Università di Palermo

Un legame importante fra ricerca e didattica

Università di Palermo, Facoltà di Architettura (cortesia: Università di Palermo, Facoltà di Architettura) (photo: Claudia Sajeva)

Il tema dell’illuminazione trova ampio spazio di approfondimento nelle attività didattiche e di ricerca svolte dai Dipartimenti di Ingegneria e di Architettura dell’Università degli Studi di Palermo. Gli obiettivi – complementari fra loro – sono legati ad individuare e sperimentare soluzioni per il conseguimento di significativi risparmi energetici, il raggiungimento dei requisiti di comfort visivo e di qualità della luce sia in spazi interni che esterni

Università di Palermo, Facoltà di Architettura. La ricerca

Il tema dell’influenza dei pattern luminosi sul comportamento degli utenti è stato introdotto nella ricerca “UP3. Social housing per la terza età” coordinata dal prof. Giuseppe De Giovanni.

Il prof. ing. M. Beccali e l’arch. M. Bonomolo hanno progettato soluzioni ed accorgimenti atti a raggiungere adeguate condizioni di comfort psicologico negli spazi abitati da persone con disagi psichici.

Tra i progetti di ricerca più rilevanti degli ultimi anni in cui la luce è stata protagonista vi è inoltre iNext, finanziato dal MIUR nell’ambito del programma Smart Cities and Innovation.

In questo ambito, l’attività denominata “Sperimentazione di un’infrastruttura di illuminazione pubblica polivalente (SS)” ha previsto la progettazione e sperimentazione di pali intelligenti multifunzionali controllabili da remoto da un Centro Servizi, ed ha incluso l’implementazione di altri servizi all’utente come Hot Spot Wi-fi, videosorveglianza ed interazione con una piattaforma di servizi di alert con informazioni sul meteo e sulla disponibilità di parcheggi.

Il sistema garantiva la regolazione dell’intensità luminosa da remoto e locale (motion detection tramite videocamera) e la misurazione di grandezze illuminotecniche sia a livello di singolo palo che di insieme (figura 1, 3).

(figura 1) Progetto “iNext”, finanziato dal MIUR nell’ambito del programma Smart Cities and Innovation. Vista di uno dei pali installati presso l’Università degli Studi di Palermo (cortesia: Università di Palermo, Facoltà di Architettura)
(figura 3) Progetto “iNext”, finanziato dal MIUR nell’ambito del programma Smart Cities and Innovation. Vista notturna dei pali installati presso l’Università degli Studi di Palermo (cortesia: Università di Palermo, Facoltà di Architettura)

Il confronto delle misure prelevate durante il funzionamento dei nuovi pali con i consumi misurati ante intervento ha dimostrato che il risparmio è stato di circa il 33% se l’on/ off dei LED è controllato esclusivamente da un timer e di circa il 76% se i LED sono controllati e dimmerati dal sistema iNext.

Durante lo svolgimento del progetto è stata implementata una piattaforma GIS dell’intero sistema di illuminazione del Campus Universitario per individuarne tutte le informazioni utili (figura 2).

(figura 2) Progetto “iNext”, finanziato dal MIUR nell’ambito del programma Smart Cities and Innovation. Rendering a colori sfalsati di un’area della cittadella universitaria (cortesia: Università di Palermo, Facoltà di Architettura)

Sempre nell’ambito del progetto iNext si sono sviluppati studi e ricerche sull’illuminazione in ambiente indoor. Nell’ambito delle attività mirate all’ottimizzazione della gestione energetica di edifici dotati di sistemi di controllo smart, è stato realizzato un sistema di illuminazione programmabile con apparecchi ad alta efficienza.

Al fine di simulare le reali condizioni di esercizio di un’unità abitativa residenziale, il laboratorio dell’ex DEIM (Dipartimento Energia, Ingegneria dell’Informazione e Modelli Matematici) è stato suddiviso in diverse “zone”, ingresso, living, sala da pranzo, cucina e stanza da letto.

