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Tesi etd-11152019-131421


Thesis type
Tesi di laurea magistrale LM5
Author
BIANCHI, LUCA
URN
etd-11152019-131421
Title
Studio della luce naturale per un corretto utilizzo di un complesso monumentale - Caso studio la Certosa di Calci
Struttura
INGEGNERIA DELL'ENERGIA, DEI SISTEMI, DEL TERRITORIO E DELLE COSTRUZIONI
Corso di studi
INGEGNERIA EDILE-ARCHITETTURA
Supervisors
relatore Prof. Leccese, Francesco
relatore Prof. Bevilacqua, Marco Giorgio
Parole chiave
  • Charterhouse of Calci
  • Lighting engineering
  • Certosa di Calci
  • Fattore di luce diurna
  • Illuminotecnica
  • Daylight factor
Data inizio appello
05/12/2019;
Consultabilità
Secretata d'ufficio
Riassunto analitico
L’oggetto della presente Tesi di Laurea si sostanzia in uno studio approfondito della disponibilità di luce naturale negli ambienti interni del complesso monumentale della Certosa di Calci — situata nella provincia di Pisa — così da poter analizzare l’utilizzo attuale e futuro delle sale che la compongono.
Nella fase iniziale è stato studiato il fattore di luce diurna, parametro storicamente utilizzato in illuminotecnica per quantificare la disponibilità di luce naturale. Sono state quindi trattate sia l’evoluzione storica di tale fattore sia la sua definizione, soffermandosi sulle sue componenti. In seguito, sono stati considerati il metodo di calcolo, gli aspetti normativi ed è stata compiuta un’analisi parametrica con cui è stato determinato il fattore di luce diurna al variare in pianta della forma della stanza, sia attraverso il calcolo analitico basato sulla formula data dalla normativa UNI 10840:2007, sia mediante i software di simulazione.
La fase di lavoro successiva ha riguardato la Certosa di Calci, complesso monumentale con una stratigrafia secolare di cui si è voluta studiare la disponibilità di luce naturale. Molteplici sono le motivazioni che hanno determinato questo studio: una corretta visibilità, un’esposizione dei beni culturali alla luce tale da evitare il loro danneggiamento, un risparmio energetico, una redistribuzione degli spazi, infine una gestione e programmazione della manutenzione.
È stata così elaborata, dopo aver stilato una lista di controllo ed effettuato un sopralluogo con compilazione di schede tecniche, una mappatura qualitativa. Sulla base di questa è stato possibile individuare le stanze classificabili come ambienti luminosi e realizzare, con riguardo ad esse, una mappatura quantitativa mediante il parametro del fattore medio di luce diurna, individuando gli ambienti conformi alle norme e quelli non conformi. In seguito, si è sviluppato un metodo che ha consentito di determinare attraverso un’analisi multicriterio gli ambienti con maggiore attitudine all’utilizzo della luce naturale. L’analisi è stata compiuta sulla base di cinque parametri: il fattore di luce diurna, il fattore forma, il coefficiente medio di riflessione, un fattore che tiene in considerazione l’esposizione/area vetrata/ostruzioni, il “window to wall ratio”. Gli ambienti scelti sono stati poi studiati tramite i software DIALux, VELUX Daylight Visualizer e Ladybug Tools per Grasshopper.
Grazie a questo lavoro sarà possibile in futuro intervenire in modo efficiente sulla distribuzione delle destinazioni d’uso in base alla disponibilità di luce diurna. Ad esempio, qualora si presentasse in futuro la necessità per l’Università di Pisa di ampliare il numero dei propri uffici, per i quali è richiesto un fattore medio di luce diurna del 2,00%, si potrà procedere a disporli adeguatamente. Al contrario, un allestimento museale di opere fotosensibili potrà essere compiuto in ambienti prevalentemente oscuri, evitando così di provocare danni irreversibili e la perdita delle caratteristiche originali delle opere.

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The object of this degree thesis is an in-depth study of the availability of natural light in the interior of the mo-numental complex of the Certosa di Calci — located in the province of Pisa — so as to analyze the current and fu-ture use of the rooms that compose it.
In the initial phase, the subject of the study was the daylight factor, a parameter historically used in lighting technology to quan-tify the availability of natural light. What was then analyzed is both the historical evolution of this factor and its defini-tion, focusing on its components, in order to be able to consider the calculation me-thod and the regulatory aspects and to finally perform a parametric analysis, with which the daylight factor was determined according to the varying — in the plan view — of the shape of the room, both through the analytical calculation based on the formula given by the UNI 10840:2007 and through the simulation softwares.
The next phase concerned the Certosa di Calci, a monumental complex with a centuries-old stratigraphy; its availability of natural light was indeed studied. There were many reasons that led to this study: proper visibili-ty, exposure of cultural assets to light to avoid their damage, energy savings, a redistribution of space and a ma-nagement and programming of maintenance. After having drawn up a checklist and realizing an inspection with the compilation of technical sheets, a qualitative mapping was carried out. On the basis of this, it was pos-sible to select the rooms corresponding to luminous environments and therefore, with regard to them, to carry out a quantitative mapping throught the parameter of the average daylight factor, thus identifying the environments that comply with the standards and those that do not conform. Afterwards we developed a method that allowed us to de-termine, through a multicriteria analysis, the environments with the greatest suitability for the use of natural light. The analysis was realized on the basis of five parameters: the daylight factor, the form factor, the average reflection coefficient, a factor that takes into account the exposure/glazed area/obstructions, and the “window to wall ratio”. The selected rooms were then studied in depth using the DIALux, VELUX Daylight Vi-sualizer and Ladybug Tools software for Grasshopper.
This work will make it possible to intervene efficiently, in the future, in the distribution of the intended use ac-cording to the availability of daylight. Therefore, on one hand, should the University of Pisa need to expand the number of its offices, for which an average daylight factor of 2,00% is required, it will be possible to arrange them properly. On the other hand, a museum setting of photosensitive art pieces shall be made in dark envi-ronments, thus avoiding irre-versible damage and the loss of the original characteristics of the work.
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