L’uomo al centro dell’illuminazione

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In famiglia come nelle attività professionali, è sempre più importante effettuare un’efficace monitoraggio, controllo e ottimizzazione dei costi energetici. In questo contesto i consumi per l’illuminazione rappresentano spesso una fetta determinante. Secondo stime dell’International Energy Agency, a livello globale circa il 19% dei consumi di energia elettrica sono da attribuire agli impianti d’illuminazione. Spesso questi costi sono legati alla scarsa efficienza più che a un reale sfruttamento della risorsa. A tale proposito, l’Iea sottolinea che nel 1960 gli impianti d’illuminazione avevano un’efficienza media di 18 lm/W, salita a 50 lm/W nel 2005. Il tasso di miglioramento è rimasto costante, con valori pari al 2,8% all’anno, fino al 1985 circa: da qui in poi i valori sono scesi a un mero 1,3% circa all’anno, in controtendenza con l’efficientamento registrato in altri settori applicativi. Ciò che emerge è che nonostante l’avvento di tecnologie innovative quali i Led, le sorgenti meno efficienti - in particolare, le lampade a incandescenza, le lampade a vapori di mercurio e le lampade fluorescenti lineari T12 - sono a tutt’oggi responsabili di una quota importante dell’illuminazione elettrica globale, pari al 45%. Di conseguenza, il conto da pagare può essere piuttosto salato.


I consumi dell’illuminazione

Secondo un documento di Abb Sace, a livello mondiale si stima che per l’illuminazione residenziale siano utilizzati 811 TWh di elettricità finale, pari a circa il 31% del consumo totale dovuto all’illuminazione e a circa il 18,3% del budget complessivo dell’energia elettrica. Questa energia è stata impiegata per fornire 17,4 Plmh di luce con rendimento medio pari a circa 21,5 lm/W, valore molto inferiore rispetto agli altri settori finali dell’illuminazione. Se ci si concentra sui dati relativi all’Unione Europea, l’illuminazione domestica rappresenta il 10,5% del consumo elettrico residenziale. Le tecnologie più utilizzate in questo ambito includono le lampade ad incandescenza, le lampade alogene e le lampade fluorescenti compatte con alimentatore incorporato. Nonostante siano bandite dal 2012, le lampade a incandescenza rappresentano ancora oltre la metà (56%) dei consumi totali, mentre le lampade alogene sono responsabili circa del 31%. Nel settore terziario il quadro cambia leggermente: qui, il consumo totale di elettricità dedicato all’illuminazione è poco più del 30%, cioè 1.133 TWh. Tale quota rappresenta circa il 43% circa del consumo globale per l’illuminazione. Da questa energia sono stati ricavati 59,5 Plmh di luce, con un’efficienza media pari a 52,5 lm/W. Il dato è molto superiore rispetto a quello per l’illuminazione residenziale, ma non così alto quanto quello relativo all’illuminazione per esterni. Concentrandoci ancora una volta sul continente europeo, l’illuminazione rappresenta la voce di consumo di energia elettrica maggiore del settore terziario, con il 21,57%, pari cioè a circa 164 TWh/ anno. L’illuminazione esterna è responsabile di una quota del 4,7% del consumo complessivo del settore. Le lampade fluorescenti assorbono la quota maggiore (16%), seguite dalle fluorescenti compatte (6%). Nel settore industriale l’impatto dell’illuminazione è più contenuto. Il comparto investe 490 TWh di elettricità, pari a poco più dell’8,7% del consumo globale e a circa il 18% del consumo totale legato all’illuminazione. Questa energia è stata impiegata per fornire 38,5 Plmh, con un’efficienza media di 79 lm/W.