In ciascuna zona sono state implementate diverse funzioni di controllo manuali e automatizzate secondo lo schema CEI Guide 205-18. Il progetto ha previsto l’installazione di quattro apparecchi a LED a sospensione e di un sistema di controllo composto da sensori di presenza e illuminamento, un programmatore di scenari, attuatori dimmer e manuali.

Il laboratorio descritto e il setup sperimentale stanno subendo ulteriori implementazioni al fine di effettuare altri studi come quello che si sta svolgendo in collaborazione con ENEA sui sistemi evoluti ed efficienti per l’illuminazione (figura 4).

(figura 4) Progetto “iNext”, finanziato dal MIUR nell’ambito del programma Smart Cities and Innovation. Una tavola sulla parte della ricerca dedicata agli ambienti indoor: planimetria con la distribuzione degli apparecchi di illuminazione e delle componenti dell’impianto di automazione (cortesia: Università di Palermo, Facoltà di Architettura)

Ricerche sui temi della luce sviluppate con altri atenei

Dalla collaborazione con altri atenei italiani sono nate ulteriori ricerche legate al tema della luce. Insieme al prof. ing. Gaetano Zizzo e al gruppo di ricerca dell’Università di Napoli Federico II della prof. Laura Bellia e dell’arch. Francesca Fragliasso è stato condotto uno studio che esamina l’impatto sulle smart grid di due diverse misure di controllo della luce artificiale come strumenti per la riduzione dei picchi di potenza elettrica assorbita dalla rete (power shaving) in determinate ore “cruciali” della giornata.

Da un lato, il cambiamento della temperatura di colore correlata della sorgente luminosa e, dall’altro, la regolazione del suo flusso luminoso sono stati utilizzati per definire alcuni programmi giornalieri di gestione dell’illuminazione per cui è stato valutato il corrispondente risparmio energetico durante alcune fasce orarie critiche.

I risultati hanno mostrato che in tutti i casi è possibile ottenere una rilevante riduzione della potenza assorbita e un conseguente incremento del risparmio energetico (fino al 59%) anche in specifici intervalli temporali, continuando a garantire i requisiti di comfort visivo dell’utente.

Con l’Università degli Studi del Salento ed in particolare con il gruppo di ricerca del prof. ing. Paolo Maria Congedo e della dott. ing. Cristina Baglivo, è stata condotta invece un’analisi della luce diurna ottenuta da diverse configurazioni di semplici modelli di tunnel solari, ovvero condotti che veicolano la luce naturale dall’ambiente esterno a quello interno.

Per far ciò, sono stati implementati modelli virtuali in un ambiente DAYSIM. Questo ha consentito di calcolare la disponibilità annuale di luce diurna in conformità al raytracer RADIANCE.

Insieme al gruppo di ricerca dell’Università di Pisa del prof. Francesco Leccese si stanno conducendo ricerche che riguardano principalmente gli spazi outdoor. Tra le ultime, quella riguardante lo sviluppo di un metodo alternativo per l’associazione delle classi di traffico stradale basato su un approccio di sintassi spaziale.

ll metodo è stato applicato al caso studio di Pontedera (Italia) per l’analisi del traffico pedonale e motorizzato e mostra una buona correlazione tra i volumi di traffico misurati e stimati, dimostrando come la metodologia, con una stima precisa e rapida dei volumi di traffico, possa contribuire ad una progettazione adeguata dell’infrastruttura di illuminazione, con l’obiettivo di ridurre gli sprechi energetici e di evitare sistemi di illuminazione sovradimensionati.

