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Apparecchi di illuminazione con prestazioni termiche aggiuntive

L’11 marzo finisce l’inchiesta pubblica del Progetto CEI C1294 “Guida alla progettazione di apparecchi di illuminazione per gallerie con prestazioni termiche aggiuntive”. Scopo della guida è identificare le caratteristiche degli apparecchi di illuminazione per gallerie progettati per garantire l’emissione di luce alla presenza di alte temperature generate da un incendio. L’obiettivo è consentire l’evacuazione dalla galleria o l’allontanamento in sicurezza dalla zona di pericolo delle persone e dei mezzi. La prestazione termica aggiuntiva è richiesta per un periodo limitato.
Prima di dare un’occhiata alle prestazioni richieste per questi apparecchi di illuminazione, proviamo a ripercorrere le tappe normative che riguardano l’illuminazione di una galleria.
Per quanto riguarda l’impianto elettrico, le prescrizioni sono contenute nella Sezione 714 “Impianti di illuminazione situati all’esterno” della Norma CEI 64-8:2021-08, mentre quelle della Sezione 751 “Ambienti a maggior rischio in caso d’incendio” si applicano in caso di attività soggette alle visite e ai controlli di prevenzione incendi (DPR 1° agosto 2011 n. 151). È caso, ad esempio, delle gallerie stradali di lunghezza superiore a 500 m e di quelle ferroviarie superiori a 2 000 m. Agli impianti di illuminazione situati all’esterno con alimentazione serie di categoria I e II in c.a., ancora in servizio, si applicano le prescrizioni contenute nella Norma CEI 64-7.


Figura 1 – Classificazione dei sistemi elettrici in relazione alla tensione nominale

Per comprendere meglio l’ambito di applicazione occorre rifarsi alla definizione di galleria contenuta nell’ottava edizione della Norma CEI 64-8. Per galleria la norma intende un corridoio contenente supporti o involucri per condutture, di dimensioni tali da permettere alle persone di circolare liberamente per tutta la sua lunghezza. Il Commento all’articolo 714.1 spiega, inoltre, che ai fini dell’applicazione delle prescrizioni contenute nella Sezione 714, le gallerie stradali o pedonali sono considerate aree esterne.
Per quanto riguarda le prestazioni illuminotecniche delle gallerie, si applicano, invece, le Norme dell’UNI – Ente Italiano di Normazione:
• UNI 11095 “Luce e illuminazione – Illuminazione delle gallerie stradali”
• UNI 11248 “Illuminazione stradale – Selezione delle categorie illuminotecniche”
• UNI EN 13032 (serie) “Luce e illuminazione – Misurazione e presentazione dei dati fotometrici di lampade e apparecchi di illuminazione”
• UNI EN 16276 “Illuminazione di evacuazione nelle gallerie stradali”.
Come indicato nel Capitolo 2 del Progetto C1294, questi documenti sono indispensabili per l’applicazione del documento. Proviamo, allora, a guardarli da vicino.

Prestazioni illuminotecniche
I requisiti illuminotecnici per l’impianto di illuminazione di una galleria stradale sono specificati nella Norma UNI 11095 “Luce e illuminazione – Illuminazione delle gallerie stradali”. Le prestazioni hanno lo scopo di assicurare al conducente del veicolo l’entrata, l’attraversamento e l’uscita dal tratto coperto, con un grado di sicurezza non inferiore a quello presente nei tratti di strada di cui fa parte la galleria, in condizioni adeguate di comfort visivo.
Le condizioni si applicano alle gallerie stradali e autostradali percorse di giorno (situazione più critica) e di notte, con delle velocità pari almeno al limite di velocità locale ovvero alla velocità massima consentita per quel tratto di strada, indipendentemente dalla forma e lunghezza della galleria. La condizione di sicurezza è assunta convenzionalmente come la distanza che consente la fermata del veicolo evitando un urto.
I requisiti illuminotecnici fanno riferimento al livello di uniformità di luminanza della careggiata, delle pareti e di eventuali altre superfici che costituiscono la galleria (per esempio marciapiedi, corsie di emergenza e banchine).
Secondo la definizione contenuta nella Norma UNI 11095, per galleria si intende l’infrastruttura stradale, comprendente anche i sottopassi, formata da superfici strutturali, totalmente coperta o confinata, destinata al traffico veicolare.

