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Progettare la luce naturale in mansarda

di Alessandra Marra
Commenti 11168

Una guida pratica su come migliorare il comfort ambientale, l’efficienza energetica e il valore finale del sottotetto con l’apporto luminoso

Vedi Aggiornamento del 31/03/2016
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18/02/2016 – “L'architettura è il gioco sapiente, rigoroso e magnifico, dei volumi assemblati nella luce”, così Le Corbusier nel 1923 legava in modo indissolubile la sua idea di architettura al fenomeno della luce naturale.
 
Oggi tutti, tecnici e non, riconoscono il ruolo centrale che la luce ha in una buona progettazione degli ambienti, come ha anche dimostrato la storia dell’architettura.
 

Luce naturale: i benefici di una buona progettazione

La luce naturale del sole è stata usata per secoli come fonte primaria di illuminazione all’interno degli spazi abitati ed è sempre stata parte integrante della progettazione architettonica fin da quando esistono gli edifici.
 
Una buona progettazione preliminare deve prevedere una pianificazione illuminotecnica naturale per garantire vivibilità e comfort degli spazi.
 
Inoltre, una buona progettazione della luce naturale dà la possibilità di migliorare l’efficienza energetica della casa, permettendo di ricorrere alla luce artificiale lo stretto necessario.
 
L’impiego della luce naturale impone, in fase progettuale, uno studio approfondito di soluzioni valutate in base alle esigenze visive, in particolare in relazione alle attività da svolgere, alle caratteristiche architettoniche e funzionali degli spazi, al benessere termico e visivo degli occupanti e al comportamento energetico dell’edificio.
 
Le condizioni di comfort visivo in particolare costituiscono il presupposto per una progettazione ottimale, sia riguardante la luce artificiale, che e soprattutto quella naturale.

Luce naturale: i benefici di una buona progettazione
Per quest’ultimo caso l’approccio progettuale risulta essere certamente più complesso in quanto l’illuminazione naturale, a differenza di quella artificiale, può variare molto in funzione del clima e delle stagioni; inoltre, è sempre necessario tenere conto delle caratteristiche architettoniche dell’edificio come l’orientamento, la disposizione di superfici trasparenti e la presenza di edifici o di altri tipi di ostruzioni in prossimità delle finestre.
 
Ovviamente le caratteristiche elencate sopra incidono maggiormente su appartamenti che si trovano nel corpo di un edificio, incidono meno negli ultimi piani, attici o sottotetti.
 

La luce naturale in mansarda

L’ultimo piano è stato oggetto di una rivalutazione solo nell’ultimo periodo; in Italia infatti per molto tempo è stato considerato uno spazio non abitabile, immaginato come angusto e male illuminato.
 
In realtà, grazie alla posizione privilegiata rispetto all’edificio, i sottotetti si possono trasformare in ambienti molto luminosi e belli da vivere. Dalla fine degli anni ’90 infatti, in parte a causa della saturazione dei centri urbani e dei costi sempre più alti delle case, ma anche grazie ad apposite leggi regionali che ne hanno incentivato il recupero, i sottotetti sono stati sempre più spesso oggetto di ristrutturazioni.
 
Molti ambienti in disuso sono stati quindi trasformati in spaziosi appartamenti o in estensioni del piano inferiore. Ci si è resi conto che il sottotetto è l’area dell’edificio nella quale ogni camera può avere condizioni ottimali di luce visto che è uno spazio non influenzato dalla riflessione esterna dovuta ad ostacoli circostanti, essendo solitamente rivolto, per la maggior parte delle sue superfici, alla volta celeste.  
 
La mansarda, se correttamente progettata, può diventare la parte più luminosa dell’edificio in quanto garantisce prese di luce diretta e zenitale. In più si ha l’opportunità di inserire finestre supplementari in posizione alta (finestre da tetto), cosa che incide positivamente oltre che sull’aspetto illuminotecnico anche sulla ventilazione naturale e sulla qualità dell’aria degli ambienti.
 

