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Ecco un tutorial su come calcolare l’illuminazione naturale con un software gratuito, Velux Daylight Visualizer (VIZ), che più in dettaglio permette il calcolo del Fattore Medio di Luce Diurna (FLDm) degli ambienti interni di un edificio.
Nella prima parte di questo articolo abbiamo parlato dell’importanza della luce naturale all’interno degli ambienti sia dal punto di vista del comfort abitativo che del risparmio energetico. Abbiamo inoltre elencato le prescrizioni da rispettare secondo le normative nazionali.
Ricordiamo a titolo d’esempio che il D.M. 5 luglio 1975, relativo agli edifici residenziali, impone di verificare in ogni locale principale (cucina, soggiorno, studio, camera, etc) la presenza di un adeguato livello di illuminazione naturale in base all’utilizzo del locale stesso, ma in ogni caso si deve garantire che il Fattore Medio di Luce Diurna sia non inferiore al 2%.
Per prima cosa vai a scaricare il software dal sito dell’azienda Velux al seguente link, Velux Daylight Visualizer, clicchi su “Download VIZ”, ti iscrivi gratuitamente al sito, effettui il download del setup e installi il programma che ti ricordo essere completamente gratuito.
All’avvio del software appare al centro dello schermo una finestra che ti fa scegliere tra più opzioni, quindi o crei un nuovo progetto modellando l’ambiente direttamente all’interno di VIZ oppure importi il 3D di un edificio precedentemente realizzato con altri programmi quali ad esempio Autocad, SketchUp o simili.
Vediamo di seguito tutti i dettagli:
In questo esempio scegliamo di importare un modello già fatto quindi clicca “Importa progetto” e vai a selezionare un file Autocad (quindi formato .dwg) presente nel tuo computer.
Per non avere problemi di scala è opportuno che il modello che vai a scegliere sia stato disegnato all’interno del cad in millimetri. Inoltre ogni materiale di cui è composto l’edificio nel modello 3D deve essere inserito in un layer specifico poiché all’interno di VIZ si andrà ad assegnare un materiale per ogni livello: quindi si dovrà creare un layer per le pareti, uno per i pavimenti, uno per i vetri e così via.
Ricorda che il calcolo del FLDm verrà fatto stanza per stanza, che l’orientamento in pianta del modello non è influente e che ogni elemento esterno fisso (balcone, pensilina, cornicione, edificio adiacente, etc) può influenzare la quantità di luce naturale in ingresso dalle aperture per cui deve essere inserito nel modello 3D.
Una volta aperto il file cad ottieni la seguente schermata di partenza.
Nelle tre differenti finestre di visualizzazione hai rispettivamente la pianta dell’edificio, una vista 3D e una sezione. Le linee azzurre rappresentano le linee di sezione, trascinandole con il mouse puoi visualizzare la pianta e la sezione per piani di taglio differenti.
In basso a sinistra leggi “Fattore di scala: 1.0000” e “Unità di misura: Millimetri” quindi ciò corrisponde con il modello cad inserito. Per accertarti che non ci siano errori di scala puoi misurare un elemento del disegno di lunghezza nota attraverso la funzione righello che si attiva cliccando l’icona in alto a sinistra. A fianco a questa icona trovi altri comandi che permettono di spostarti nelle finestre di visualizzazione con il pan e di regolare lo zoom.
Una volta inserito correttamente il modello e definite le unità di misura, lascia la scheda “Unità” e passa alla successiva scheda “Superfici” cliccando nell’apposita icona in alto.
In questa scheda andrai ad assegnare ai vari elementi che compongono l’edifico un materiale che, in base alle sue caratteristiche superficiali (colore, rugosità, ecc.), influenzerà la riflessione delle radiazioni visibili e quindi il livello di illuminazione naturale dell’ambiente.
