ILLUMINARE
ILLUMINARE
Le grandezze illuminotecniche Flusso luminoso (Ď) [lumen, lm] QuantitĂ di energia luminosa emessa nellâunitĂ di tempo da una sorgente. Efficienza luminosa Lâefficienza luminosa è il rapporto esistente tra il flusso luminoso emesso da una fonte luminosa (Lumen) diviso la potenza elettrica assorbita, espressa in Watt. [lumen/Watt]
ILLUMINARE Le grandezze illuminotecniche IntensitĂ luminosa (I) [candela, cd = lm / sr] Flusso luminoso emesso allâinterno dellâangolo solido unitario (steradiante) in una direzione data.
Illuminamento (E) [lux, lx = lm / mĂË] Rapporto tra flusso luminoso ricevuto da una superficie e area della superficie stessa
Luminanza (L) [candela / m², cd / m²] Rapporto tra intensitĂ luminosa emessa da una superficie in una data direzione e lâarea apparente di tale superficie. La luminanza (L) una grandezza soggettiva, dipendente dalla posizione dellâosservatore. Corrisponde alla quantitĂ di luce che effettivamente giunge al nostro occhio.
Durata delle lampade Quando si parla di durata della lampada si fa riferimento in genere a due parametri: â€Ë durata di vita media: il numero di ore di funzionamento dopo il quale una percentuale di un determinato lotto di lampada in ben definite condizioni di prova, smette di funzionare. â€Ë durata di vita media economica: rappresenta il numero di ore di funzionamento dopo il quale il flusso luminoso scende per effetto del decadimento luminoso al di sotto di un valore percentuale prestabilito.
La durata delle lampade Ĩ misurata generalmente in ore (h). Diversi sono i fattori che influenzano la vita operativa di una lampada, come la temperature ambiente, lo scostamento dalla tensione nominale, il numero e la frequenza delle accensioni e le sollecitazioni meccaniche. A seconda della tipologia di lampada installata tali fattori sono piÄĹĄ o meno incisivi. Il fenomeno del decadimento luminoso che coinvolge tutte le lampade, rappresenta la riduzione del flusso luminoso con il trascorrere del tempo di funzionamento e comporta inevitabilmente una riduzione dell’efficienza. Fisicamente si manifesta con un annerimento del vetro che ingloba il corpo emettitore di luce oppure con il degrado delle sostanze (polveri fluorescenti, gas di riempimento ecc..).
Temperatura di colore T (K) Il parametro che descrive il colore apparente della luce emessa da una sorgente luminosa è la temperatura di colore. Si misura in gradi Kelvin (° K), ed è definita come âla temperatura di un corpo nero (o Planckiano) che emette luce avente la stessa cromaticitĂ della luce emessa dalla sorgente sotto analisiâ.
Temperatura di colore T (K) Convenzionalmente si parla di sorgente âfreddaâ quando si registra una temperatura di colore superiore ai 5.300 °K (colore bianco-azzurro), sorgente âcaldaâ per temperature inferiori ai 3.300 °K (colore rosso scuro) e sorgente âneutraâ per temperature comprese tra i 3.330 e 5.300 °K (colore arancione-giallo).
Temperatura di colore T (K) Dal punto di vista psicologico esiste una stretta relazione tra la tonalitÄ della luce ed il comfort ambientale. Ad esempio in locali ove siano previsti valori di illuminamento piuttosto modesti Ĩ consigliabile installare lampade che emetta no luce a tonalitÄ calda piuttosto che neutra o fredda. Si veda al riguardo il diagramma di Kruitoff
Resa cromatica Lâindice di resa cromatica (CRI o Ra) è un indicatore che quantifica la capacitĂ della luce emessa da una sorgente di far percepire i colori degli oggetti illuminati. La quantificazione avviene per confronto con una sorgente di riferimento (metodo CIE) e valuta lâalterazione, o meno, del colore delle superfici illuminate percepito nelle due condizioni.
