Utilizzando soluzioni ottiche all’avanguardia e le raccomandazioni normative per l’illuminazione stradale, la luce deve essere diretta con precisione verso le aree della strada che devono essere illuminate. In questo modo si elimina il problema frequente dello spazio urbano “inquinato” da un’illuminazione stradale inadeguata, che viene inutilmente diretta verso il cielo o verso le finestre degli edifici, disturbando i loro occupanti.

L’applicazione dello standard EN 13201:2016 nella progettazione dell’illuminazione stradale ha lo scopo di garantire la sicurezza, la velocità e l’assenza di disturbi del traffico.

Introduzione

La sicurezza, la velocità di risposta e il comfort di viaggio degli occupanti dei veicoli a motore, dei pedoni e dei ciclisti dipendono dalla presenza di una buona illuminazione stradale. Creare le migliori condizioni di osservazione, garantendo al contempo il massimo riconoscimento degli ostacoli sulla strada, è l’obiettivo dello standard EN 13201:2016 “Illuminazione stradale”.

Dopo che la Polonia è entrata a far parte dell’Unione Europea, ci siamo impegnati a introdurre e riconoscere la legislazione, compresi gli standard.

L’attuale standard multi-foglio è composto da quattro parti:

• PKN-CEN/TR 13201-1:2016: Illuminazione stradale – Parte 1: Selezione delle classi di illuminazione,
• EN 13201-2:2016: Illuminazione stradale – Parte 2: Requisiti di illuminazione,
• EN 13201-3:2016: Illuminazione stradale – Parte 3: Calcolo dei parametri di illuminazione,
• EN 13201-4:2016: Illuminazione stradale – Parte 4: Metodi di misurazione dei parametri di illuminazione.

Per la progettazione dell’illuminazione stradale, sono rilevanti le prime tre parti dello standard. Pertanto, la prima parte, basata sul rapporto CEN, consente di qualificare la situazione illuminotecnica rilevante e di selezionare la classe di illuminazione. La seconda parte dello standard definisce i requisiti fotometrici per ogni classe di illuminazione, tenendo conto delle esigenze degli utenti della strada e degli aspetti ambientali. La terza parte definisce metodi di calcolo uniformi, in modo che le procedure e le designazioni siano univoche. La quarta parte, invece, non si occupa della fase di progettazione, ma definisce le regole per le misurazioni, le loro condizioni e la loro presentazione.

Quantità che descrivono l’illuminazione stradale

Nel caso dell’illuminazione stradale, dove il traffico è particolarmente intenso, i fattori principali sono:

• il livello di luminanza,
• l’uniformità della luminanza,
• la riduzione dell’abbagliamento,
• l’orientamento visivo.

La conoscenza di questi parametri è essenziale per una progettazione consapevole dell’illuminazione stradale. Un parametro molto importante è la luminanza della pavimentazione. La luminanza determina la luminosità di una determinata superficie stradale vista da un osservatore che si muove in una direzione specifica. Il valore della luminanza dipende non solo dal livello di illuminamento, ma anche dal tipo di apparecchio, dalla luminosità della strada e dai riflessi della pavimentazione.

Nei casi in cui vi siano strade di minore importanza per il traffico o vi siano aree di collisione, incroci o rotatorie, lo standard raccomanda di utilizzare criteri basati sull’illuminamento. Anche l’abbagliamento è un parametro importante. L’abbagliamento significa che anche gli oggetti ben illuminati possono essere resi invisibili. Un abbagliamento molto forte può provocare un disturbo transitorio della vista e una visione ridotta per gli utenti della strada, aumentando la probabilità di incidenti.

Classi di illuminazione

Lo standard EN 13201:2016 divide l’illuminazione stradale in classi. Nel determinare la classe di illuminazione, il progettista deve considerare una serie di fattori, come ad esempio:

• Le direzioni del traffico sono separate?
• Qual è il tipo di intersezioni presenti?
• Le distanze tra le intersezioni o le strutture ingegneristiche (ponti, cavalcavia).
• Ci sono zone di conflitto?
• Sono presenti chicanes di moderazione del traffico?
• Qual è il volume medio di veicoli?
• C’è traffico ciclistico?
• C’è traffico pedonale?
• Ci sono auto parcheggiate lungo la strada?
• È richiesto il riconoscimento facciale?
• Qual è la luminanza ambientale?
• C’è un rischio maggiore di criminalità?
• Qual è la difficoltà di orientamento visivo?

In base a queste domande, viene determinata la classe stradale.

Tabella 1. Riassunto delle classi di illuminazione

Principi di misurazione dell’illuminazione stradale

A seconda della classe stradale in questione, vengono effettuate le misurazioni di luminanza, abbagliamento e illuminamento.

Nel caso della classe M, la funzione dell’illuminazione è quella di guidare il conducente lungo la carreggiata, quindi il parametro di misurazione fondamentale non è l’illuminamento, ma la luminanza della carreggiata. Le misurazioni della luminanza vengono effettuate nei punti di progettazione o vengono realizzate griglie di misurazione personalizzate.