Nella parte bassa della schermata trovi delle finestre di selezione nelle quali si possono definire le superfici. Nel gruppo “Componente” clicca volta per volta il nome del layer, quindi di seguito assegna a ciascuno un materiale tra quelli a scelta e un tipo di finitura superficiale. Selezionando i materiali e le superfici messe a disposizione dal software hai già in automatico i valori di riflettanza, rugosità e specularità. Se invece volessi personalizzare la superficie in base ad esigenze specifiche basta cliccare il tasto “Definita dall’utente …” e quindi cambiare una o più proprietà del materiale.
A questo punto passa alla scheda “Ubicazione” nella quale andrai a localizzare e orientare l’edificio nel contesto reale in cui verrà costruito.
Nella barra in basso puoi selezionare dal menù a tendina la città di riferimento ottenendo in automatico le coordinate, oppure cliccare “Imposta” e quindi inserire manualmente le coordinate del sito in cui stai progettando. In seguito nella casella “Orientamento” indica i gradi di inclinazione in senso orario del nord rispetto alla verticale, ovvero l’angolo azimutale, controllando nella pianta che la freccia ruoti come desiderato.
Passa ora alla scheda “Camera”. Nel riquadro in basso puoi selezionare il tipo di visualizzazione, ma per il calcolo del Fattore Medio di Luce Diurna lascia le impostazioni di default, ovvero “Vista planimetrica” con altezza del piano di lavoro a 850 mm.
Quest’ultimo dato indica che il piano sul quale il software andrà a calcolare il valore medio dell’illuminazione naturale si trova a 85 cm dal pavimento, che corrisponde ad esempio alla superficie di lavoro di un tavolo da cucina o di una scrivania.
All’ultima scheda potrai effettuare il render dell’intera pianta così come ti appare nella finestra di visualizzazione principale, ma è consigliabile aumentare lo zoom ovvero effettuare la renderizzazione limitatamente al locale oggetto di studio, per cui sotto alla scritta “Imposta piano di lavoro” clicca il tasto “Imposta”.
Si viene a creare nella pianta un riquadro di selezione nero: trascina i pallini fino a dare alla finestra una dimensione che deve essere all’incirca quella della stanza.
Passando quindi alla scheda “Render” vai a selezionare le impostazioni nella barra in basso delle proprietà di render.
Lascia da default “Immagine statica”, mentre nel menù a tendina “Tipologia di render” seleziona “Fattore luce diurna”. Come risoluzione potrebbe andare bene “Media” e alla fine clicca il tasto “Render”.
Dopo alcun istanti il calcolo viene completato e il software crea una finestra di output grafico in cui appare una vista dall’alto della stanza con la simulazione della luce naturale in ingresso dalle aperture.
La casella “Rilevazione ISO” è attivata da default per cui nella pianta sono tracciate delle curve colorate lungo le quali il FLDm è costante.
Deselezionando questa casella e cliccando sulle altre puoi ottenere vari tipi di visualizzazione, con la possibilità di regolare anche l’esposizione dell’immagine.
Con il tasto “Salva” puoi salvare le varie viste in formato immagine “.png”.
Per ottenere il Fattore Medio di Luce Diurna della stanza ti consiglio di deselezionare tutte le caselle in modo da lasciare il render della pianta pulito.
A questo punto con il mouse posiziona la freccetta in uno spigolo interno della stanza, clicca ed estendi il rettangolo di selezione tenendo premuto il tasto fino a raggiungere lo spigolo opposto del locale.
Rilasciando il mouse dovresti visualizzare un rettangolo bianco che comprende tutta la superficie calpestabile del locale ed una scritta (es. 3.0% average) che indica esattamente il FLDm della stanza che userai per effettuare le verifiche secondo la legislazione vigente.
Una volta effettuate tutte le operazioni puoi salvare il file (File > Salva con nome), quindi chiuderlo e riaprirlo in un secondo momento per effettuare nuovi calcoli di illuminazione, ad esempio nei casi in cui avrai apportato delle modifiche al progetto rilevanti ai fini dell’illuminazione naturale.