La luce naturale in mansarda
Progettare un sottotetto puntando sulla luce naturale

Nella progettazione di un sottotetto conviene puntare sulla luce naturale almeno per quattro buone motivazioni:
1.la luce naturale ha un forte impatto sul comfort, sulla psiche e sulla concentrazione;
2.aiuta a conseguire benefici sia in campo illuminotecnico che energetico;
3.aumenta il valore dell’immobile;
4.la legge italiana non richiede solo il calcolo del rapporto aero-illuminante (RAI) di 1/8 ma anche il calcolo del fattore medio di luce diurna (Fmld).
 

Luce naturale e comfort

La dinamicità della luce naturale permette di percepire il trascorrere della giornata, i cambiamenti climatici e l’alternarsi delle stagioni, nonché la riconoscibilità cromatica degli ambienti. A livello fisiologico quindi, l’esposizione alla luce naturale ha un'azione fondamentale sulla nostra psiche perché favorisce la produzione di serotonina, un ormone che dà sensazione di benessere e che, allo stesso tempo, riduce la concentrazione nel sangue di ormoni, come noradrenalina e adrenalina, responsabili dello stress. Ecco perché la carenza di luce, come in inverno ai poli o in una giornata piovosa alle latitudini italiane, rende le persone più “tristi o depresse”.
 
La percezione delle onde luminose attiva negli esseri umani un meccanismo biologico specifico: le radiazioni luminose che penetrano vengono trasformate in impulsi elettrici e trasmessi tramite il nervo ottico al cervello. Quando gli impulsi raggiungono l’ipotalamo si assiste ad un incremento della serotonina, neurotrasmettitore che è deputato, tra l’altro, al controllo dell’umore. 

Inoltre vari esperimenti hanno evidenziato una variazione dell’umore e dell’efficienza in persone che vivono per gran parte della giornata in ambienti illuminati artificialmente; le lampade convenzionali generalmente riproducono solo una parte delle lunghezze d’onda della luce naturale e ciò può costituire fonte di stress per l’organismo.
 
L’orologio biologico umano è quindi fortemente influenzato dalla luce o dall’assenza di luce. Il sonno ad esempio è il risultato di un insieme di "manovre" fisiologiche scatenate dall'assenza di luce; con l'approssimarsi del buio l'organismo viene invitato a diminuire la temperatura corporea, la pressione sanguigna e i battiti cardiaci, operazioni che sono stimolate da "messaggeri" il cui compito è quello di avvisare il corpo che è giunto il momento di riposare. Il messaggero cardine è la melatonina, la cui produzione è stimolata dal buio notturno e inibita dalla luce diurna. Noradrenalina, adrenalina e cortisolo sono invece i neurotrasmettitori responsabili del risveglio, e vengono prodotti all'avvicinarsi dei primi bagliori del mattino, mentre diminuisce la secrezione di melatonina, per consentire all'organismo di svegliarsi.

Luce naturale e comfort
Gli esperti concordano nell’affermare il ruolo determinante esercitato dalla luce naturale sullo stato d’animo, sulla fisiologia, sulla psicologia e sul benessere dell’essere umano. In particolare la prof. Gila Lindsley, che insegna psicologia biologica all'università Antioch New England, ha evidenziato in un suo studio che “una costante e regolare esposizione alla luce naturale porta a una regolarizzazione dei ritmi circadiani (ciclo sonno-veglia) e ad una riduzione delle malattie depressive”, mentre “una ridotta esposizione alla luce naturale contribuisce a creare stanchezza, ma anche aggressività; diminuisce la funzione immunitaria agendo sulla malinconia nonché sulla perdita di tono e forza muscolare”.
 
E’ evidente quindi che l’esposizione alla luce naturale di cui gode maggiormente una mansarda o un attico porti vantaggi al benessere psicofisico. La luce all’ultimo piano è migliore in quanto è più diretta e, nel caso di luce zenitale, proveniente da finestre per tetti, non è influenzata dall’orientamento dell’edificio. Inoltre è costante durante tutto l’arco della giornata ed illumina più in profondità gli ambienti.

Luce naturale e comfort
La disponibilità di luce naturale all’interno di un ambiente varia, a seconda dell’orientamento della finestra ed in funzione di:
- quantità di luce solare diretta, che può superare i 100.000 lux
- quantità di luce diffusa (come componente proveniente dal cielo), che può superare i 10.000 lux
- quantità di luce riflessa, che varia in funzione delle superfici riflettenti (prato, asfalto, altri fabbricati, vegetazione, acqua...) che circondano il manufatto che si sta osservando.