Se si utilizzano sorgenti luminose forti nel campo visivo dei conducenti, la loro luminanza deve essere controllata. L’appendice dello standard EN 13201-2 specifica il metodo di misurazione dell’abbagliamento e i suoi limiti a seconda della classe stradale. Viene determinato il parametro fTI, che definisce l’incremento di soglia relativo per la luminanza (il caso più estremo di abbagliamento è rappresentato dalle pubblicità a LED su strada).

Le misurazioni dell’illuminamento vengono effettuate per la Classe C (zone di conflitto) e la Classe P (piste pedonali e ciclabili), dove è molto più importante garantire la visibilità degli altri utenti della strada e degli ostacoli che guidare l’utente.

La Classe C viene assegnata quando non è possibile definire una direzione (incroci, attraversamenti pedonali) o la visibilità è inferiore a 60 metri. Le misurazioni vengono effettuate creando una griglia di misurazione. La spaziatura tra le linee non deve essere superiore a 3 m e il numero minimo di linee è 10. Le misurazioni dell’illuminamento vengono effettuate nei punti di intersezione delle linee. L’illuminamento medio e l’uniformità vengono presi in considerazione per la valutazione. Nella classe P, tuttavia, sono previsti anche dei valori minimi.

In altre aree di HS, SC, dove è richiesto il riconoscimento facciale o una maggiore sicurezza, viene misurato anche l’illuminamento semisferico e semicilindrico.

Aspetti rilevanti per la progettazione dell’illuminazione stradale (per classe)

La realizzazione di progetti illuminotecnici richiede un’analisi dei criteri illuminotecnici sotto forma di parametri illuminotecnici richiesti, con riferimento alle singole classi. È inoltre necessario analizzare i criteri economici, che comprendono i costi di implementazione e di funzionamento dell’illuminazione.

Un ruolo importante è svolto dalla selezione di apparecchi di illuminazione con sorgenti luminose ad alta efficienza energetica. Il compito dell’apparecchio di illuminazione è quello di dirigere correttamente il flusso luminoso in base alle esigenze della strada illuminata. Una seconda considerazione importante è la tenuta dell’apparecchio, in modo che non si verifichi una rapida diminuzione dell’efficienza luminosa o la contaminazione del riflettore e della sorgente luminosa.

Attualmente, per l’illuminazione stradale si utilizzano principalmente lampade al sodio ad alta pressione e lampade ad alogenuri metallici. La loro popolarità è dovuta alle loro caratteristiche fotometriche e prestazionali e alle loro dimensioni ridotte. Le lampade a vapori di mercurio ad alta pressione sono state sostituite da lampade ad alogenuri metallici. L’uso degli alogenuri metallici ha migliorato la distribuzione spettrale. L’efficienza luminosa è passata da 80 a 120 lm/W e l’indice di resa cromatica è aumentato. Vengono utilizzate nell’illuminazione stradale, ad esempio nei centri urbani, grazie alla loro luce bianca.

Tuttavia, la sorgente luminosa in più rapido sviluppo è il LED. Il motivo è la loro lunghissima durata, fino a 50.000 ore, e la loro elevata efficienza luminosa, fino a 80 lm/W (in condizioni di laboratorio fino a 100 lm/W). I LED bianchi di ottima qualità raggiungono un’efficienza luminosa di 90 lm/W e oltre, che è al livello delle migliori lampade al sodio ad alta pressione e talvolta supera i livelli di efficienza luminosa delle lampade ad alogenuri metallici bianchi ad alta pressione.

I LED sono la quarta generazione di sorgenti luminose artificiali. Le prime 3 generazioni sono: fiamma, lampade a incandescenza e lampade a scarica. I principali vantaggi delle sorgenti luminose LED comprendono:

• la durata molto lunga (da 50.000 a 100.000 ore di illuminazione),
• la loro ampia gamma di temperature (da -40 a 850C),
• l’efficienza luminosa relativamente elevata (in confronto, l’efficienza luminosa delle lampadine alogene è fino a 26 lm/W e quella delle moderne lampade fluorescenti fino a 105 lm/W). Si prevede che in futuro il flusso luminoso delle lampade LED raggiungerà i 1500 lm con un’efficacia di 150-200 lm/W,
• nessun mercurio dannoso per l’ambiente,
• la bassa tensione di alimentazione e l’utilizzo di un isolamento di Classe II per aumentare la sicurezza,
• dimensioni e peso ridotti,
• un basso tasso di guasti,
• la possibilità di illuminazione immediata,
• luce priva di radiazioni IR e UV,
• bassi costi operativi

È probabile che nel prossimo futuro sostituiranno altre sorgenti luminose grazie ai loro numerosi vantaggi.

Sommario

Le moderne soluzioni utilizzate per l’illuminazione stradale stanno trasformando lo spazio urbano, aumentando la sicurezza e il comfort dei residenti e di tutti coloro che viaggiano lungo le strade.

Allo stesso tempo, consentono alle autorità cittadine di realizzare un risparmio energetico di vasta portata. L’illuminazione stradale a LED consente di ottenere un risparmio di oltre il 70% rispetto agli apparecchi attuali, senza sacrificare la qualità della luce. I diodi forniscono una luce bianca di alta qualità, rendendo i colori nel modo più naturale, che soddisfa gli standard pertinenti per l’illuminazione stradale.

Autori: Dorota Kołakowska, Adam Szczepanik – Sonel S.A.