Le Tesi del Corso di Laurea in Architettura

Qualche esempio

1.TESI DI LAUREA DI MARINA BONOMOLO

Relatore: prof. ing. Marco Beccali

Correlatori: arch. Emanuela Pulvirenti; prof. Rosario Scaduto, arch. Annalisa Contato

Nell’ambito della corretta integrazione della luce nell’ambiente costruito un esempio è la tesi di laurea che ha visto come caso studio Bagheria. Nata come luogo di villeggiatura dei nobili palermitani, che costruivano qui le sfarzose dimore settecentesche, Bagheria ha visto nel dopoguerra un rapido sviluppo edilizio.

Marina Bonomolo – Tesi di laurea. Esploso del palo ‘Stairlight’ (cortesia dell’Autore)

In questo contesto, la tesi di laurea ha avuto come obiettivo la riqualificazione della fruizione del patrimonio delle Ville e degli assi principali di ingresso ad esse, oggi strade principali della cittadina, attraverso l’installazione di Stairlight, un palo intelligente modulare e multifunzionale.

2. TESI DI DOTTORATO DELL’ARCH. MARINA BONOMOLO

Tutor: prof. ing. Marco Beccali

All’interno del setup sperimentale descritto nell’ambito del progetto iNext riguardo gli studi e ricerche sull’illuminazione in ambiente indoor, la tesi dell’arch. M. Bonomolo ha condotto le analisi necessarie per valutare le reali performance dei sistemi di controllo di illuminazione indoor. Di particolare importanza è la fase di progettazione e di analisi ex ante dell’ambiente luminoso.

Arch. Marina Bonomolo – Tesi di dottorato. Schema di alcuni indici presentati nella tesi per studiare le reali performance dei sistemi di controllo dell’illuminazione (cortesia dell’Autore)

La tesi analizza le tecniche necessarie per quantificare e valutare l’apporto di illuminazione naturale e i potenziali risparmi ad essa legati (es. modelli matematici e indici, simulazioni, reti neurali, metodi tabellari, etc.) e le tecnologie ad oggi disponibili per il controllo dell’illuminazione artificiale (es. componentistica, le architetture, i protocolli, le strategie applicabili, etc.), e presenta metodologie per ottimizzare, anche da un punto di vista economico, l’installazione di apparecchi e dei relativi sistemi di controllo. Uno dei risultati di maggior rilevo della tesi è la definizione di un metodo di valutazione di sistemi di illuminazione automatizzati basato su un set di indici di prestazione utili a valutare le reali performance del sistema.

3. TESI DI LAUREA DI ANTONELLA CASAMASSIMA E MARCO SAITTA

Relatore: prof.ing. Marco Beccali

Correlatori: arch. Emanuela Pulvirenti, arch. Alessandra Galatioto, arch. Barbara Lino, arch. Daniele Ronsivalle

La riqualificazione urbana attraverso la luce: il caso di via Francesco Crispi e via Emerico Amari. Le tesi prendono in esame una parte del tessuto storico della città di Palermo che identifica l’espansione della città fuori le mura, avvenuta con la realizzazione del nuovo molo e il congiungimento dell’asse mare-monte della zona di nuova espansione della città.

Obiettivo delle tesi era in primo luogo la valorizzazione e la riconfigurazione dell’elemento di connessione tra la cosiddetta “Cala”, un ampio molo vicino il porto di Palermo, e la struttura portuale in continua evoluzione e l’ingresso alla città dall’asse rettilineo di Via Amari che conduce sino alla piazza luogo del maestoso Teatro Politeama.

Tesi di M. Saitta. Render a colori reali dello stato attuale del Waterfront (cortesia dell’Autore)
Tesi di M. Saitta. Render a colori reali del progetto dell’ingresso di Via Amari (cortesia dell’Autore)

Per far ciò, si è definito una nuova identità sia dal punto di vista di percorrenza veicolare in termini di sicurezza, sia di valorizzazione del patrimonio artistico-monumentale, cercando di uniformare il contesto in cui insiste così da definire una nuova percezione visiva.

