• grasshopper
• illuminazione di rotatorie
• illuminazione pubblica
• modellazione parametrica
• parametric modeling
• road lighting
• roundabout lighting

Nel corso degli ultimi decenni, l’illuminazione stradale ha assunto progressivamente maggiore rilevanza. Se in passato la funzione principale si limitava a migliorare il comfort visivo degli utenti prevalentemente nei contesti urbani, oggi è necessario garantire condizioni di sicurezza del traffico urbano ed extraurbano paragonabili a quelle diurne. Tuttavia, la crescente attenzione verso il consumo energetico e l’impatto ambientale, ha evidenziato le problematiche dell’illuminazione pubblica associate a questi aspetti. In Italia, il consumo di energia per l’illuminazione è tra i più alti in Europa, registrando, parallelamente, alti livelli di flusso luminoso disperso verso la volta celeste. Questi problemi, sintomo di impianti di illuminazione pubblica obsoleti e inefficienti, richiedono interventi mirati per garantire una maggiore efficienza energetica e ridurre l’impatto ambientale, senza compromettere la qualità illuminotecnica.
La progettazione degli impianti di illuminazione pubblica deve quindi essere concepita come un processo integrato, che bilanci le esigenze di sicurezze stradale, di efficienza energetica e rispetto delle normative ambientali. Questo approccio è particolarmente rilevante nelle intersezioni stradali, in cui l’elevata complessità geometrica aumenta i punti di potenziale conflitto. Tuttavia, la progettazione degli impianti di illuminazione delle intersezioni stradali e più nel dettaglio delle rotatorie presenta spesso un processo complesso e macchinoso, a causa della mancanza di linee guida specifiche.
Il presente lavoro di tesi nasce dalla necessità di affrontare queste sfide proponendo un approccio innovativo per semplificare e ottimizzare il processo progettuale, sviluppando un modello parametrico che combina il calcolo illuminotecnico con le esigenze di efficienza energetica e distribuzione luminosa ottimale. La ricerca si articola in diverse fasi che comprendono l’analisi dello stato dell’arte, lo studio di un caso reale e lo sviluppo di un metodo parametrico applicabile a rotatorie con caratteristiche geometriche differenti.
Nella prima parte del presente lavoro, attraverso un’analisi sulle incidentalità, sono esaminate nel dettaglio le criticità principali per la progettazione delle infrastrutture e il ruolo che l’illuminazione pubblica ricopre nel mitigarle. Lo studio comprende inoltre il contesto normativo e tecnico, con particolare riferimento alle normative tecniche di illuminazione UNI 11248 e UNI EN 13201 e alle normative in materia di efficienza energetica e di controllo dell’emissione luminosa. Sono, quindi, state esaminate le conoscenze in ambito teorico e tecnologico delle varie fasi della progettazione illuminotecnica, da cui è emersa l’importanza della scelta preliminare dell’apparecchio di illuminazione rapportato con le caratteristiche geometriche dell’impianto. Successivamente, è stato analizzato il caso studio della rotatoria SP70 situata nel Comune di Poggibonsi, realizzato nell’ambito di un piano di riqualificazione delle strade della Regione Toscana. L’analisi, condotta attraverso lo studio della documentazione ufficiale del progetto definitivo e la simulazione illuminotecnica tramite il software DialuxEvo, ha evidenziato alcune criticità legate alla distribuzione luminosa e alla dispersione del flusso luminoso, principalmente dovuti al posizionamento degli apparecchi, vincolato dalla morfologia del terreno e dai sistemi di sicurezza installati.
La seconda fase del lavoro si concentra sullo sviluppo di un modello parametrico realizzato mediante il plugin Grasshopper per il software di modellazione Rhinoceros. Il modello consente lo studio di rotatorie di diverse geometrie e parametri illuminotecnici. La struttura del modello si divide in tre sezioni principali: una dedicata alla definizione della geometria della rotatoria e le restanti due dedicate al calcolo illuminotecnico con disposizione degli apparecchi di illuminazione periferica e centrale. Attraverso i dati fotometrici specifici dell’ottica scelta, è in grado di calcolare l’illuminamento orizzontale medio mantenuto, l’uniformità di illuminamento, l’indicatore di densità di potenza Dp e un parametro innovativo che permette di stimare l’efficienza del flusso luminoso utilizzato. Attraverso un’analisi multi-obiettivo, il modello individua le possibili soluzioni che minimizzano l’illuminamento medio e massimizzano l’uniformità. I risultati delle analisi vengono salvati in tabelle Excel, consentendo un confronto immediato tra le configurazioni proposte. Infine, è stato applicato il modello sui casi studio presentati. I risultati hanno confermato che la selezione di un buon apparecchio, attraverso un’analisi attenta della sua curva fotometrica, e il suo posizionamento sono elementi cruciali per l’ottimizzazione della progettazione illuminotecnica stradale.