Luce naturale e comfort
In presenza di ostruzioni esterne, per esempio nel caso di inserimento del manufatto in un tessuto densamente urbanizzato, la quantità di luce in ingresso negli ultimi livelli è di gran lunga maggiore rispetto a quello che penetra ai piani più bassi, tanto più se nei vani sottotetto sono presenti aperture zenitali.
 

Luce naturale: benefici in campo energetico

Progettare in modo corretto la luce naturale all’interno degli ambienti abitabili ha dei risvolti importanti anche in campo energetico: la presenza di luce naturale permette infatti di limitare l’uso di quella artificiale e di conseguenza di risparmiare energia elettrica.
 
In un edificio a basso consumo energetico i costi per l'illuminazione artificiale rappresentano fino al 20% dei consumi totali dell’edificio stesso e questo dovrebbe bastare per orientare la progettazione architettonica all’ottimizzazione dell’ingresso della luce all’interno degli ambienti, luce che dovrebbe essere l’unica fonte di illuminazione necessaria durante le ore diurne.
 
Inoltre, nelle stagioni intermedie o in inverno, la luce del sole può essere utilizzata per il suo potere di riscaldare, oltre che di illuminare. In questo modo, oltre che sul comfort luminoso, la luce naturale può avere una forte influenza anche sul comfort termico all’interno degli edifici, purché correttamente progettata e controllata.
 

Il valore della luce naturale

Dalle considerazioni fatte si può affermare che la luce naturale ha un doppio valore, quello percepito da chi vive gli spazi (in termini di benessere, vitalità e miglioramento dell’umore) e quello economico, legato al maggior valore di mercato e alla riduzione dei consumi energetici.
 
Acquistare un appartamento all’ultimo piano è quindi un buon investimento o un’ottima soluzione abitativa e lo è ancora di più ampliare la propria casa recuperando il sottotetto in disuso, trasformandolo in una mansarda abitabile. Infatti, come dimostra da un’analisi condotta da I-Com e Assoimmobiliare e riportata all’interno del secondo Rapporto sull’Efficienza Energetica dell’Enea, il panorama e la luminosità sono due tra gli elementi che maggiormente influiscono sul valore di mercato di un immobile. 

Il valore della luce naturale

La normativa che incentiva l’uso di luce naturale

L’importanza della luce è evidenziata anche dalle numerose leggi italiane; ad esempio l’art. 5 del DM 05/07/1975 prescrive che “tutti i locali degli alloggi (tranne vani scala, ripostigli ecc.), devono fruire di illuminazione naturale diretta adeguata alla destinazione d’uso. L’ampiezza delle finestre deve essere proporzionata in modo da assicurare un valore del Fattore Medio di Luce Diurna non inferiore al 2% (0,02) e comunque la superficie apribile non dovrà essere inferiore a 1/8 della superficie del pavimento”.
 
Oltre quindi al dimensionamento dei serramenti basato su un rapporto tra superfici calpestabili e superfici apribili, nella norma si fa prioritariamente riferimento all’importante parametro del fattore medio di luce diurna (FmLd) definito come “il rapporto, espresso in percentuale, tra l’illuminamento medio dell’ambiente e l’illuminamento che si ha nello stesso istante su una superficie orizzontale esterna esposta alla volta celeste con cielo coperto”.
 
Il FmLd, che per legge è un requisito minimo obbligatorio di abitabilità, varia in funzione della destinazione d’uso degli immobili; in particolare per gli ambienti abitabili ad uso residenziale, la percentuale minima richiesta dalla norma è pari al 2%.
 
Il fattore medio di luce diurna può risultare un concetto difficile da comprendere e valutare per un non esperto. Sarà quindi opportuno affidarsi ad un progettista e ricordargli sempre di verificare il FmLD della stanza, in quanto spesso il rispetto del R.A.I. non è sufficiente a garantire una buona illuminazione naturale. Inoltre sarà necessaria questa verifica per assicurarsi una buona illuminazione proveniente da luce naturale all’interno degli ambienti oggetto di intervento ed effettuare la scelta migliore in fase di progettazione circa il posizionamento delle finestre.
 