Approfondimenti
A cura di Ing. Alessandro Marchegiani
Photo credit: Velux
Nel mio comune (Viareggio), per i locali dove c’e’ permanenza di persone, la verifica di superficie apribile va fatta stanza per stanza, secondo la seguente tabella, indipendentemente dall’uso e fatta vedere sugli elaborati grafici o in schema a parte:
>= 1/8 fino a 100 mq
>= 1/16 da 101 a 1000 mq con minimo di 12.5 mq
>= 1/24 sopra i 1000 mq con minimo di mq 62.5
Generalmente per convenzione le misure che vengono prese sono comprese di telaio fisso e non effettivamente della parte apribile.
Grazie per l’impegno che metti nel tuo sito che e’ molto interessante.
Ciao andrea,
grazie a te per le informazioni interessanti che metti a disposizione.
Come software per il calcolo dell’illuminazione naturale io uso il relux.
Buongiorno Andrea,
colgo l’occasione per ringraziarti delle segnalazioni e delle informazioni che trovo veramente interessanti e formative.
Io mi occupo in maniera indiretta dell’argomento, interfacciandomi con professionisti del settore che, come sai bene, utilizzano i soliti software certificati per le relazioni energetiche.
Io utilizzo Blender, con render fisico Cycles, che fornisce una idea del risultato finale delle opere che pur non avendo fondamento scientifico, consente una valutazione intuitiva del risultato percepito dal cliente.
Purtroppo una valutazione tecnica approfondita richiederebbe un impegno in termini di lavoro e fondi che il mercato non può sostenere.
Anche la valutazione operata dal programma che mi hai appena segnalato, per quanto precisa e certificata, non tiene conto della “anisotropia” dell’ambiente che circonda l’edificio, così come la presenza di edifici / alberature/ rilievi montuosi / ecc. ossia tutto quell’insieme che influisce ben più di quel 5% declamato come margine
di errore massimo.
In ogni caso l’adozione di un software verificato e gratuito, nonchè semplice da utilizzare è sicuramente da raccomandare e da introdurre come supporto al solo dato della superficie aeroilluminante.
La cosa certa è che proverò ad utilizzarlo per poterlo giudicare meglio
Ancora un grazie e, risorse permettendo, continua così!
Ciao Andrea,
la problematica l’ho affrontata un paio di volte con il software PROITACA.
Credo che questo software che mi hai segnalato tu sia più immediato, almeno a primo impatto.
Ti ringrazio per tenermi sempre aggiornato!
Buona giornata.
Non ho mai fatto questa verifica ma a seguito di un corso ne ho capito la necessità.
Perdipiù devo giustificare delle grandi vetrate su un’abitazione e volevo vedere se mi poteva aiutare.
Ciao,
purtroppo il mio maggiore campo di interesse (e lavoro) è l’impiantistica quindi di regola non controllo mai gli apporti esterni di illuminazione.
I SW che utilizzo sono DIALUX e RELUX, entrambi gratuiti ma molto potenti. Non so se abbiano al loro interno la possibilità di valutare gli apporti gratuiti esterni, posso supporre che trattandosi di programmi di uso standard tra i progettisti potrebbero avere implementato anche questa possibilità.
Ai fini impiantistici è per me, in generale di minimo interesse in quanto non faccio progetti edili quindi finestre e quant’altro me li trovo già in loco.
Per quanto riguarda la progettazione impiantistica di regola negli ambienti che devono essere sempre illuminati o che godono di apporti gratuiti di illuminazione si utilizzano (con i clienti evoluti) sensori di movimento e regolatori automatici di luminosità che adeguano l’intensità degli apparecchi in funzione del maggiore/minore apporto gratuito.
Ad es. in un corridoio poco frequentato è possibile installare dei rilevatori di movimento e dei regolatori di luminosità (maggior costo) o unicamente dei rilevatori di movimento (da valutare il tempo di ritorno della maggiore spesa con i risparmi energetici conseguibili; in locali dove deve essere sempre presente l’illuminazione (es atrio albergo) si inseriscono solo i regolatori di intensità; possono anche essere scelte soluzioni di controllo più raffinate con impostazione di differenti livelli di luminosità per es. nei corridoi scuole, minore luminosità durante le ore di lezione, maggiore negli intervalli (maggior numero di persone).
