La luce naturale è una delle componenti indispensabili tra quelle che determinano la condizione di benessere, gli edifici devono ottimizzarne lo sfruttamento progettando le finestre come una sorgente sia di luce che di calore compatibilmente con le necessità di schermatura dai carichi termici estivi.

La realizzazione di edifici caratterizzati da una adeguata illuminazione naturale garantisce oltre che condizioni di benessere visivo agli occupanti anche una riduzione di consumo dell’energia elettrica per l’illuminazione nelle ore diurne.

La luce entra nella stanza direttamente dal cielo o dal sole, o indirettamente per riflessione (edifici adiacenti e terreno), nello studio dell’illuminazione interna degli ambienti di considera come fonte primaria luminosa la volta celeste e non il sole poiché l’ingesso diretto della radiazione solare può essere causa di abbagliamento.

La volta celeste appare luminosa a seguito della diffusione della luce solare operata dall’atmosfera, e dipende:

– dalla posizione del sole (variabile a seconda delle coordinate geografiche del sito, dal giorno dell’anno e dall’ora);

– dalla nuvolosità e torbidità (presenza nell’atmosfera di particelle in sospensione di diversa natura) variabili nel tempo e dal luogo.

Vista la grande variabilità dell’emissione luminosa della volta celeste, per determinare l’illuminazione naturale in un ambiente interno ci si basa su un criterio relativo: un indicazione sulla distribuzione dell’illuminamento da luce naturale all’interno dell’ambiente è fornito dal “fattore di luce diurna” calcolato in diversi punti dell’ambiente stesso.

Il “fattore di luce diurna” è il rapporto tra l’illuminamento in un punto posto su una superficie all’interno dell’ambiente e l’illuminamento, nello stesso istante, di un punto posto su una superficie orizzontale esterna esposta in modo tale da ricevere la luce dall’intera volta celeste, valutati entrambi in condizioni di cielo coperto.

L’applicazione di sistemi per il trasporto della luce naturale, ad alta efficienza e a bassi costi di manutenzione, rende possibile abitare luoghi in cui non si potrebbero soddisfare completamente i requisiti di benessere ottico- visivo.

Le applicazioni possibili possono riguardare gli ambienti, ad uso discontinuo, che non comunicano direttamente con l’esterno, edifici interrati o con pianta di elevata profondità (parcheggi multipiano, centri commerciali a più piani, stazioni di treni o metropolitane ecc) o possono riguardare il recupero edilizio, in special modo negli edifici dei centri storici dove sono presenti forti vincoli sia tipologici che sugli elementi di chiusura.

Il beneficio fornito da tali sistemi, in termini di benessere ottico- visivo, risulta comunque inferiore a quello di una finestra, che consente la vista verso l’esterno, risulta vantaggioso utilizzare questi sistemi a supporto di finestre, specie in ambienti con pianta di elevata profondità, realizzando una più uniforme distribuzione dei livelli di illuminamento naturale in tutto lo spazio.

I vantaggi legati al trasporto di luce naturale sono anche quantificabili in termini di risparmio energetico:

– in maniera diretta riducendo i consumi elettrici legati alla minore necessità di corpi illuminanti e con un risparmio energetico anche per quanto riguarda il condizionamento estivo, grazie alla riduzione degli apporti di calore;

– in maniera indiretta attraverso la possibilità di utilizzare spazi interrati o parzialmente interrati che, offrendo una elevata resistenza alla trasmissione di calore, risultano vantaggiosi da un punto di vista energetico.

I sistemi per la captazione e il trasporto della luce naturale possono essere divisi in due categorie:

sistemi mobili ,utilizzano sistemi attivi per la captazione e la concentrazione dei raggi solari e sono progettati per essere costantemente orientati nella direzione del sole. Poiché richiedono meccanismi sofisticati per garantire la precisione dei movimenti hanno alti costi di costruzione, gestione e manutenzione per cui l’impiego di tali sistemi è consigliabile per interventi con un utilizzo su larga scala;

sistemi fissi , sono privi di elementi meccanici o elettronici, risultando di più semplice ed economica gestione.

L’efficienza dei sistemi fissi dipende sia dalla geometria del captatore, che deve dare la massima quantità di luce all’interno dell’ambiente in un dato istante e garantire adeguati livelli di luce lungo tutto il corso dell’anno, che dall’opportunità di impiegare materiali speciali sia come rivestimento dell’unità captatore che del condotto.