Articolo redatto da Arch.F.Di Mario per Eudomia Mag
Quando le giornate cominciano ad accorciarsi, aumenta la necessità di ricorrere all’illuminazione artificiale, ma questa non sempre è utilizzata nel migliore dei modi. Per sfruttare a pieno le sorgenti luminose artificiali sia dal punto di vista dei consumi che dell’effettiva resa, ci sono piccoli accorgimenti e conoscenze su cui fare affidamento. Ecco gli aspetti fondamentali da considerare:
FLUSSO LUMINOSO , Quantità di luce erogata per unità di tempo, misurata in lumen [lm].
POTENZA ELETTRICA, Si esprime in Watt ed indica fondamentalmente il consumo di una sorgente.
EFFICIENZA LUMINOSA, Espressa in lumen/watt [lm/W] indica il costo della trasformazione della potenza elettrica in potenza luminosa. Questo dato è molto importante per capire la reale efficienza di una sorgente.
Ad esempio una vecchia lampada ad incandescenza consumando 100W emetteva un flusso luminoso di circa 1350 lm, quindi la sua efficienza luminosa era di 13,5 lm/W.
Una fluorescente compatta (spesso chiamata lampada a risparmio energetico) con 23 W emette 1500 lm circa, quindi una efficienza luminosa di 65 lm/W. Ciò significa che per avere più luce in un ambiente non bisogna guardare solo la potenza [W] ma soprattutto il flusso emesso [lm], Inoltre se si vuole risparmiare bisogna considerare l’efficienza luminosa e non solo il wattaggio.
DURATA MEDIA (vita della sorgente) Numero di ore di funzionamento.
TEMPERATURA DI COLORE Si esprime in gradi Kelvin ed è un parametro impiegato per individuare il colore della luce di una sorgente luminosa. La temperatura di colore indica il colore della luce emessa, ma attenzione: non dice nulla sulla sua capacità di rendere i colori degli oggetti che essa colpisce!
Le sorgenti luminose sono divise principalmente in tre gruppi: – T < 3300 K = colore bianco caldo, – 3300 < T < 5300 = colore bianco neutro, – T > 5300 K = colore bianco freddo
Per fare un confronto si può ricordare che la T di colore della Luna è 4100K, quella del sole in estate a mezzogiorno è 5300-5880K, quella del cielo sereno va da 10.000K a 25.000 K.
INDICE DI RESA CROMATICA (Ra) Esprime l’effetto prodotto da una sorgente luminosa sull’aspetto cromatico di un oggetto. Una superficie appare di un determinato colore perché riflette le lunghezze d’onda relative a quel colore mentre assorbe le altre. Quindi se nello spettro di emissione della sorgente incidente non ci sono le lunghezze d’onda del materiale osservato, il suo colore risulterà alterato. In altre parole, è bene considerare che cosa bisogna illuminare prima di scegliere la lampada: ad esempio se si vuole illuminare un viso davanti allo specchio di un bagno, o la carne di una macelleria, o un mobile di colore rosso, non è il caso di acquistare una sorgente fluorescente perché questa nel suo spettro non ha le lunghezze d’onda relative alla suddetta tonalità. Potrebbe essere più appropriata una alogena, che ha infatti una resa cromatica pari a 100 (cioè il massimo). Per chiarezza, ecco a confronto gli spettri di una sorgente fluorescente e di una alogena: si noti come nella fluorescente non siano presenti lunghezze d’onda all’altezza dei 700nm (circa).
Immaginiamo ora di dover acquistare la sorgente luminosa in negozio, ecco un esempio di lettura delle prime specifiche tecniche:
TIPOLOGIA DELLE SORGENTI LUMINOSE (classificazione delle lampade), Principalmente le sorgenti luminose si dividono in sorgenti a materiali solidi e sorgenti a materiali aeriformi (gas e vapori). Innanzitutto sono diversi i principi di funzionamento: le sorgenti a scarica richiedono un sistema di apparecchiature ausiliarie per essere innescate e alimentate, mentre le sorgenti a incandescenza si inseriscono in impianti di alimentazione più semplici, seppure alcuni sottotipi abbiano dispositivi elettromagnetici o elettronici di alimentazione o regolatori del flusso. Qui di seguito vediamo uno schema generale di classificazione delle lampade:
LAMPADE A INCANDESCENZA (A FILAMENTO), Le lampade a filamento di tungsteno ormai non sono più in circolazione, ma erano utilizzate maggiormente in ambienti interni per via della loro tonalità di luce calda (circa 2750K) e la buona resa cromatica (pari a 100). Questa tipologia di sorgenti è sparita anche per l’elevato consumo energetico a fronte, quindi, di una bassa efficienza luminosa, una ridotta durata di vita (circa 1000 ore) ed alte emissioni termiche.
LAMPADE A CICLO DI ALOGENI, Agli
inizi degli anni sessanta si scoprì che
introducendo nell’ampolla vuota, insieme al gas inerte Argon, una
miscela di sostanze alogene (iodio o bromo) si otteneva un incremento
dell’efficienza luminosa, della qualità dell’emissione e della durata della
lampada. Le alogene alimentate a
230V possono essere tubolari a doppio attacco o anche con attacco a vite E27,
quest’ultimo tipo possiede un doppio involucro trasparente: il primo al quarzo
contenente il filamento con gli alogeni, il secondo esterno in vetro duro al
borosilicato con funzioni di protezione e a temperatura inferiore rispetto a
quella del bulbo interno. Tra i due involucri si ricava il vuoto. È bene ricordare che insieme alle
radiazioni infrarosse le alogene emettono una piccola quantità di radiazioni
ultraviolette (UV), che potrebbero arrecare danni ad alcuni tipi di materiali,
di fatti si tende a non utilizzarle per illuminare quadri.
