di calcolo, e il livello di illuminamento della superficie dell'ambiente interno, considerata con tutte le impedenze esistenti (dunque non solo la finestra in sè, ma anche tutte le ostruzioni poste al di fuori della finestra che limitano la porzione di cielo visibile).

Dato che si tratta di un rapporto tra grandezze che hanno la stessa unità di misura, il risultato è un numero puro. Si esprime, per convenzione, in percentuale.

Appare intuitivo che la stanza in un attico che ha un finestrone enorme avrà un rapporto tra illuminamento interno ed esterno più alto che non un ambiente che affaccia in una chiostrina da cui si vede solo una minuscola porzione di cielo. Meno intuitivo, forse, è il fatto che tale fattore varia sensibilmente al variare di tantissimi elementi diversi, tra cui non solo la forma della stanza in sè, ma anche il colore delle pareti interne nonché il colore delle superfici delle occlusioni esterne. è curioso notare che prendendo lo stesso, identico ambiente con le stesse occlusioni esterne il fattore luce diurna cambi al cambiare della latitudine del progetto: in questo caso il sud è avvantaggiato, in quanto più si scende nel mezzogiorno e più i parametri di calcolo sono favorevoli. Comunque tale variazione è relativamente poco apprezzabile in concreto, trattandosi sostanzialmente del calcolo di un rapporto tra illuminamento interno ed esterno (ovviamente, invece, cambia di molto il valore assoluto dei lux: al sud italia possono essere anche il 30% in più delle città più a nord).

Dunque il fattore luce diurno è proporzionale alla dimensione della superficie finestrata dell'ambiente (contribuisce al calcolo sia la porzione fissa che quella apribile dell'infisso): la legge specifica che, in ogni caso, la porzione di finestratura (apribile) deve comunque essere pari o superiore ad 1/8 della superficie calpestabile dell'ambiente. Dunque il fattore luce diurno non è un parametro che può essere utilizzato per "giustificare" finestre più piccole di 1/8.

QUANDO VA CALCOLATO

In ogni nuova costruzione bisogna verificare che tutti gli ambienti residenziali abbiano il fattore luce diurna superiore al 2%. Altre destinazioni d'uso hanno valori minimi differenti. L'obbilgo tuttavia non è limitato alle nuove costruzioni, ma, formalmente, anche in qualunque intervento sull'esistente che va ad incidere su almeno uno dei fattori che determinano il risultato. Tecnicamente, dunque, anche il tinteggiare la parete interna di una stanza con un colore diverso, andando a cambiare il fattore luce diurna, andrebbe sottoposto a verifica...ma non esageriamo.

Io una verifica molto blanda la faccio sempre, anche nelle banali ristrutturazioni interne di appartamenti, giusto così, per stare tranquilli. Laddove invece faccio i calcoli più estesi e li allego anche alla pratica edilizia è in quei casi in cui tale dato sia essenziale per il buon esito del progetto. Il caso tipico, oltre ovviamente alle nuove costruzioni, è quello del cambio di destinazione d'uso: se infatti ho un immobile che proviene da una destinazione non residenziale, questi può legittimamente essere stato concepito senza curarsi del fattore luce diurna e quindi potrebbe non essere rispettato. Altri casi in cui è bene effettuare il calcolo è quando si ha a che fare con immobili che hanno molte ostruzioni davanti alle finestre (appartamenti ai piani bassi di zone ad elevatissima densità abitativa) che potrebbero produrre un valore del fattore luce diurna più basso del limite normativo.

Si tenga conto comunque che nella modulistica delle istanze urbanistiche in genere non è presente l'obbligo di allegare il calcolo del fattore luce diurna: in pratica è una delle asseverazioni che il tecnico rilascia "implicitamente" nella generica dichiarazione del fatto che la distribuzione rispetta le norme igienico-sanitarie vigenti. Ciò per dire che, salvo diversa indicazione della modulistica nello specifico, il tecnico non è obbligato ad allegare la verifica di calcolo, ma implicitamente è sempre obbligato a farla.

Personalmente la allego sempre alla domanda di parere tecnico preventivo all'ASL, in quei casi in cui è richiesto detto parere, ma, anche qui, non è esplicitamente obbligatorio allegare il relativo calcolo.

COME SI CALCOLA

Ci sono molti modi per calcolare questo fattore. Io ne uso sostanzialmente due: il metodo semplificato, ed il calcolo con DIALUX.

