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Concetti fondamentali di illuminotecnica

Come avviene di norma nell’ambito delle discipline scientifiche, anche nell’illuminotecnica vengono stabiliti i principi sui quali si basa la valutazione delle caratteristiche delle lampade e degli apparecchi di illuminazione e vengono standardizzate le relative unità di misura. Illustriamo qui di seguito i concetti più importanti.

Luce e radiazione:
Per luce si intende una radiazione elettromagnetica che nell’occhio umano suscita una sensazione di luminosità e risulta quindi visibile. In questo caso si tratta di una radiazione compresa tra i 360 e gli 830 nm, una parte minuscola dello spettro a noi noto della radiazione elettromagnetica.

Flusso luminoso:
Unità di misura: Lumen [lm]. Per flusso luminoso si intende l’intera potenza irradiata dalla sorgente di luce che viene valutata con la sensibilità spettrale dell’occhio. L’intensità luminosa è il valore misurato del flusso luminoso emesso all’interno dell’angolo solido angolo solido.

flusso luminoso

Intensità luminosa:
Unità di misura: Candela [cd]. Una sorgente luminosa irradia il suo flusso luminoso generalmente in diverse direzioni con diversa intensità. L’intensità della luce irradiata in una determinata direzione viene definita intensità luminosa.

intensità luminosa

Illuminamento E:
Unità di misura: Lux [lx]. L’illuminamento E è dato dal rapporto tra il flusso luminoso irradiato e la superficie illuminata. L’illuminamento prodotto da un flusso luminoso di 1 lm che cade in modo uniforme su una superficie di 1m2 è pari a 1 lx.

illuminamento

Luminanza L:
Unità di misura: Candela per metro quadrato [cd/m2]. La luminanza L di una sorgente di luce o di una superficie illuminata è determinante per la sensazione di luce percepita.

luminanza L

Efficienza luminosa:
Unità di misura: Lumen per Watt [lm/W]. L’efficienza luminosa indica il grado di economicità con il quale la potenza elettrica assorbita viene trasformata in luce.

Temperatura di colore:
Unità di misura: Kelvin [K]. La temperatura di colore di una sorgente luminosa viene definita in rapporto al cosiddetto „radiatore nero“ e viene rappresentata con la „curva di Plank“. Se la temperatura del „radiatore nero“ aumenta, nello spettro aumenta la parte blu mentre diminuisce quella rossa. Una lampada ad incandescenza con luce bianca calda ha, ad esempio, una temperatura di colore di 2700 K, mentre una lampada fluorescente con luce simile a quella naturale in pieno giorno ha una temperatura di colore di 6000 K.

Abbagliamento:
L'abbagliamento è la sensazione prodotta da superfici che determinano elevati gradi di luminanze all'interno del campo visivo e può essere percepito come molesto debilitante. L'abbagliamento prodotto da sorgenti di luce secondarie e conosciuto come riflessione velante o abbagliamento riflesso.

Tonalità della luce:
La tonalità della luce viene descritta molto bene tramite la temperatura di colore. Si possono distinguere i seguenti gruppi principali: Tono caldo < 3300K Neutro 3300–5000K Luce diurna > 5000K. Nonostante abbiano la stessa tonalità di luce, in funzione della composizione spettrale della loro emissione, le lampade possono avere caratteristiche di resa del colore molto diverse.

Resa del colore:
A seconda del luogo di impiego e dei compiti visivi richiesti, la luce artificiale deve garantire una percezione dei colori il più corretta possibile (pari a quella che si ha alla luce del giorno). La scala di valutazione utilizzata prende in considerazione le proprietà di resa di colore di una sorgente luminosa, espresse nell'indice generale di resa del colore Ra. L'indice di resa del colore definisce la misura di concordanza tra il colore effettivo e il suo aspetto se osservato sotto una sorgente luminosa di riferimento. Per determinare il valore Ra le sfumature di colore sono suddivise in 8 colori standardizzati conformemente alla norma DIN 6169 e risultanti dall'esposizione di tali colori alla fonte luminosa da verificare e/o alla fonte di riferimento. Tanto più piccolo sarà lo scostamento, tanto maggiori saranno le proprietà di resa del colore della lampada sottoposta a test. L'indice di resa dei colori Ra assume il valore 100 se la sorgente produce esattamente lo stesso effetto della sorgente luminosa di riferimento. Maggiore è la differenza di resa del colore rispetto a quella della sorgente luminosa di riferimento, minore è il valore dell'indice Ra.

Unità di misura:

[cd] Candela:
La candela è l'unità di misura,i una una certa direzione,di una sorgente che emette la radiazione monocromatica di frequenza 540 x 1012 Hz con intensità radiante in quella direzione pari a F = 1/683/sr.Lo stearadiante (sr) è definito come l'angolo solido che sottende un'area sulla superficie di una sfera uguale al quadrato del raggio della sfera stessa.

[lm] Lumen:
Il lumen è il flusso luminoso emesso nell'angolo solido unitario da una sorgente puntiforme posta al centro di una sfera di raggio unitario di intensità luminosa pari ad 1 cd. Molti pensano che una lampada di potenza più elevata produrrà sempre una quantità di luce maggiore di quella prodotta da una di potenza inferiore. In questo modo si confonde II flusso luminoso, che si misura in lumen, con la quantità di elettricità utilizzata da una lampada, che si misura in watt. In effetti, una lampada fluorescente compatta da 20 W può produrre la stessa quantità di luce utile di una lampada ad incandescenza da 100 W (e risparmiare cosi una grande quantità di energia elettrodi L'unico modo preciso d esprimere l'efficienza energetica dì una sorgente luminosa è il rapporto tra il numero di lumen prodotti per ciascun watt consumato. Nel mondo moderno, sempre più attento ai consumi energetici, la caratteristica lm/w (lumen per watt) è una di quelle più critiche.

Lux:
Il lux è il flusso emesso dalla sporgente puntiforme che cade su di una siperficie pari ad 1 metro quadrato.

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