Tesi di M. Saitta. Render a colori reali dello stato attuale dell’impianto urbano di Via Amari (cortesia dell’Autore)
Tesi di laurea di Antonella Casamassima: una tavola di progettto (cortesia dell’Autore)

È risultato opportuno, non solo prevedere la sostituzione degli apparecchi  di illuminazione che presentano caratteristiche non idonee alla corretta illuminazione stradale, ma la progettazione di un nuovo apparecchio destinato alle arterie principali rispettando i consumi energetici dettati dalla normative in vigore e cercando di ridare una nuova visione alle due torri che rappresentano l’ingresso alla città.

4. TESI DI LAUREA DI JESSICA MARIA SACCO

Relatori: prof. arch. Cesare Ajroldi, prof.ing. Marco Beccali

Correlatore: arch. Marina Bonomolo

Il nuovo museo del mare: la luce e l’ombra All’interno di un ambito di ricerca architettonica indoor la tesi ha sviluppato l’obiettivo di progettare un’illuminazione rispettosa della normativa in vigore, in materia di conservazione dei beni artistici e culturali. Le analisi approfondite del progetto architettonico hanno permesso di realizzare uno studio illuminotecnico adeguato alle esigenze del museo.

In primo luogo, lo studio effettuato ha riguardato sia la luce naturale con i grandi lucernari che caratterizzavano il progetto, supportato da approfondite analisi solari del sito di progetto che hanno consentito di individuare i giorni e le ore più critici
semplificando le operazioni di simulazione illuminotecnica.

Tesi di laurea di Jessica Maria Sacco. Pianta del piano terra e sezioni con la collocazione degli apparecchi di illuminazione (cortesia dell’Autore)

Dopo aver dimensionato il progetto rispetto alla luce naturale, è stata analizzata, in alcune delle sale espositive, poste al piano terra, l’illuminazione artificiale, studiando l’illuminazione più adeguata agli oggetti esposti sia in termini espositivi che di rispetto dei materiali.

5. TESI DI LAUREA DI ARIANNA LAURA PRIZZI

Relatore: prof. ing. Marco Beccali, prof. arch. Giuseppe Marsala

Correlatore: arch. Marina Bonomolo

Il progetto e la luce: un’illuminazione strumentale alle finalità didattiche e al benessere dell’utenza. Nella tesi la luce è stata utilizzata a supporto della regolazione dei ritmi circadiani dei bambini.

Oggetto principale della tesi è stato la riconfigurazione architettonico-spaziale della zona limitrofa ai Cantieri Culturali della Zisa, il tutto improntato ai criteri della progettazione sostenibile nella quale un fabbricato di circa 600 m², faceva da luogo di progetto della struttura scolastica pensata come servizio pubblico dedicato alle famiglie del quartiere. Secondo le scelte progettuali, il tetto di questa struttura rappresentava “la piazza” vera e propria di un interstizio urbano, un luogo d’incontro per gli abitanti della zona e per le case immediatamente adiacenti, nonché un luogo accessorio della scuola, dove svolgere attività ludiche per i bambini.

Tesi di laurea di Arianna Laura Prizzi. Foto del plastico del quartiere utilizzato per la progettazione architettonica e per lo studio del contributo di illuminazione naturale (cortesia dell’Autore

La tesi si è sviluppata seguendo come leitmotiv l’imprescindibile connubio tra progettazione architettonica e progettazione illuminotecnica. Lo studio si è focalizzato, oltre alla scelta dei corpi illuminanti, sull’applicazione dei sistemi di dimmeraggio per la luce artificiale e sui controlli delle opportune schermature delle superfici trasparenti, adottando, al posto delle tradizionali schermature, una particolare tipologia di vetro auto adattiva, ossia i vetri elettrocromici.

(a cura di arch. Sara Berta – Borzella & Berti Architetti, Roma)

 

LASCIA UN COMMENTO

Please enter your comment!
Please enter your name here