La norma classifica le gallerie in:
– Galleria consecutiva, la cui sezione di entrata si trova a una distanza dalla sezione di uscita della galleria precedente tale che alla distanza di progetto illuminotecnico della galleria consecutiva il conducente si trova ancora all’interno della galleria precedente;
– Galleria con impianto normale, se l’impianto di illuminazione soddisfa i requisiti illuminotecnici della Norma UNI 11095;
– Galleria con impianto ridotto nella quale di giorno le condizioni di sicurezza del traffico sono raggiunte con livelli di luminanza media trasversale nella zona di entrata ridotti rispetto a quelli previsti dalla Norma UNI 11095 per le gallerie con impianto normale;
– Galleria con impianto assente laddove, per peculiarità specificate, di giorno le condizioni di sicurezza del traffico sono raggiunte senza necessità di un impianto di illuminazione;
– Galleria con uscita visibile nella quale, alla distanza di progetto illuminotecnico dalla sezione di ingresso (inizio zona di accesso), la sezione di uscita è visibile, anche parzialmente.
Per quanto riguarda l’impianto di illuminazione, invece, sono identificate le seguenti tipologie:
– illuminazione permanente: parte dell’illuminazione di una galleria, a luminanza media costante, che si estende dalla sezione di entrata alla sezione di uscita;
– Illuminazione di rinforzo: parte dell’illuminazione di una galleria che, per l’illuminazione diurna, integra l’illuminazione permanente, garantendo adeguate condizioni di percezione dell’oggetto di riferimento al variare delle condizioni di visione;
– illuminazione di riserva: illuminazione che persiste in caso di mancanza dell’alimentazione ordinaria, garantendo livelli di luminanza per l’intera lunghezza della galleria, indipendenti dalle prescrizioni qualitative dell’impianto e consentendo agli utenti che si trovano in galleria di poterne uscire in sicurezza, eventualmente a velocità ridotta. Nota In inglese illuminazione di riserva è indicata con il termine di “standby lighting”.
Gli impianti, inoltre, sono classificati in:
• impianto controflusso, impianto di illuminazione nel quale sono installati apparecchi di illuminazione che presentano una percentuale di flusso luminoso emesso nella direzione contraria al senso di marcia maggiore o uguale aI 65 % del flusso luminoso totale emesso dall’apparecchio stesso.
Un impianto controflusso può essere ottenuto attraverso peculiari ripartizioni dell’intensità luminosa degli apparecchi di illuminazione ovvero attraverso l’orientamento in fase di installazione (nota 1).
La nota 2 ricorda che la condizione di controflusso può essere presente anche solo in singoli tratti della galleria.
– impianto proflusso, se per l’impianto di illuminazione sono installati apparecchi di illuminazione che presentano una percentuale di flusso luminoso emesso nel senso di marcia maggiore o uguale al 65 % del flusso luminoso totale emesso dall’apparecchio stesso. Un impianto proflusso può essere ottenuto attraverso peculiari ripartizioni dell’intensità luminosa degli apparecchi di illuminazione ovvero attraverso l’orientamento in fase di installazione (nota 1).
La nota 2 ricorda che la condizione di proflusso può essere presente anche solo in singoli tratti della galleria.
– impianto simmetrico quando per l’impianto di illuminazione sono utilizzati apparecchi di illuminazione che presentano una percentuale di flusso luminoso emesso nel senso di marcia minore del 65 % ma maggiore del 35 % del flusso luminoso totale emesso dall’apparecchio stesso.
Un impianto simmetrico può essere ottenuto attraverso peculiari ripartizioni dell’intensità luminosa degli apparecchi di illuminazione ovvero attraverso l’orientamento in fase di installazione (nota 1).
La nota 2 ricorda che la condizione di impianto simmetrico può essere presente anche solo in singoli tratti della galleria.
Le principali prescrizioni normative definite nel caso di percorrenza diurna sono contenute nella:
– Appendice A (normativa) che presenta un modello per la valutazione della luminanza debilitante;
– Appendice B (normativa) che illustra la distanza alla quale deve essere percepibile l’oggetto di riferimento per garantire la condizione di sicurezza;
– Appendice C (normativa) che indica come valutare la luminanza debilitante nella zona di accesso;
– Appendice K (informativa) che individua un modello di visione sufficientemente accurato nel descrivere le condizioni di percezione, da parte del guidatore, di un oggetto posto sulla carreggiata.
Nel caso di percorrenza diurna, la norma, inoltre:
– prescrive cosa può essere considerato oggetto di riferimento (7.2.1);
– suddivide la galleria in zone che richiedono condizioni di illuminazione diverse in quanto associate a condizioni di visione differenti (3.14);
– definisce le condizioni di illuminazione nella zona di entrata della galleria tali da garantire la visione dell’oggetto di riferimento compensando la diminuzione del contrasto con il quale questo viene percepito, diminuzione dovuta alla presenza della luminanza debilitante (7.3);
– indica i valori necessari per la diminuzione della luminanza del manto stradale lungo la galleria in funzione del tempo di percorrenza, al fine di assicurare l’adattamento visivo dell’utente dalle luminanze esterne alla galleria fino alla luminanza presente nella zona interna della galleria (7.4);
– definisce i livelli di illuminazione nella zona interna dopo il completo adattamento visivo dell’utente (7.5);
– contiene i livelli di illuminazione peculiari nella zona di uscita al fine di migliorare, quando necessario, il confort visivo in uscita (7.6);
Nel caso di percorrenza notturna, invece, la norma correla i livelli di illuminazione stradale notturna prescritti dalla Norma UNI 11248 con le esigenze effettive in galleria, considerando i maggiori rischi di un incidente in galleria rispetto alla strada.
Completano il documento le appendici:
– Appendice D (normativa) che descrive un metodo per calcolare una possibile curva dell’andamento della luminanza media trasversale della carreggiata, nelle zone di entrata e di transizione della galleria;
– Appendice E (normativa) in cui sono descritti i metodi di calcolo delle prestazioni illuminotecniche dell’impianto di illuminazione;
– Appendice F (normativa) in cui sono descritte le metodologie di verifica delle prestazioni illuminotecniche.
La Norma UNI 11095 non fornisce, invece, le prescrizioni per l’illuminazione di evacuazione, aspetto coperto dalla Norma UNI EN 16276 “Illuminazione di evacuazione nelle gallerie stradali” e non si applica all’illuminazione dei percorsi esclusivamente ciclopedonali coperti.
I progetti illuminotecnici, redatti in accordo alle prescrizioni della Norma UNI 11630, devono tenere conto della:
a) ottimizzazione delle modalità e dei tempi di installazione e di manutenzione. Queste devono essere ottenute in funzione della regolarità dell’esercizio della galleria e della sicurezza della circolazione;
b) affidabilità di funzionamento;
c) durabilità dei componenti e del sistema;
d) fattore di manutenzione;
e) integrazione dell’impianto di illuminazione con altri eventuali sistemi di sicurezza;
f) ottimizzazione dei consumi energetici e dei costi di installazione, gestione e manutenzione;
g) eventuale influenza della riflessione della luce delle superfici sui livelli di illuminazione delle altre superfici della galleria;
h) metodo seguito per il calcolo (ad esempio osservatore fisso o mobile);
i) metodo seguito per definire la curva caratteristica della galleria (Appendice C), applicazione delle condizioni di sicurezza;
j) eventuale verifica del progetto e dei calcoli di illuminamento.