Tecnologie per il risparmio energetico e il benessere

Nell’analizzare il bilancio energetico per l’illuminazione, occorre effettuare delle considerazioni complessive in merito alle potenzialità delle moderne tecnologie. Infatti, quando correttamente progettati e installati i sistemi d’illuminazione intelligente più evoluti, oltre a garantire la riduzione dei costi di gestione, possono contribuire alla creazione di condizioni ottimali per supportare gli utenti nello svolgimento delle proprie mansioni, in termini di sicurezza visione e comfort. Sulla base di questi presupposti l’Assil (Associazione Nazionale Produttori Illuminazione) ha elaborato uno studio che parte da una valutazione dello scenario dei consumi di energia elettrica in Italia e analizza le potenzialità delle più moderne tecnologie d’illuminazione utilizzate per coniugare risparmio, sicurezza e comfort. Secondo lo studio, il consumo di energia elettrica nazionale ammonta a circa 307 TWh. Suddivisi per settore, emerge che 131 TWh sono attribuibili all’industria, 101 TWh al terziario, 70 TWh al residenziale e 5 TWh all’agricoltura. L’illuminazione assorbe circa il 18% dei consumi totali, per un totale di circa 56 TWh corrispondente ad una emissione di 30 milioni di tonnellate di CO2 e 10,5 Mtep. La già citata Iea ritiene che, semplicemente utilizzando le tecnologie d’illuminazione ad alta efficienza di nuova generazione, permetterebbe di ridurre del 38% i consumi elettrici. In tale contesto, nel valutare l’investimento in tecnologie efficienti è necessario mettere sul piatto della bilancia, oltre ai costi di acquisto e installazione, anche i minori oneri di esercizio derivanti un impianto più efficiente e i benefici in termini di comfort e benessere delle persone. In altre parole, nel calcolo del payback per tutto il ciclo di vita non bisogna fermarsi alla valutazione economica del risparmio conseguibile grazie alla riduzione dei consumi energetici e ai minori costi di manutenzione, ma occorre tenere presenti gli effetti positivi sui parametri fisiologici e sulle prestazioni psico-attitudinali degli utenti. Questo è importantissimo, ad esempio, nei luoghi di lavoro, dove una luce di qualità e adeguata al compito visivo permette di aumentare la concentrazione e di ridurre il rischio di errori, fattori che incrementano la produttività e diminuiscono l’impatto sociale di eventuali infortuni. In tale contesto entrano in gioco le cosiddette tecnologie d’illuminazione intelligenti, definite da Assil come tecnologie che consentono l’effettiva integrazione, automatica ed ecocompatibile, di sistemi fisici, digitali e sociali per garantire la migliore illuminazione, sicurezza ed interoperabilità in ogni situazione. Oggi sono presenti sul mercato sistemi e tecnologie intelligenti in grado di rispondere alle diverse necessità di efficienza e comfort attraverso la rilevazione della presenza, la regolazione dei livelli di luce in base agli scenari, e il controllo della luce diurna per integrare l’illuminazione artificiale.

Human Centric Lighting

L’illuminazione degli ambienti interni necessita un approccio progettuale che consideri la destinazione d’uso e le attività che prevalentemente vi svolgeranno gli occupanti. Per valutare la tipologia più adeguata per ciascuna esigenza è indispensabile fare alcune distinzioni in termini di possibilità offerte dalle tecnologie d’illuminazione, in primis tra illuminazione statica - cioè semplice elemento che rischiara l’ambiente - e illuminazione dinamica, cioè capace di adattare automaticamente il livello, la direzione e il colore della temperatura nel corso della giornata. I principi legati all’illuminazione dinamica si coniugano perfettamente con i concetti alla base di quella che è definita “Human Centric Lighting”, illuminazione al servizio dell’individuo, ideata dalla HCL Society . Si tratta di una tipologia d’illuminazione concepita per tutelare il benessere, l’umore e la salute delle persone attraverso la variazione del colore e l’intensità della luce. Tale possibilità oggi è resa molto concreta dalla transizione tecnologica dalle sorgenti tradizionali a quelle di nuova generazione, le quali offrono ampie opportunità di regolazione.

Secondo uno studio congiunto sviluppato da Lighting Europe, Zvei e AT Kearney, l’illuminazione Human Centric ha tutte le carte in regola per diventare un business da miliardi di euro, destinato a coprire a breve circa il 7% del mercato dell’illuminazione generale europea. Attualmente, oltre il 90% dei prodotti Human Centric Lighting è basato su lampade fluorescenti compatte o lineari. I Led, più costosi ma più efficienti, non hanno ancora maturato una significativa quota di mercato. Tuttavia, è previsto che i Led conquisteranno entro il 2020 una quota superiore al 90%. Secondo lo studio, oltre a migliorare la concentrazione, la sicurezza e l’efficienza delle persone, la Hcl è addirittura in grado di favorire e accelerare i processi di guarigione da varie patologie. In seguito alla scoperta nel 2001 di un terzo fotorecettore nell’occhio umano è emerso come gli effetti sui ritmi circadiani possono essere correlati a specifiche condizioni della luce. Oggi, grazie alle ricerche industriali, cliniche e universitarie, nuove soluzioni d’illuminazione permettono di supportare il ritmo circadiano umano, ottimizzando i livelli di concentrazione, prevenendo i disturbi del sonno e migliorando il benessere generale. All’interno della gamma di sistemi di Human Centric Lighting, è possibile fare due importanti distinzioni. Da una parte l’illuminazione biologicamente efficace, costituita da sistemi idonei a stimolare le funzioni dell’organismo e a migliorare le prestazioni cognitive. Dall’altra, i sistemi d’illuminazione con un impatto emozionale, concepiti per creare ambienti emotivamente stimolanti e atmosfere accattivanti. Secondo gli studi, taluni sistemi d’illuminazione, installati soprattutto in ambito commerciale, sono in grado di amplificare gli effetti emotivi e biologici della luce. Queste soluzioni si basano su sistemi elettronici di gestione che modulano l’illuminazione in base alle diverse condizioni di luce naturale e allo scopo applicativo, sfruttando sia cambiamenti dinamici della temperatura di colore e dell’illuminamento sia la distribuzione mirata di sorgenti dirette e indirette. Gli effetti positivi dell’Human Centric Lighting riguardano numerosi vari applicativi, dagli uffici alle abitazioni, dai siti commerciali alle scuole, dalle strutture sanitarie agli ambienti dove è richiesta la massima attenzione (ad esempio gli abitacoli delle auto), dall’industria agli ambiti ricreativi. Gli effetti sulla persona vanno dall’incremento dell’efficacia dei medicinali al prolungamento dei periodi di concentrazione, dall’accorciamento dei tempi di risveglio alla riduzione degli errori nelle attività ripetitive, dall’adattamento del bioritmo nei lavoratori notturni all’estensione dell’effetto giorno, solo per fare alcuni esempi. Oltre agli effetti fisiologici, l’Human Centric Lighting presenta anche benefici finanziari. Un case study, sottolinea come in ambito industriale, a fronte di un costo di acquisto e un consumo superiori rispettivamente del 25% e del 20% rispetto a un sistema Led tradizionale, un impianto Human Centric Lighting si possa ripagare in pochi anni attraverso un semplice incremento di produttività. Tuttavia, lo studio indica che grazie all’Human Centric Lighting è possibile raggiungere incrementi di produttività tutt’altro che semplici (fino al 7,7%) in virtù, ad esempio, di una maggiore concentrazione (meno errori) o una migliore motivazione dei dipendenti. Insomma, anche nel caso dell’illuminazione la qualità e il comfort hanno delle ricadute economiche diversificate e non meramente misurabili a livello hardware.

