I sensori di presenza sono richiesti dalle normative?

I sensori di presenza svolgono un ruolo fondamentale nell'automatizzare l'illuminazione, nel ridurre lo spreco di elettricità e nel migliorare l'esperienza d'uso dell'illuminazione. Esistono due tipi di sensori di presenza: i sensori di presenza propriamente detti (occupancy sensor) sono del tipo ad accensione e spegnimento automatici, mentre i sensori di assenza (vacancy sensor) sono del tipo ad accensione manuale e spegnimento automatico, talvolta chiamati sensori di presenza ad attivazione manuale. Nelle applicazioni commerciali, i sensori di presenza e di assenza vengono comunemente definiti sensori di movimento, rilevatori di movimento o sensori di luce per la loro capacità di controllare le luci rilevando il movimento.

Indice

• Che cos'è una normativa sull'efficienza energetica
• Che cos'è l'IECC
• IECC 2011 per i sensori di presenza
• Conclusione

Questi sensori utilizzano la tecnologia a infrarossi passivi (PIR), a ultrasuoni o una doppia tecnologia (dual-tech) che combina sia la strategia PIR sia quella a ultrasuoni per rilevare lo stato di presenza o assenza in una stanza. Ogni tecnologia presenta vantaggi e svantaggi in termini di precisione ed efficienza nel rilevamento del movimento. Sebbene la tecnologia PIR sia la strategia di rilevamento del movimento strategia di rilevamento del movimento più ampiamente utilizzata tra tutti i prodotti attivati dal movimento come sensori di presenza, interruttori con sensore di movimento e luci di sicurezza per esterni, la doppia tecnologia viene impiegata anche in alcuni sensori di presenza ed interruttori a parete di fascia alta.

I sensori di presenza e assenza assumono diverse forme. Possono consistere in un interruttore a parete che si adatta a una scatola da incasso standard con un sensore di movimento integrato, oppure possono essere un rilevatore di movimento autonomo montato in alto sulla parete o sul soffitto e collegato a un punto luce esistente. L'installazione e il posizionamento dei sistemi di controllo dell'illuminazione basati su sensori di presenza devono essere pianificati con cura prima dell'installazione per ottenere il miglior risultato. La disposizione, l'applicazione e la frequenza d'uso di un ambiente dovrebbero essere tutte prese in considerazione.

Poiché i codici energetici come IECC, ASHRAE e Title 24 richiedono l'implementazione di una strategia di controllo dell'illuminazione basata sulla presenza negli edifici residenziali e commerciali, i lettori dovrebbero scegliere con attenzione i sensori di presenza e di assenza adeguati per conformarsi a tali normative.

Che cos'è una normativa sull'efficienza energetica

I codici energetici costituiscono un sottoinsieme di una più ampia raccolta di norme edilizie, che regolano la progettazione e la costruzione di strutture residenziali e commerciali, con l'obiettivo di migliorare l'efficienza energetica per ridurre la quantità di energia richiesta e gli effetti dell'inquinamento. 

Un codice edilizio (denominato anche regolamento edilizio o normativa urbanistica) è un insieme di regole che specificano gli standard per gli oggetti costruiti, come edifici e strutture non edificate. Gli edifici devono essere conformi al codice per ottenere il permesso di costruire, di norma rilasciato dall'ente locale competente.

I codici energetici come l'IECC (International Energy Conservation Code) e l'ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers) stabiliscono tutti requisiti precisi per i controlli tramite sensori di presenza da utilizzare negli edifici commerciali e residenziali.

In questo articolo tratteremo principalmente il codice IECC.

Che cos'è l'IECC

L'International Energy Conservation Code (IECC) è un codice edilizio creato dall'International Code Council nel 2000. Si tratta di un codice modello adottato da molti stati e amministrazioni comunali negli Stati Uniti per stabilire i requisiti minimi di progettazione e costruzione per l'efficienza energetica.

L'IECC viene aggiornato ogni tre anni; l'edizione più recente è quella del 2021. L'IECC fa riferimento allo standard ASHRAE/IES 90.1 come alternativa, in modo da offrire ai progettisti di edifici una maggiore libertà di scelta nel loro lavoro di progettazione.

IECC 2011 per i sensori di presenza

Il 28 luglio 2021, il DOE (Department of Energy) ha emesso una determinazione secondo cui l'International Energy Conservation Code (IECC) del 2021 migliorerà l'efficienza energetica negli edifici residenziali. A supporto di tale determinazione, il DOE ha condotto un'analisi tecnica valutando gli impatti del codice aggiornato (rispetto all'edizione IECC 2018). Il DOE stima un risparmio nazionale di circa:

• 9,38 percento di risparmio di energia finale (site energy)
• 8,79 percento di risparmio di energia primaria (source energy)
• 8,66 percento di risparmio sui costi energetici
• 8,66 percento di riduzione delle emissioni di carbonio

Esaminiamo ora quanto richiesto dall'IECC 2021 per i sensori di presenza.

La normativa relativa ai sensori di presenza e di assenza si trova al punto C405.2.1 Controlli dei sensori di presenza, all'interno della sottosezione C405.2 Controlli dell'illuminazione, nella sezione C405 dedicata agli impianti elettrici e di illuminazione. Essa definisce dove siano richiesti i sensori di presenza e quale modalità di funzionamento debbano seguire.