Norma UNI 11630Luce e illuminazione – Criteri per la stesura del progetto illuminotecnico
Definisce il processo di elaborazione del progetto illuminotecnica degli impianti di illuminazione relative agli ambienti interni, esterni, sportivi, di illuminazione stradale, architettonica e monumentale, di gallerie e sottopasso nonché la relativa documentazione.

Categorie illuminotecniche
La selezione delle categorie illuminotecniche per l’illuminazione stradale è contenuta nella Norma UNI 11248. In particolare, la norma individua le prestazioni illuminotecniche degli impianti di illuminazione atte a contribuire alla sicurezza degli utenti della strada. In particolare, la norma classifica una zona esterna destinata al traffico, fornisce una procedura per la selezione delle categorie illuminotecniche che competono a questa zona esterna, identifica gli aspetti che condizionano l’illuminazione stradale e fornisce prescrizioni sulla griglia di calcolo.
La metodologia progettuale descritta dalla norma per la determinazione delle categorie illuminotecniche si basa sui dati del tipo di strada per guidare il progettista all’analisi dei rischi.
La procedura è descritta all’articolo 5, mentre l’articolo 6 si occupa della definizione dei criteri di suddivisione delle zone di studio e il successivo articolo 7 della classificazione delle strade e delle categorie illuminotecniche di ingresso per l’analisi dei rischi (descritti all’articolo 8).
A un’autostrada extraurbana (tipo strada A1) con limiti di velocità compresi fra 130 km/h e 150 km/h è assegnata, ad esempio, la categoria illuminotecnica di ingresso M1.
A una strada urbana di quartiere (limite di velocità 50 km/h) è assegnata la categoria illuminotecnica di ingresso M3.
Il progetto, redatto in conformità alla Norma UNI 11630. La norma ricorda (Articolo 16) che in caso di adozione delle categorie illuminotecnico di tipo M, il progettista deve allegare anche i valori di illuminamento calcolati nei punti di griglia usati per il calcolo del valore medio della luminanza del manto stradale.
Completano la norma:
– Appendice A (normativa) “illuminazione delle intersezioni stradali”;
– Appendice B (normativa) “Caratteristiche di riflessione delle pavimentazioni stradali”;
– Appendice C (normativa) “Caratteristiche delle strade ai fini illuminotecnici”;
– Appendice D (normativa) “Sistemi di illuminazione adattivi”;
– Appendice E (informativa) “Linee guida per l’illuminazione delle piste ciclabili e dei marciapiedi”.

