Fisica Tecnica Ambientale - illuminotecnica

FISICA TECNICA

02/10/12

VIOLA

1 WATT

λ = 0,38 μm

1 WATT

GIALLO-VERDE

λ = 0,55 μm

1 WATT

ROSSO

λ = 0,48 μm

La luce GIALLO-VERDE è quella percepita più intensamente.

La potenza impiegata per fornire la LUCE, ovvero il FLUSSO ENERGETICO:

La QUANTITÀ di LUCE PRODOTTA prende il nome di FLUSSO LUMINOSO

Φ_e = FLUSSO [POTENZA] ENERGETICA

Φ = FLUSSO LUMINOSO

Nel S.I. l'unità di misura del FLUSSO LUMINOSO è il LUMEN [lm]

Per la LUCE SPETTRALE →

Φ_e(λ) = dΦ_e / dλ

FLUSSO ENERGETICO MONOCROMATICO O SPETTRALE [W/μm]

Φ(λ) = dΦ / dλ → FLUSSO LUMINOSO SPETTRALE [lm/µm]

Φ(λ) = K(λ) / Φ_e(λ)

FLUSSO LUMINOSO PERCEPITO

Φ_e(λ) NON È COSTANTE per l'occhio umano

Φ(λ) = Φ_e(λ) * K(λ)

POTENZA SPESA

CURVA DI VISIBILITÀ

K(λ) VISIBILITÀ [lm/Watt]

OCCHIO NON SENSIBILE

VISIBILITÀ RELATIVA

V(λ) = K(λ) / K_max

0 < V(λ) < 1

le 2 curve sono portate su un valore normo della visibilità riferito alle persone

CURVA di VISIBILITÀ per la VISIONE FOTOPICA o DIURNA

τ(λ)

0.38 0.555 0.78

K_max = 683 [lm/W]

NOTTURNA K_max = 400 [lm/W]

CURVA di VISIBILITÀ per la VISIONE NOTTURNA

1_e 1_e 1_°C

∅(λ1) = K(λ1) ∅_e(λ1) + ∅(λ2) = K(λ2) ∅_e(λ2)...

IN REALTÀ L'INTERVALLO

è tra 0.38 ≤ λ ≤ 0.78 µm

∅ = ∫∅(λ) dλ = ∫K(λ) ∅_e(λ) dλ =

INVOLTE K(λ) = K_maxv(λ)

∅ = K_max ∫∅_e(λ)v(λ) dλ

ILLUMINAMENTO

E = ^dø / _dSor

L = ^{[ lm ]} / _{[ ]} = Lux ^m2 _m²

Le normative tecniche fissano dei limiti minimi sugli orli dell’ILLUMINAMENTO sul piano utile in funzione del compito VISIVO

INTERAZIONE LUCE (fags) - SUPERFICI

L_A: FLUSSO

incidente

• FLUSSO TRASMESSO

σ + ρ + τ = 1

dipende dall'angolo di

incidenza

1. σ -> COEFF. di ASSORBITO
2. ρ -> COEFF di RIFLESSO
3. τ -> COEFF di TRAMESSO

dW = _dSAPP/dt

dW = I d[cosβ]/dt

ε= I dβ[cosβ] / _dSAPP / _dt2

εp = _cosβ / dt²

FISICA TECNICA - 09/10/12

REQUISITI PROGETTUALI:

• E_min sul piano utile
• garantire una sufficiente UNIFORMITÀ di ILLUMINAMENTO
• garantire un contrasto non eccessivo nell’ambito del campo visivo
• evitare l’ABBAGLIAMENTO
• garantire una buona percezione dei colori

E_min → fornito da NORME e REGOLE dello “buon tecnico” in funzione del campo visivo svolto (UNI 10380)

U_{O max} → U_o = ^E_min/_E ≥ 0.80

C = ^{|L₁ - L₂|}/_L1 → CONTRASTO DI LUMINANZA

• C < 3 tra un oggetto e il piano di lavoro
• C < 10 piano di lavoro - ambiente
• C < 20 tra SORGENTE e FONDO

-per evitare l’ABBAGLIAMENTO dovuto alle sorgenti e finestre, la LUMINANZA non deve superare 1300-1400/3000 cd/m²

-GLARE (ABBAGLIAMENTO) ≤ 1400/3000 cd/m²

-RESA CROMATICA → indice di RESA CROMATICA (CRI) di un colore sotto la luce “100%” il colore reale al 100%

-TONALITÀ del COLORE → modo attraverso il quale l’illuminazione rende i colori (luce calda - caldo/freddo)

-gli oggetti emettono luce in funzione di λ in maniera differente a seconda della TEMPERATURA

Lampade Tradizionali

_^m

T = 2400°C - a T elevate il tungsteno evapora (anche velocemente, annullando in fretta il frumento che poi non illumina).

&T; = 2800°C - il vuoto viene sostituito da gas inerti; la T più alta aumenta la moggiore luminosa ed efficace fino a 5000°C.

Lampade Alogene

T = 3000°C

_^m

I₂

I₂ + W <—> WI₂ Ioduro di tungsteno

(reazione reversibile ad alta temperatura - ciclo regenerativo)

Lampade a Luminescenza

(scarica nei gas)

C atodo

Gas - Vapori di metallo (Hg)

ΔV minire per forte avvenire

X - V → Potenziale di risonanza

₁₂₃₄

V

_{^mt (B)[/sub>ass]ociate λ(λ - esalta) - (λ-}

430 B

E_MAX - stesso di prima, ai piedi del campione

E_MIN - 0,9 lux in posizione

introducendo l'illuminamento MEDIO sulle superfici (TUTE) interne dell'ambiente

_E = (_p E_S

^e

E = ε_t A . F . E₀ (1 - _p)E_S

^e

^{e ENT}

E = _t A .F . E₀ (1 - _p) E_S

_SUP SUP S (1 - _P)

E₀

F = F pare

di volta celeste vista dalle finestra

finestra orrizzontale

F = 1

Finestra verticale

EFFETTO DI RIDUZIONE DEL fattore finestra, dovuto all'arretramento del filo finestra