Resa cromatica La sorgente campione per eccellenza è la luce naturale, anche se leggermente alterata da condizioni climatiche e dalle diverse fasce orarie del giorno. Nella valutazione del valore del CRI bisogna sottolineare che non è sempre vero che una lampada con alto indice di resa cromatica sia migliore di unâaltra con un indice inferiore, in quanto tale valutazione deve essere effettuata in base allâutilizzo reale ed alla funzione della lampada stessa. Una delle migliori lampade in termini di resa cromatica è la lampada ad incandescenza che però ha una bassa efficienza luminosa e una breve durata, due caratteristiche molto importanti per una lampada.
Altri due aspetti da considerare sono: ⢠la tipologia di attacco che rappresenta la parte della lampada che, inserita nel portalampada, la pone in contatto funzionale con i punti terminali dellâalimentazione elettrica. Tali attacchi sono classificati da una convenzione internazionale;
⢠la presenza, tra le componenti delle lampade, di sostanze nocive e pericolose per lâuomo e lâambiente come ad esempio il mercurio (Hg) e il piombo (Pb).
DIMMERABILE SI - NO La regolazione della luce indica se la lampadina puÄË essere o meno dimmerabile, ovvero utilizzata anche su impianti o lampade muniti di regolatori elettronici della luce (dimmer).
Lâilluminazione ambiente naturale Una buona illuminazione rende disponibile una adeguata intensitĂ e direzione di illuminazione sullâarea di interesse, una appropriata resa dei colori, la assenza di fastidi, una soddisfacente varietĂ in qualitĂ ed intensitĂ della luce sia nello spazio che nel tempo. Le preferenza della gente nel campo della illuminazione sono fondamentalmente soggettive, tuttavia è importante notare che, in generale, la gente è disponibile ad accettare una gamma piĂš estesa di valori di illuminazione se questa proviene da una sorgente naturale.
Lâilluminazione ambiente naturale Il fattore di illuminazione diurna è calcolato secondo la normative italiana attraverso la seguente formula:
DFm = ( Aw * Îľ * Ď * t ) / Stot * (1- δm) dove: Aw: rappresenta lâarea superficiale della finestra (m²); Îľ: rappresenta un fattore per tener conto delle ostruzioni esterne; Ď: rappresenta un fattore per tener conto dello spessore del muro della finestra; t : rappresenta il fattore di trasmissione del vetro della finestra; Stot: rappresenta la superficie totale interna della stanza (m²); δm: rappresenta il fattore di riflessione medio di tutte le superfici interne dellâambiente.
Lâilluminazione ambiente naturale Il valore del DF richiesto è ovviamente variabile in funzione della attivitĂ svolta nellâambiente, a puro titolo di esempio si possono considerare i seguenti riferimenti.
Ambiente
DF medio
DF minimo
Ospedale
5
1
Ufficio
5
2
Classe scolastica
5
2
Salotto
1.5
0.5
Camera da letto
1
0.3
Cucina
2
0.5
L’illuminazione ambiente naturale I tubi di luce I lucernari tubolari sono convogliatori di luce naturale concepiti per portare la luce solare nelle zone degli edifici lontane dalle pareti perimetrali, non raggiungibili direttamente o in misura adeguata, dal flusso luminoso naturale delle finestre o dei lucernari tradizionali.
Lâilluminazione ambiente naturale I maggiori vantaggi che i lucernari tubolari apportano nellâedilizia moderna derivano dalla possibile rivalutazione dâuso di spazi preziosi delle costruzioni, assicurandovi la fruizione della luce naturale. A questi vantaggi vanno poi associati quelli, non meno importanti, del risparmio di elettricitĂ e della protezione ambientale, riducendosi i consumi per illuminazione e climatizzazione nelle fasi diurne raggiungendo, naturalmente, livelli di illuminamento adeguati alle attivitĂ .