Figura 2: Esempio di intersezione a rotatoria con indicazione della zona di studio

Dati fotometrici di lampade e apparecchi di illuminazione
Norma UNI EN 13032 “Misurazione e presentazione dei dati fotometrici di lampade e apparecchi di illuminazione”.
– Parte 1: Misurazione e formato di file.
– Parte 2: Presentazione dei dati per posti di lavoro in interno e in esterno.
– Parte 3: Presentazione dei dati per l’illuminazione di emergenza dei luoghi di lavoro;
– Parte 4: Lampade, moduli e apparecchi di illuminazione a LED;
– Parte 5: Presentazione dei dati per apparecchi di illuminazione utilizzati per illuminazione stradale.

Illuminazione di evacuazione nelle gallerie stradali
La Norma UNI EN 16276 contiene le prescrizioni per l’illuminazione di evacuazione nelle gallerie stradali e autostradali di lunghezza superiore a 500 m e con un traffico medio giornaliero su base annua (AADT – Annual Average Daily Traffic) maggiore di 500 veicoli. Le prescrizioni, abbinate a quelle contenute nella Norma UNI 11095, specificano i livelli di illuminazione e le disposizioni generali per gli impianti di illuminazione di evacuazione, necessari in caso di incidente per la sicurezza delle persone che transitano in galleria.
Come indicato all’articolo 4, in circostanza di emergenza, l’illuminazione deve fornire:
– guida e visibilità ai conducenti per consentire l’uscita dalla galleria a bordo dei propri veicoli (illuminazione di riserva);
– guida e visibilità alle persone che abbandonano i propri mezzi per uscire a piedi dalla galleria.
Le uscite di sicurezza contribuiscono a incoraggiare gli occupanti dei veicoli ad abbandonare i propri veicoli (4.3.3.1).

Prestazioni termiche aggiuntive
Dopo questa carrellata normativa terminiamo con un breve sguardo alle prestazioni termiche aggiuntive indicate nell’inchiesta pubblica.
Come indicato all’articolo 5, gli apparecchi di illuminazione per gallerie con prestazione termica aggiuntiva sono progettati per garantire l’emissione di luce nel primo periodo a seguito dell’inizio di un incendio. La temperatura cui è richiesta la resistenza al calore dipende dal luogo di installazione dell’apparecchio nella galleria.
La verifica può essere fatta con due modalità:
– Metodo 1: Modalità di prova 1 e valutazione dei risultati (metodo semplificato);
– Metodo 2: Modalità di prova 2 e valutazione dei risultati (metodo di riferimento).
Il metodo semplificato (Metodo 1) può essere utilizzato quando, dopo l’esposizione al calore, l’apparecchio di illuminazione non mostra deformazioni alle ottiche e al sistema di fissaggio tali da determinare una riduzione significativa del flusso luminoso emesso.
In particolare, la prova confronta il valore flusso luminoso dell’apparecchio di illuminazione, misurato in condizioni normali (ovvero a temperatura ambiente), e il valore misurato nel periodo di funzionamento all’interno della camera di prova termica.
La temperatura della camera di prova è:
– 80°C per gli apparecchi da installare ad altezze non superiori a 1,8 m;
– 150°C per gli apparecchi da installare ad altezze superiori a 1,8 m.
Il Metodo 2, invece, è utilizzato quando non è possibile misurare correttamente la quantità di luce emessa dall’apparecchio illuminante con il Metodo 1 a causa della deformazione delle ottiche.
Anche per questa prova si procede con il confronto fra il flusso luminoso dell’apparecchio di illuminazione, misurato nelle condizioni normali (temperatura ambiente) e il valore del flusso luminoso misurato dopo essere stato sottoposto alla prova.
In accordo alla norma UNI EN 13032, le misure sono eseguite con un goniofotometro (vedere pubblicazione CIE 121 “The Photometry and Goniophotometry of Luminaires”) o con sfera integratrice (vedere pubblicazione CIE 84 “Measurement of Luminous Flux”) e con l’apparecchio installato sullo stesso supporto e nella stessa posizione di funzionamento.
L’Allegato A (informativo), infine, riporta le curve di sollecitazione termica dei componenti della galleria a seguito della combustione di idrocarburi.
Le curve nominali tempo/temperatura per le varie esposizioni riportate nell’Appendice sono:
– Curva Cellulosa ISO 834;
– Curva Idrocarburi HC (NTC 2008);
– Curva degli idrocarburi modificata;
– Curve RABT ZTV;
– Curve RWS (Rijkswaterstaat).