L’illuminazione pubblica

Secondo Enea, solo in Italia l’illuminazione pubblica è responsabile di un consumo energetico pari a circa 6 TWh, con una spesa di circa 1 miliardo di euro. Nel nostro Paese, l’illuminazione pubblica rappresenta il 12% della bolletta elettrica e costituisce una delle maggiori voci di spesa sugli 1,5 miliardi di euro all’anno investiti dai comuni in energia. L’opera di ammodernamento degli impianti con sorgenti di nuova generazione ha permesso di ottenere importanti vantaggi non solo a livello di risparmio energetico. Oltre ad assicurare la riduzione dei costi, l’adozione di soluzioni avanzate ha permesso di dare vita a impianti telegestibili che permettono di contribuire alla creazione di condizioni ottimali di manutenzione e di esercizio, garantendo la corretta e sicura fruizione degli spazi urbani e stradali. In tale ambito si colloca il progetto Lumiére, concepito da Enea per definire una filiera e un percorso ideale strutturato e supportato da strumenti e attività applicative e divulgative per lo sviluppo di un modello di management del settore dell’illuminazione pubblica. Il modello gestionale si è concretizzato nel sistema Pell (Public energy living lab), un ambiente per monitorare e rendere trasparenti i consumi nell’illuminazione pubblica; il sistema Pell mira a programmare interventi di efficientamento che, se applicati agli 11 milioni di punti luce pubblici a livello nazionale, potrebbero portare a risparmi fino a quasi 400 milioni l’anno, pari a circa un terzo di quanto speso dagli 8 mila comuni italiani per l’illuminazione pubblica, e 1 milione di tonnellate in meno di emissioni di CO2.

Illuminazione italiana, industria di eccellenza

Le aziende italiane produttrici di corpi illuminanti hanno fatto scuola nel mondo e tutt’ora a livello mondiale l’industria nazionale esprime delle eccellenze assolute in termini di design e di tecnologia. Secondo i dati più recenti di Assil (Fig. 2) nel 2015 l’illuminotecnica italiana ha mantenuto un profilo dinamico del volume d’affari, mostrando una crescita del 4,5%. Prosegue il percorso di graduale recupero delle perdite subite per effetto della crisi, beneficiando del sostegno positivo sia della domanda interna sia del canale estero. Nel 2015 sono state confermate le indicazioni di recupero sul fronte interno (+4,2%) grazie alla lieve ripresa dei consumi privati nel territorio nazionale. Il biennio 2014-2015 ha mostrato dei segni positivi dopo un periodo più critico che aveva evidenziato un calo medio annuo della domanda nazionale vicino al 3,5%. Con riferimento alla performance sui mercati esteri, il comparto ha registrato un incremento delle esportazioni superiore al 7%. Per effetto delle significative strategie di internazionalizzazione portate avanti dall’industria italiana nell’ultimo decennio, un importante contributo alla crescita delle vendite estere è originato da aree extra europee fra cui Nord America e Medio Oriente. Le tendenze registrate nel 2015 testimoniano la capacità degli operatori di rispondere prontamente alla trasformazione dello scenario internazionale, cogliendo opportunità di sviluppo nei mercati più dinamici sia nel segmento pubblico sia in quello privato. Ampliamento delle catene distributive, customizzazione dei prodotti e costante innovazione tecnologica si confermano i principali punti di forza di questo processo. Le imprese del comparto sono da tempo impegnate in un significativo percorso di ridefinizione dell’offerta verso un paradigma più efficiente e sostenibile, rivolto sia alle soluzioni per il mercato domestico sia per l’illuminazione urbana e stradale. L’analisi del portafoglio ordini ha fornito però indicazioni più critiche sull’andamento previsto nel 2016, emergendo segnali di minore dinamismo sia sul fronte interno sia su quello estero.

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