Il programma che hai indicato non sembra male, grazie per la segnalazione.
Noi usiamo “Adeline”. E’ un software “consigliato” per i requisiti cogenti in Emilia Romagna.
Grazie a te e al tuo gruppo.
Purtroppo finora non mi sono mai occupato di queste verifiche delle quali in verità poca attenzione rivolgiamo noi tecnici ma anche i nostri clienti, interessati spesso, purtroppo, solo ad altre dinamiche.
Lavoro in un piccolo comune, Procida (Na) e su questi argomenti bisogna lavorarci molto e sensibilizzare la committenza; credimi, non è cosa facile!
Ho scaricato il software spero poter mettere in pratica qualche progetto.
Ti auguro una buona giornata
Grazie per l’articolo ed il suggerimento.
Sicuramente proverò questo software.
Le volte che mi è stato richiesto di calcolare il FLDm, ho usato Ecotect per la geometria della “stanza” da analizzare e poi ho esportato tutto in Radiance. Un po’ macchinoso, ma funziona :-).
Ciao.
Cao Andrea,
sto da poco appunto approfondendo il tema della luce naturale.
Infatti ho fatto degli studi per delle aule con il Velux Visualizer che ho trovato estremamente pratico da usare. Al corso Casaclima ce l’avevano mostrato e mi sono cimentata in un’analisi con un’infarinatura e la buona volontà del caso.
Rimango sorpresa dalla pragmaticità di questi software e dalla semplicità con cui si raggiungono dei risultati utili e preziosi. Vorrei verificarne l’affidabilità.
Adesso mi sto cimnetando con il Dialux poichè vorrei fare degli studi sulle luci a led, da usare come complemento quando non sia sufficiente la luce naturale. Ma per il momento ho avuto l’impressione che Dialux, non collocando il progetto in un contesto geografico (orientamento e coordinate) non si occupi della luce naturale.. possibile? (questa cosa è cmq da verificare, ho appena iniziato).
Il mio vero goal però è arrivare a specializzarmi nell’uso di Radiance. Mi sono scaricata molto materiale, e so che si tratta di un software complesso su cui dovrò passare un po’ di tempo.
Ciao Andrea,
per l’illuminazione naturale degli ambienti interni di un edificio, noi non adoperiamo nessun software, ma utilizziamo determinati parametri di calcolo, dettati dalle varie USLL provinciali in base all’utilizzo del locale.
Ciao,
per questo tipo di verifiche io uso il Dialux, gratuito e molto potente. E’ possibile imputare nel modello sia ostacoli esterni alla luce naturale (edifici, vegetazione, ecc) che i contributi dovuti alla riflessione delle superfici e interne la stanza e esterne (c’è un database di coefficienti da poter assegnare alle superfici in base a colori e materiali molto ricco).
Utilizzo i risultati per lavoro e, se il modello è costruito correttamente, non dovrebbe esserci un grosso margine di errore.
Ad Andrea i miei complimenti per il suo sito sempre ricco di informazioni e spunti interessanti.
Per Enrica:
certo che Dialux permette di imputare le coordinate geografiche.
Inoltre il calcolo della luce naturale può essere fatto anche scegliendo la visualizzazione con radiazione diretta per giorno e ora specifico, cosa molto utile in fase di progettazione.
Ciao. Grazie per la guida.
Un dubbio: in che modo va regolata l’esposizione? Nel senso….muovendo il cursore si può far diventare l’immagine molto luminosa o al contrario buia….ma in questo modo non si perde l’informazione che il programma dovrebbe dare, ossia qual è lo stato di fatto reale di quel determinato ambiente? Grazie.
Ciao grazie a te per l’interesse.
Lascia il valore dell’esposizione che il software da da default. Inoltre cambiando manualmente questo parametro ottieni un’immagine più o meno luminosa, ma non si hanno variazioni nei valori di FLDm e delle curve iso.
Lo scopo del tutorial è proprio ricavare queste grandezze fisiche e non avere una visione fotorealistica della stanza.