Dove sono richiesti i sensori di presenza

I dispositivi di controllo tramite sensore di presenza devono essere installati per gestire le luci nelle seguenti tipologie di spazio:

• Aule didattiche, sale conferenze e sale formazione.
• Sale riunioni, sale meeting e spazi polifunzionali.
• Locali copia e stampa.
• Aree relax e sale pause.
• Uffici singoli o chiusi.
• Aree ufficio open space.
• Servizi igienici.
• Locali archivio e magazzini.
• Locker rooms.
• Corridors(added from 2018).
• Warehouse storage areas.
• Other spaces 300 square feet (28 m2) or less that are enclosed by floor-to-ceiling height partitions. 

Exception: Luminaires that are required to have specific application controls in accordance with Section C405.2.5.

What We Learn

We can see that IECC 2021 has required the occupant sensor controls to be installed in nearly all places in a building, where most of them are very reasonable. These places are usually public spaces with many random people coming and going. With occupant sensor controls, especially the auto-on and auto-off occupancy sensors, people don’t and shouldn’t have to worry about turning on or leaving the light off.

For restrooms or locker rooms, occupancy sensors are no doubt the optimal option that the entirely automatic lighting controls give the best experience without users to worry a thing. For places like classrooms, meeting rooms, and enclosed offices, where it’s more private and more of an enclosed space, manual on vacancy sensors are normally used there to give users direct manual control, deciding whether to turn the light on or off according to their demand.

Occupant Sensor Control Function

Occupant sensor controls in warehouses shall comply with Section C40521.2. Occupant sensor controls in open plan office areas shall comply with Section C405.2.1.3. Occupant sensor controls in corridors shall comply with Section C405.2.1.4(added from 2018). Occupant sensor controls for all other spaces specified in Section C405.2.1 shall comply with the following:

• They shall automatically turn off lights within 20 minutes after all occupants have left the space.
• They shall be manual on or controlled to automatically turn on the lighting to not more than 50-percent power.
• They shall incorporate a manual control to allow occupants to turn off lights.

Exception: Full automatic-on controls with no manual control shall be permitted in condors, interior parking areas, stairways, restrooms, locker rooms, lobbies, library stacks and areas(updated from 2018) where manual operation would endanger occupant safety or security.

What We Learn

From the IECC’s requirement for occupant sensor control function, we can undoubtedly come up with these conclusions:

• Time delay should be set to less than 20 minutes.
• Vacancy sensors are mostly required in commercial buildings because the code requires the occupant sensor controls to be manual on.
• If you want to use an auto-on occupancy sensor, you must use an occupancy sensor with a dimmer feature that is set to at least 50%, as the code requires the automatic turn-on of the light to be using less than 50% power.
• Whether you use a vacancy sensor or occupancy dimmer sensor, the sensor should include a manual control, usually a switch, to turn off the light instantly, which is not affecting vacancy sensors because nearly all vacancy sensors allow users to manually turn off the light.
• If you want to use an occupancy dimmer sensor, you should consider an occupancy+dimmer wall switch because it already includes a switch, and it is easy to program the dimming value on the wall swtich. If you want to use a ceiling occupancy sensor in conjunction with a light dimmer, the setting could be difficult.

C405.2.1.2 Occupant Sensor Control Function in Warehouse Storage Areas

Lighting in warehouse storage areas shall be controlled as follows:

• Lighting in each aisleway shall be controlled independently of lighting in all other aisleways and open areas.
• Occupant sensors shall automatically reduce lighting power within each controlled area to an unoccupied setpoint of not more than 50 percent of full power within 20 minutes after all occupants have left the controlled area.
• Lights that are not turned off by occupant sensors shall be turned off by time-switch control complying with Section C405.2.2.1(updated from 2018).
• A manual control shall be provided to allow occupants to turn off lights in the space(updated from 2018).

C405.2.1.3 Occupant Sensor Control Function in Open Plan Office Areas

Occupant sensor controls in open plan office spaces less than 300 square feet (28 m2) in area shall comply with Section C405.2.1.1. Occupant sensor controls in all other open plan office spaces shall comply with all of the following:

• The controls shall be configured so that general lighting can be controlled separately in control zones with floor areas not greater than 600 square feet (55 m2) within the open plan office space.
• General lighting in each control zone shall be permitted to automatically turn on upon occupancy within the control zone. General lighting in other unoccupied zones within the open plan office space shall be permitted to turn on to not more than 20 percent of full power or remain unaffected(updated from 2018).
• The controls shall automatically turn off general lighting in all control zones within 20 minutes after all occupants have left the open plan office space. Exception: Where general lighting is turned off by time-switch control complying with Section C40522.1.
• General lighting in each control zone shall turn off or uniformly reduce lighting power to an unoccupied setpoint of not more than 20 percent of full power within 20 minutes after all occupants have left the control zone.

C405.2.1.4 Occupant Sensor Control Function in Corridors.(Added From 2018)

Occupant sensor controls in corridors shall uniformly reduce lighting power to an occupied setpoint not more than 50 percent of full power within 20 minutes after all occupants have left the space.

Exception: Corridors provided with less than two footcandles of illumination on the floor at the darkest point with all lights on.

What We Learn

It’s clear that IECC is striving to push and increase energy efficiency one step further. From the updated and added contents in the requirement for warehouse, open offices and the newly added section for corridors in the 2021 version, we can see that the dimming feature is vital in helping reduce energy waste. Occupancy sensors with dimming features are going to be more and more popular as the code is steadily taking effect. 

Conclusione

Having a better understanding of the energy code can help designers and builders to design their buildings in a more efficient way. With the energy codes being updated every three years, occupancy sensor manufacturers can obtain a clear vision of how they can improve their products to be more energy-efficient and prepare for future updates of these energy codes.