Compilato sulla base degli standard internazionali di illuminazione (serie CIE, ANSI/IES, EN), concentrandosi su elementi fondamentali quali parametri di luminanza, qualità della luce, ottimizzazione del sistema di energia solare e ritorno sull'investimento.
I. Standard di progettazione dei parametri di prestazione dell'illuminazione
1. Illuminamento (Lux) ed efficienza luminosa (lm/W)
Classificazione dell'illuminamento (basata su CIE 115:1995 e CJJ 45-2023):
| Funzione Area | Illuminamento medio mantenuto (Lux) | Uniformità U0 |
|---|---|---|
| Piazza principale / area di ritrovo | 20-30 | ≥0,4 |
| marciapiedi pedonali | 10-15 | ≥0,4 |
| Aree verdi paesaggistiche / ricreative | 5-10 | ≥0,3 |
Requisito di efficienza luminosa: efficienza luminosa LED ≥ 120 lm/W. Preferire chip Bridgelux (USA) o di qualità equivalente.
2. Temperatura di colore correlata (CCT) e indice di resa cromatica (Ra)
Intervallo di temperatura del colore: bianco caldo 2700K–4000K; evitare i rischi della luce blu ricca di CCT elevata (CCT > 4000K può sopprimere la melatonina).
Indice di resa cromatica: Ra ≥ 80 (minimo); R9 > 0 (capacità di resa del rosso); per scene di fascia alta Ra ≥ 95 (ad esempio, nelle installazioni artistiche).
3. Uniformità e controllo dell'abbagliamento
Uniformità della luminanza U0 (min/media) ≤ 0,4; uniformità assiale UL ≥ 0,5. Incremento soglia TI ≤ 15%, rapporto di luminanza del velo ≤ 0,3 e utilizzo di apparecchi di illuminazione di tipo cutoff di tipo II/Tipo III (angolo del fascio ≤ 120°).
II. Struttura dell'apparecchio di illuminazione e progettazione del sistema
1. Altezza e materiale del palo
Calcolo dell'altezza: H ≥ 0,7 × W (W = larghezza illuminata); l'altezza tipica dei pali delle piazze è di 6–10 m.
Materiali: alluminio di grado aerospaziale (leggero + dissipazione del calore) o acciaio zincato a caldo (carico del vento > 40 m/s); conforme allo standard di resistenza alla corrosione ANSI C136.13.
2. Sistema di alimentazione solare
Autonomia: progettata per 3 giorni consecutivi nuvolosi/piovosi; capacità della batteria = consumo giornaliero × 3 ÷ DOD (0,7).
Configurazione del modulo
- Pannelli fotovoltaici: efficienza policristallina ≥ 18%, angolo di inclinazione = latitudine locale + 5°.
- Batteria: LiFePO44 (ciclo di vita > 6000 cicli) preferibile alle batterie al piombo-acido.
3. Sistema di controllo intelligente
Rilevamento a doppia modalità con sensore di luce ambientale e radar a microonde (raggio di rilevamento 8–10 m), supporta la regolazione remota della luminosità LoRa/NB-IoT.
Rilevamento di presenza PIR per avvio/arresto (copertura a 180°), ritardo di spegnimento all'uscita per risparmiare circa 30% di elettricità.
III. Analisi dei costi e del ritorno sull'investimento
1. Composizione dei costi iniziali (esempio per un sistema da 100 lampade)
| Articolo | Condivisione dei costi | Descrizione |
|---|---|---|
| Lampade solari | 60% | Include pannelli fotovoltaici, batterie, moduli LED |
| Palo e staffe | 25% | Materiale in alluminio aerospaziale |
| Sistema di controllo intelligente | 10% | Sensori e moduli di comunicazione |
| Installazione e messa in servizio | 5% |
2. Risparmi operativi e rendimento
Risparmio di elettricità: tasso di sostituzione dell'elettricità di rete ipotizzato a 100%; risparmio annuo di elettricità ≈ potenza della lampada × 10 h/giorno × 365 giorni × prezzo locale dell'elettricità.
Costi di manutenzione: nessun cablaggio, tasso di guasti ridotto di 40%, costi di ispezione manuale ridotti di 60%.
Periodo di ammortamento
Periodo di ammortamento (anni) = Investimento iniziale / (Risparmio annuo di elettricità + Riduzione dei costi di manutenzione).
Caso tipico: 3–5 anni (rispetto alla rete elettrica convenzionale).
Vantaggi ambientali: riduzione annuale delle emissioni di carbonio per lampada pari a 54 tonnellate, in linea con i requisiti di classificazione ESG.
IV. Misure chiave per l'ottimizzazione del sistema
- Design resistente al degrado: utilizzo di rivestimento in fosforo di terre rare; tasso di mantenimento del flusso luminoso > 90% in 5 anni.
- Adattabilità invernale: modulo integrato per la rimozione della neve a spirale (60–120 giri/min); i tergicristalli in materiale PA610 impediscono l'accumulo di neve sui pannelli.
- Ridondanza di sicurezza: protezione IP67 + protezione da dispersione di 30 mA; resistenza di terra ≤ 10 Ω; protezione contro i fulmini SPD ≥ 20 kA.
Suggerimento di implementazione: La progettazione dovrebbe includere simulazioni di illuminazione per la suddivisione in zone delle piazze (DIALux o Relux). Si dovrebbe privilegiare l'installazione di sistemi solari modulari per supportare l'espansione a valle. Grazie al miglioramento dell'efficienza energetica e dei costi di manutenzione, il costo del ciclo di vita dell'illuminazione solare delle piazze può essere ridotto di 35%–50%, combinando funzionalità ed economia a basse emissioni di carbonio.
Norme citate: CIE 234:2019 “Piano generale di illuminazione urbana”, ANSI/IES LP-1-2020, BS EN 13201-3:2015.