Notate che quello richiesto dalla normativa è solo il metodo semplificato: dunque dovreste attuare sempre e solo quello. Fermo restando, comunque, che la responsabilità di quanto asseverato è sempre nostra, dunque infine è nostra anche la responsabilità di effettuare calcoli in maniera diversa.

METODO SEMPLIFICATO

si tratta di inserire in una formula una serie di parametri che andremo a vedere. Voglio subito dire che il metodo semplificato produce dei risultati in genere diversi dal calcolo più attendibile che vedremo poi: io ritengo che una buona strategia sia quella di effettuare il calcolo semplificato in ogni evenienza e passare al calcolo più preciso solo laddove quello semplificato ci restituisca risultati vicini al limite normativo. Consideriamo che, come vedremo, il metodo semplificato non tiene per niente conto della forma della stanza e della posizione della finestra rispetto all'ambiente, mentre invece questo fattore può incidere in modo anche significativo.

Il calcolo semplificato è quello descritto in questo documento, che è l'estratto del regolamento edilizio del comune di Carugate. Questo documento mi sembra abbastanza chiaro (almeno per il procedimento A; nei casi in cui si chiede il procedimento B, che prevede una lettura un po macchinosa di diversi dati, io faccio direttamente la procedura che vedremo dopo) e per ora evito di trascrivere qui ulteriori passaggi esplicativi: li rimando magari al futuro o ad un post specifico.

mi sento di fare solo una nota: i valori tabellari trascritti su questo documento riguardo ai valori di riflessione dei materiali tiene conto solo di alcuni elementi standard. una parete tinteggiata di bianco puro (RAL 9010) ha un valore di riflessione di 0,86; valori ancora superiori possono essere ottenuti mediante l'impiego di smalti lucidi sempre di colore bianco, ma in ogni caso secondo me non è opportuno inserire valori superiori a 0,88, perché sarebbero irrealistici (a meno di non trovare una scheda tecnica di un materiale in cui vi viene certificato un valore superiore).

Il calcolo semplificato considera le occlusioni esterne solo come angoli oscuri, mentre invece questi oggetti influiscono sulla luce naturale che entra negli appartamenti attraverso la riflessione della luce sulla loro superficie. Inserire questo calcolo nella procedura semplificata sarebbe stato eccessivamente complesso.

DIALUX

Dialux è un software assai utile per i tencici in generale, e indispensabile per chi progetta la luce, sia artificiale che naturale. Io parlo di Dialux perché è il software che uso, ma ci sono altri software che effettuano il medesimo calcolo. 
Dialux è sviluppato da una associazione tedesca formata dai produttori di lampade di tutto il mondo, ed è distribuito gratuitamente e può essere utilizzato anche per scopi professionali senza acquistare licenze di alcun tipo. Inizialmente è stato concepito per il calcolo dell'illuminazione artificiale e per la verifica automatica dei parametri normativi delle norme UNI sui valori minimi di illuminamento negli spazi di lavoro e le verifiche sull'abbagliamento, poi è sata implementata anche la possibilità di calcolo degli spazi aperti (illuminazione delle strade) e dunque il software per sua natura risulta perfettamente in grado di calcolare anche il fattore luce diurna degli ambienti interni.

Non posso descrivere in questo post come utilizzare il software, ma il suo uso è davvero semplice: ovviamente serve, per i digiuni, un minimo di formazione, ma su youtube o altrove troverete diversi tutorial.

esempio di stanza con finestra in Dialux

Per effettuare il calcolo occorre costruire il singolo ambiente (cioè la singola stanza) ed inserirvi almeno la finestra (o le finestre) che lo caratterizzano, e quindi inserirvi una "scena di luce naturale". è essenziale attribuire alle superfici dell'ambiente il giusto colore: secondo me non è sbagliato fare il calcolo ipotizzando le pareti bianche anche se non lo saranno nella realtà, ma ognuno nel calcolo prenderà le sue decisioni progettuali. Anche soffitto e pavimento devono avere un colore: per il

attribuzione del colore ad una superficie

pavimento, a differenza delle pareti, è secondo me opportuno inserire un colore verosimile, comunque se proprio volete fare i raffinati, nel programma potete anche inserire le texture a simulazione del vero pavimento che monterete e il software le considererà nel calcolo della riflettenza. Il colore è ovviamente importante perché determina la quantità di luce riflessa dalle superfici interne, e questa è la luce che concorre a dare il valore di luce all'interno dell'ambiente.

esempio di ricostruzione delle occlusioni esterne

Una volta costruito l'ambiente interno è necessario costruire l'ambiente esterno e le relative occlusioni, che possono essere anche gli alberi ma che certamente saranno gli edifici frontestanti. L'ambiente interno e quello esterno rimangono due entità separate, che vengono messe in relazione solo cliccando sul pulsante "Modifica costruzioni occludenti" (vedi screenshot qui sotto) che si trova nel menù di destra, sotto luce naturale. L'ambiente interno viene posizionato nel disegno dell'ambiente esterno in funzione della distanza dalle coordinate di base. Le occlusioni esterne in dialux possono essere anche semplicemente rappresentate da parallelepipedi: dare l'esatta forma non influisce più di tanto sui parametri di calcolo, anzi quasi per niente.