Lâilluminazione ambiente naturale I âtubi di luceâ sono realizzati tramite di tubazioni rivestite allâinterno di materiale riflettente, è fondamentale evidenziare che questa tipologia di apparecchi funziona anche in condizioni di cielo coperto. Un tubo di luce è composto da tre parti distinte: â˘la testa di captazione, â˘il canale riflettente, â˘la bocca di emissione.
Lâilluminazione ambiente naturale La testa di captazione, situata a contatto con lâambiente esterno (generalmente il tetto), ha la funzione di raccogliere e direzionare nella maniera piĂš efficiente la radiazione incidente: poichĂŠ minore è il numero delle riflessioni della luce allâinterno del canale, maggiore la quantitĂ di energia trasferita, il disegno della testa di captazione risulta lâelemento piĂš critico dal punto di vista progettuale per massimizzare lâefficienza del sistema. Esistono sostanzialmente due tecniche: la prima utilizza lenti di Fresnel che piegano la radiazione incidente lungo lâasse del condotto, la seconda un sistema di specchi posizionati in maniera opportuna.
Lâilluminazione ambiente naturale Il canale riflettente permette di condurre la luce al punto di utilizzo con la maggiore efficienza possibile. La proprietĂ di riflessione del materiale utilizzato risulta quindi il fattore critico, particolarmente nel caso di geometrie complesse. â˘Il condotto è una guida composta da elementi tubolari e da elementi ad asse curvabile che vengono configurati ed assemblati secondo le necessitĂ impiantistiche, in sito.
Lâilluminazione ambiente naturale â˘La superficie dello strato interno è una pellicola multistrato altamente riflettente, solidamente ancorata a un laminato di lega di alluminio, particolarmente elastico, resistente alle azioni aggressive degli inquinanti ambientali. La trasmittanza luminosa del condotto (TTE = efficienza di trasmissione del tubo), dipende dalla sua riflettivitĂ speculare (R = riflettanza %). Variazioni dello 0,1% di R possono determinare apprezzabili differenze nelle prestazioni del condotto. â˘La geometria del condotto influisce sulle prestazioni di trasporto attraverso il coefficiente di forma del tubo, espresso in via preliminare, come coefficiente di aspetto cioè il rapporto tra la sua lunghezza, L ed il suo diametro, D
â˘Le perdite di efficienza aumentano con la lunghezza del condotto, le sue variazioni di direzione e con lâaumentare della distanza angolare della traiettoria del raggio entrante, rispetto a quella dellâasse del condotto. I materiali riflettenti piĂš comunemente usati nella costruzione dei condotti di luce, sono a base di argento o alluminio con riflettivitĂ speculari di circa il 90% e riflettivitĂ totali del 95%. â˘Recentemente a questi materiali si sono aggiunti i film multistrato, altamente riflettenti nel campo visibile con riflettivitĂ speculare dellâordine del 99%, costituiti da una molteplicitĂ di strati sottili trasparenti fabbricati con materiali dielettrici; si creano cosĂŹ condizioni di riflessioni totale per tutte le lunghezze dâonda del campo visibile (400 â 700 nm) che, in aggregato, producono lâaltissima riflettivitĂ del film per un ampio intervallo di angoli di incidenza.
La bocca di emissione I “tubi di luce� risultano facilmente applicabili su tutte le strutture di copertura, possono seguire percorsi obliqui, orizzontali o tortuosi ed essere integrati da opportuni portalampade. I diametri disponibili sono diversi, possiamo tuttavia considerare i seguenti riferimenti: diametro del tubo in cm
Lunghezza massima del condotto
Superficie illuminabile in mq
25
6
15
35
9
22
53
13
35
Le fibre ottiche Illuminatori a fibre ottiche opportunamente integrate con lenti Fresnel sono in grado di trasferire all’interno degli edifici la luce naturale dalle coperture attraverso opportune canalizzazioni in fibra ottica. Tali illuminatori utilizzano la luce disponibile in copertura per illuminare con luce naturale spazi interni sfavoriti per profonditÄ o per posizionamento rispetto alle pareti esterne.