A parità di superficie vetrata, per esempio, la quantità di luce in ingresso può variare molto a seconda del tipo di finestra scelta.
 

Luce naturale in mansarda: l’importanza delle finestre per tetti

Per sfruttare al meglio la posizione privilegiata del sottotetto non bisogna lasciarsi sfuggire l’occasione di inserire delle finestre da tetto nel corso della ristrutturazione. La finestra da tetto infatti garantisce un fattore medio di luce diurna significativamente più alto  sia della finestra verticale che dell’abbaino.
 
In particolare con la finestra da tetto riusciamo a garantire un Fmld doppio rispetto a quello ottenuto con l’utilizzo di una finestra verticale e triplo rispetto all’abbaino. L’abbaino infatti, a causa della sua profondità, non permette alla luce di diffondersi, in quanto lo spessore della struttura influisce negativamente sull’ombreggiamento dell’ambiente in cui insiste.

Luce naturale in mansarda: l’importanza delle finestre per tetti
Le finestre zenitali possono essere considerate in assoluto la fonte di luce naturale energeticamente più efficiente. Per di più la finestra da tetto fornisce una più ampia gamma di valori del fattore medio di luce diurna, cosa senz’altro preferibile agli occhi degli occupanti, in quanto garanzia di una migliore distribuzione della luce all’interno dell’ambiente, e quindi di assoluto comfort visivo.
 
Tali considerazioni sono importanti soprattutto in fase di progettazione del nuovo ambiente abitabile; il rispetto del rapporto aeroilluminante dà garanzia del fatto che il locale abbia la giusta quantità di luce e un ricambio d’aria sufficiente all’uso abitativo.
 

Progettazione della luce e della ventilazione in mansarda

Per ottenere un livello qualitativo elevato di illuminazione naturale all’interno di ambienti abitabili, e in particolare nei vani sottotetto, bisogna prima di tutto privilegiare soluzioni con punti luce distribuiti, ovvero posizionare una finestra nella parte bassa e una nella parte alta del tetto.

Questo consente di privilegiare soluzione di affaccio, attraverso il posizionamento di finestre ad una altezza tale da consentirci di guardare verso l’esterno, e contestualmente illuminare le parti più profonde dell’ambiente con il posizionamento delle finestre in alto. 

Per una buona progettazione illuminotecnica è opportuno scegliere finestre con taglio verticale (strette e alte, con lunghezza almeno di 140/160cm) per far entrare la luce più in profondità.
Progettazione della luce e della ventilazione in mansarda
Nel caso di stanze con tetti a due falde è consigliabile posizionare le finestre su entrambe le falde. Da un lato in basso, dall’altro vicino alla linea di colmo, in modo da garantire una distribuzione omogenea della luce. 

Progettazione della luce e della ventilazione in mansarda
Inoltre è preferibile frammentare la superficie vetrata, posizionando le finestre in zone diverse dello spazio: infatti a parità di superficie 4 finestre distribuiscono il 40% di luce in più rispetto a 2. In più si può garantire alla luce di entrare da più direzioni. 

Progettazione della luce e della ventilazione in mansarda
Infine un attenta progettazione prenderà in considerazione anche i seguenti fattori:
- scegliere finestre con telai sottili o mono anta in modo da massimizzare la
superficie vetrata;
- privilegiare colori interni chiari con un grado di riflettanza superiore a 0,7
(chiedere al fornitore di colori e rivestimenti questo dato);
- optare per schermature solari mobili permette di controllare l’ingresso del calore
quando il cielo è sereno e la luce è abbondante ma al contempo lascia entrare
tutta la luce disponibile nelle giornate di cielo coperto;
- preferire le finestre da tetto agli abbaini che, a parità di superficie, fanno entrare 1/3 della luce rispetto alle finestre per tetti e non permettono di raggiungere i requisiti minimi di abitabilità
(FmLD 2%).

Progettazione della luce e della ventilazione in mansarda
 
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Altri commenti
CARLO

Ho avuto modo di intervenire più volte sull'argomento. I modelli e gli schemi riportati sull'articolo non sono regolari per molti comuni d'Italia per disposizioni normativa