Illuminotecnica

Illuminotecnica

Illuminotecnica è la disciplina tecnico-scientifica che si occupa dell'illuminazione di spazi ed ambienti, sia interni che esterni, sfruttando sia la luce solare sia la luce artificiale. La luce si propaga attraverso delle onde elettromagnetiche che trasportano energia (ma anche calore) e che hanno una lunghezza d'onda compresa tra 380 e 780 nm, le onde (infrarosso) sopra i 780 nm trasportano energia termica. Il sole è l'unico elemento, in natura, che riesce ad emettere onde elettromagnetiche in tutte le lunghezze d'onda.

Nel campo del visibile, ad ogni range di frequenza è associato un colore. L'occhio umano è l'elemento sensibile che capta le diverse intensità d'onda. Valuta in misura diversa l'intensità corrispondente alle varie lunghezze d'onda ed è per questo che uguali quantità di energia raggiante di differenti lunghezze d'onda non provocano un'impressione luminosa di uguale intensità → curva di visibilità.

Grandezze fotometriche

• Visibilità (V) → capacità di suscitare nell'occhio la generica intensità di sensazione;
• Flusso luminoso (Φ) → si riferisce alla sorgente luminosa, è definito come il prodotto della potenza (W) radiante luminosa per la visibilità (V) ovvero rappresenta l'energia nell'unità di tempo irradiata dalla sorgente. Φ = V W [lumen];
• Illuminamento (E) → si riferisce all’oggetto da illuminare (ricevitore), è il rapporto tra il flusso luminoso incidente sopra una superficie e la superficie stessa. E = Φ/A [lumen/m²] = [lux];
• Radianza (M) → di una superficie emittente, è il flusso luminoso emesso per unità di superficie. Se le superfici sono bianche, M = E. M = [lux s.b.];
• Intensità luminosa (I) → di una sorgente luminosa in una certa direzione, è il flusso luminoso all'interno di un angolo solido e l'angolo solido stesso. È utilizzata per caratterizzare le sorgenti luminose attraverso le curve fotometriche. I = Φ/Ω [lumen/steradiante] = candela;
• Luminanza (L) → di un elemento emittente in una direzione α, è il rapporto fra l'intensità luminosa emessa nella direzione considerata α e l'area dell'elemento stesso proiettata sopra un piano perpendicolare alla direzione α. L = I/A [candele/m²] = nit. Può essere definita per superfici che emettono luce o la riflettono, infatti due sorgenti luminose di stessa intensità nella stessa direzione possono avere diverse luminanze.

Sorgenti di luce

La scelta di una sorgente di luce artificiale è motivata da esigenze funzionali, impiantistiche, estetiche e di costo. I parametri principali che permettono di comparare tra di loro le lampade sono:

• Flusso luminoso emesso Φ (lumen);
• Solido fotometrico, curva fotometrica (candele/m²) → distribuzione spaziale del flusso luminoso (le curve fotometriche sono rappresentate da una sezione del solido fotometrico e sono utilizzate in luogo di esso in caso di simmetria assiale);
• Efficienza specifica η (lumen/W) → è il rendimento dato dal rapporto tra il flusso luminoso e la potenza elettrica assorbita, cambia per ogni lampada. Le lampade ad incandescenza hanno efficienza luminosa di circa 10-20 lm/W mentre quelle a vapore di sodio a bassa pressione hanno circa 200 lm/W;
• Durata (h): delle sorgenti luminose è strettamente correlata con il decadimento del flusso luminoso nel corso della loro vita. Durata significa i costi di installazione e di manutenzione di un sistema illuminotecnico di illuminazione artificiale;
• Decadimento del flusso luminoso (%) → diminuzione del flusso luminoso emesso nel tempo. Il tempo iniziale è misurato dopo 10 ore nelle lampade a incandescenza e dopo 100 nelle lampade a scarica;
• Temperatura di colore T (K) → temperatura alla quale il corpo nero emette una luce di colore uguale a quello della lampada che si sta utilizzando. Quanto più la temperatura di colore è bassa (3300 K), tanto più la luce è calda; quanto più la temperatura di colore è elevata (5300 K), tanto più la tonalità della luce è fredda;
• Resa cromatica R (%) → l'attitudine di una sorgente luminosa a rendere i colori allo stesso modo della radiazione solare quindi a rendere i colori nel modo corretto, questo è il senso del confronto con la luce solare perché questa luce è l'unica che ci permette di vedere i colori nel modo corretto (all'interno delle onde elettromagnetiche emesse dal sole ci sono tutte le lunghezze d'onda e quindi tutti i colori).