ILLUMINARE I livelli d'illuminamento, spesso considerati l'unico parametro interessante di un impianto, rappresentano invece solo una parte degli effetti realizzati. Ogni persona puÄË gradire livelli d'illuminamento diversi. Per illuminare una stanza dove poter compiere gesti abituali (quindi un'illuminazione diffusa) occorrono 100 lux; per le attivitÄ che richiedono piÄĹĄ attenzione, (quindi un'illuminazione localizzata) occorrono da 200 a 500 lux; per richiamare l'attenzione su come illuminare un quadro, un oggetto o un dettaglio (quindi un'illuminazione puntuale) occorre da 500 a 1.000 lux. L'occhio umano riesce a distinguere delle forme anche con solo 5 lux,, leggere e lavorare da 150 lux in poi, in una giornata di sole all'aperto possiamo avere illuminamenti pari anche a 200.000 lux o piÄĹĄ.
La tonalità della luce La tonalità di luce è funzione della temperatura di colore, riportiamo alcune grandezze indicative: § tono caldo < 3.300 K § tono neutro < 3.300 - 5000 K § tono bianchissimo 4.000 K § luce diurna > 5.000 K La temperatura di colore della lampada assume una importanza particolare. Ad esempio, un ambiente esposto a nord (luce naturale con alta temperatura di colore) può integrarsi meglio con una illuminazione fluorescente che risulterebbe invece del tutto cromaticamente inadatta ad ambienti normalmente illuminata dalla luce solare.
ILLUMINARE Le lampade ad incandescenza Sono le piĂš diffuse nellâambito dellâilluminazione domestica e possono essere di varia forma: a goccia, a pera, sferica, tubolare, ad oliva, a tortiglione, ecc. Sono costituite da tre parti essenziali: lâampolla (o bulbo) esterna, lâattacco e il filamento. Emettono luce di tonalitĂ âcaldaâ e lâindice di resa cromatica, ovvero la capacitĂ di distinguere i colore, presenta il valore 100, massimo possibile.
LAMPADE AD INCANDESCENZA âALOGENEâ Sono lampade ad incandescenza allâinterno delle quali viene introdotta una miscela di alogeni che crea un processo di rigenerazione del filamento. Vantaggi rispetto alle lampade ad incendescenza: -Maggiore efficienza luminosa - Emettono la luce ad una temperatura superiore, quindi piĂš gradevole
LE LAMPADE A SCARICA IN GAS Alla famiglia delle lampade a scarica in gas appartengono le lampade fluorescenti. Esse sono costituite da un contenitore di vetro, con elettrodi sigillati alle estremitÄ allâ&#x20AC;&#x2122;interno del quale si trovano vapore di mercurio e un gas con particolari sostanze fluorescenti che trasformano le radiazioni ultraviolette invisibili, prodotte allâ&#x20AC;&#x2122;interno del tubo stesso quando si innesca la scarica nel vapore di mercurio, in radiazioni luminose visibili. Possiamo suddividere le lampade fluorescenti in: -Lampade fluorescenti tubolari -Lampade fluorescenti tubolari ad alta frequenza -Lampade fluorescenti compatte
LE LAMPADE A SCARICA IN GAS Le fluorescenti compatte
Le lampade fluorescenti tubolari
LED Un led non Ĩ altro che un diodo capace di emettere luce. Un diodo Ĩ un semiconduttore che si comporta come una valvola nelle tubature, o come le valvole cardiache nel nostro cuore: quando si applica la tensione in un verso, il diodo conduce la corrente, quando si applica la tensione in verso opposto, esso si comporta come un filo interrotto. I led costituiscono una "anomalia" nel senso che quando un particolare tipo di diodo viene attraversato dalla corrente, una parte di essa viene trasformata in luce. Cambiando il materiale con cui sono fatti i led, si ottengono diversi colori.