Una volta costruito l'ambiente, occorrerà inserire una superficie di calcolo specifica per la lettura dei valori dell'illuminamento naturale: la superficie virtuale deve avere l'esatto, identico perimetro dell'ambiente stesso. La Legge non specifica a quale quota vada calcolato il fattore medio di luce diurna, ma non c'è bisogno di preoccuparsene perché i valori di calcolo, almeno come dato medio (cioè quello che ci interessa), non variano al variare dell'altezza a cui poniamo la superficie virtuale. ovviamente i valori puntuali del reticolo cambieranno se posizionerete lo stesso a diverse altezze.

Una volta impostato l'ambiente, le occlusioni esterne, la finestra nell'ambiente ed i colori, è possibile simulare il calcolo cliccando su "avvia calcolo". vi chiederà se farlo più preciso o standard: la differenza nei risultati finali è trascurabile, quindi potete comunque fare il calcolo standard. 

una volta completato il calcolo, per leggere i risultati utili alla lettura del dato del fattore medio di luce diurna occorre spostarsi, nel menù di sinistra, sulla categoria "output", quindi aprire "scene di luce", quindi ancora "superfici del locale": qui tra le superfici elencate dovrete aprire "superficie di calcolo fattore luce diurna". A questo punto, potete aprire il

dettaglio e cliccare su "grafica dei valori". Dovreste qundi ottenere un qualcosa di simile allo screenshot qui a sinistra. Nell'esempio abbiamo un ambiente che ha un fattore medio di luce diurna del 2,15%, dunque superiore al minimo normativo. Per la cronaca, il valore di questo ambiente calcolato con il metodo semplificato restituisce un risultato di 2,65% (anche se per questo ambiente in particolare servirebbe seguire la procedura di cui al punto "B" del paragrafo precedente).

se la finestra dell'ambiente ha degli elementi esterni, appartenenti al fabbricato stesso, che oscurano in parte la vista del cielo (balconi soprastanti, logge, modanature particolarmente sporgenti), è bene rappresentarli sempre nel tridimensionale delle occlusioni esterne.

Così come per l'ambiente interno, è importante attribuire agli oggetti dell'ambiente esterno dei colori realistici, perché la luce naturale che entra all'interno degli ambienti è anche e soprattutto quella riflessa dagli edifici circostanti. Ciò è fondamentale per quegli ambienti che hanno una porzione di cielo visibile relativamente piccola, in cui la maggior parte della luce che giunge nell'ambiente è quella che si riflette dalle pareti degli elementi esterni occludenti. Notate che nel calcolo semplificato non è richiesto di inserire valori relativi al colore degli elementi occludenti.

Dovrete creare un diverso locale per ciascuno degli ambienti abitabili delimitati da porte (p.e. se si ha un monolocale, si avrà un unico ambiente con esclusione del bagno e altri locali ciechi; se invece si ha un bilocale, si dovranno creare due locali in cui ciascuno ha la forma dell'ambiente corrispondente), e posizionarli correttamente rispetto all'origine per far si che vengano correttamente posizionati nell'ambiente esterno con le occlusioni. Nell'ambiente esterno infatti non potete spostare i locali interni: per spostarli dovrete modificare le coordinate di ciascun punto rispetto all'origine (è un po macchinoso: speriamo che nelle future implementazioni del software consentiranno una modifica più agevole della posizione del locale rispetto all'origine degli assi).

In dialux potete impostare il giorno e l'ora in cui simulare l'illuminazione naturale, ma è importante capire che ciò è ininfluente ai fini del calcolo del fattore luce diurna medio, proprio perché, come si è visto, questo valore è un rapporto, e non un valore assoluto. Potete comunque per curiosità effettuare il calcolo con giorni diversi e verificare che appunto il valore restituito non cambia.Quello che cambierà sarà ovviamente il valore assoluto in lux del livello di illuminamento della luce naturale sulla superficie di calcolo.