LED I primi diodi LED erano disponibili solo nel colore rosso. Venivano utilizzati come indicatori nei circuiti elettronici e nei display. Successivamente vennero sviluppati LED che emettevano luce gialla e verde e vennero realizzati dispositivi che integravano due LED, generalmente uno rosso e uno verde, nello stesso contenitore permettendo di visualizzare quattro stati (spento, verde, rosso, verde+rosso=giallo) con lo stesso dispositivo. Negli anni novanta vennero realizzati LED con efficienza sempre pi첍 alta e in una gamma di colori sempre maggiore fino a quando con la realizzazione di LED a luce blu fu possibile realizzare dispositivi che, integrando tre LED (uno rosso, uno verde e uno blu), potevano generare qualsiasi colore.
LED I LED sono sempre piÄĹĄ utilizzati in ambito illuminotecnico in sostituzione di alcune sorgenti di luce tradizionali. I motivi principali per cui Ĩ consigliabile utilizzare i led rispetto alle lampade ad incandescenza, alogene o fluorescenti compatte (comunemente chiamate a risparmio energetico) per l'illuminazione nelle abitazioni sono: Durata : (15 volte di piÄĹĄ) i led da noi utilizzati hanno una durata di funzionamento molto elevata (fino a 50.000 ore) e questo garantisce una grande affidabilitÄ nel tempo.
LED Elevato risparmio energetico: consumo bassissimo che si traduce in un risparmio sulla bolletta dellâ&#x20AC;&#x2122;energia elettrica. Nessun costo di manutenzione: i costi di manutenzione derivanti dalla periodica sostituzione di lampadine fulminate si riducono notevolmente (si azzerano addirittura). NON dannose per la salute: tutte le altre lampadine presentano problemi di radiazioni elettromagnetiche, mercurio e radiazioni UV
ILLUMINARE Lâefficienza luminosa dichiara quindi il rendimento di una lampada o di un apparecchio illuminante. Avere una lampadina ad alta efficienza significa quindi risparmiare! Per avere unâidea delle varie efficienze luminose, riporto i valori significativi di alcune classi di lampade: Lampade ad incandescenza è pari a circa 6-18 lm/W Lampade a mercurio Ef = 40 â 60 lm/W Lampade agli alogenuri Ef = 60-100 lm/W Lampade al sodio ad alta pressione Ef = 60 â 150 lm/W Lampade al sodio a bassa pressione Ef = 100 â 190 lm/W Lampade a LED fino a 150 lm/W
Efficienza luminosa Lâefficienza luminosa è il rapporto esistente tra il flusso luminoso emesso da una fonte luminosa (Lumen) diviso la potenza elettrica assorbita, espressa in Watt. [lumen/Watt] Nel caso non fosse indicato nella confezione è possibile calcolare lâefficienza luminosa (rendimento) di un corpo illuminante. Eâ sufficiente individuare i LUMEN (indicati di solito sulla confezione con l'abbreviazione "lm") e dividerli per la potenza (Watt) della lampadina. Esempio: se acquisto una lampadina da 60 W con 630 lm, ho un rendimento di 630/60 = 10,5 (piuttosto basso! Infatti questi valori appartengono ad una lampadina ad incandescenza).
ILLUMINARE Tipo
Temperatura di colore
Resa cromatica
Flusso luminoso (lumen/Watt)
Durata (ore)
Incandescenza
2.700
90
10 - 15
1.000
Alogene
2.900
99
15 - 30
2.000
Fluorescenti
2.700-7.500
50 - 97
50 - 95
9.â20.000(HF)
Fluo alta durata
3.000 â 4.000
> 80
80
60.000
Vapori Hg
3.000 â 6.000
60 - 95
36 - 55
6.000
Ioduri metallici
5.000 â 7.000
70 - 95
80 - 115
6.000
Na Hi Press
2.000 â 2.900
20- 80
80 - 140
12.000
15 - 40
160 â 180
13.000
Na Lo Press Luce naturale
6.000 â 10.000
100
http://www.lightronicshop.com/content/it/Consumoenergetico.html