LAMPADE ALOGENE PAR, Sono lampade
con ottica incorporata in vetro pressato e rivestito sulla parte interna in
ossido di alluminio per riflettere i raggi luminosi. Queste sorgenti a tensione di rete (230V),
sono disponibili con attacco E27, E14 e
GU10 ed offrono una barriera agli UV e tutti i vantaggi delle alogene: – buona qualità della luce (resa cromatica
100), – durata (2000 ore) –
efficienza – temperatura di colore 2900 K, circa. –
accensione e riaccensione istantanee
LAMPADE ALOGENE A BASSISSIMA TENSIONE,
La bassissima tensione permette la costruzione di lampade con filamenti di
maggior spessore e più corti, così da avere maggiore robustezza, un incremento
della durata media ed ingombri molto contenuti. Inoltre si ha meno dispersione
di energia termica, quindi maggiore efficienza luminosa. Queste lampade richiedono un trasformatore
elettronico. – buona qualità
della luce (resa cromatica 100), –
durata (2000-4000 ore) – efficienza
– temperatura di colore
3000-3200 K, circa. – accensione e riaccensione istantanee
LED (LIGH EMITTING DIODE), I LED sono basati su un diverso meccanismo fisico di generazione della radiazione luminosa: in un semiconduttore costituito da due regioni a diverso drogaggio, l’applicazione di una tensione diretta favorisce la ricombinazione di elettroni e lacune e l’emissione di fotoni. I vantaggi sono: – elevata efficienza – elevata robustezza – vita media molto elevata (50.000-90.000 ore) – dimensioni ridotte – basso consumo. L’efficienza luminosa varia in funzione del colore (giallo 30lm/W, bianco 25lm/W) ma l’emissione si riduce con l’aumento della temperatura. Ormai i led sono utilizzati sia in strisce sia all’interno di corpi che prendono il posto delle vecchie lampadine. Gli unici svantaggi sono: la resa cromatica non è ottimale, la temperatura di colore può dipendere dall’angolo di vista ed è necessario un trasformatore.
LAMPADE FLUORESCENTI, Per fluorescenza si intende la proprietà di un materiale di emettere luce quando viene eccitato da radiazioni ultraviolette. La sua luminescenza cessa al venir meno dell’azione eccitatrice esercitata dalle radiazioni. Il tubo di scarica, una volta ricavato il vuoto al suo interno, è riempito con uno o più gas rari (argon, neon o kripton) e con il vapore di mercurio a bassa pressione. Gli elettrodi del tipo a caldo sono sottoposti a riscaldamento prima della scarica con un apposito dispositivo chiamato starter. Il gas raro ha funzione di favorire l’accensione: esso è in grado di condurre elettricità a freddo. Dopo le prime scariche iniziali, si instaura l’arco elettrico attraverso il vapore di mercurio ; l’emissione del vapore a bassa pressione è costituita da radiazioni ultraviolette UV-C. le polveri fluorescenti rivestono la parete interna del tubo.
LAMPADE FLUORESCENTI COMPATTE, Sono lampade che abbinano ai bassi consumi di energia elettrica, le prerogative delle dimensioni ridotte, della compattezza e della versatilità d’uso.
Possono essere : – compatte non integrate: alla base in corrispondenza dell’attacco, sono alloggiati lo starter e il condensatore di rifasamento per il funzionamento con un alimentatore elettromagnetico esterno. Esistono le versioni per l’alimentazione elettronica prive dello starter e del condensatore. In questo caso è possibile regolare il flusso luminoso dal 10% al 100%. Si producono alimentatori forniti di portalampada e di attacco a vite per l’adattamento con portalampada con attacco E27. Durata media 12.000 ore Temperatura di colore (K) 2700-4000 k Resa dei colori 82 Efficienza luminosa 57-70 lm/W; – compatte integrate: in cui tutti i dispositivi sono incorporati alla base della lampada ed hanno attacco a vite E27 ed E14, hanno ingombri paragonabili a quelli delle vecchie lampade a incandescenza ma con prestazioni nettamente superiori. Durata media 10.000 ore, Temperatura di colore (K) 2700 k, Resa dei colori 82, Efficienza luminosa 50-65 lm/W
ATTACCHI, Ogni lampada è provvista di un elemento elettromeccanico che è l’attacco; l’identificazione del quale influenza necessariamente la scelta del portalampada e viceversa. La classificazione degli attacchi è internazionale ed è basata su sigle alfanumeriche come ad esempio i famosi E27 ed E14. La prima lettera maiuscola indica la tipologia di attacco, i più comuni sono: E = attacco a vite, Edison (quello delle tradizionali lampade a incandescenza, ora sostituite da altre sorgenti), G = attacco a spina, B = attacco a baionetta. Il secondo carattere è un numero che indica la lunghezza trasversale in millimetri e in base al tipo di attacco si riferisce al diametro, alla distanza tra le due spine o agli spessori dei supporti. Nei casi presi in esempio E14 sta ad indicare 14mm di diametro mentre E27 specifica 27 mm di diametro. Eventualmente presente un terzo carattere con una lettera minuscola, questo informa sul contatto elettrico. Ecco degli esempi di attacchi, per lampade a incandescenza (E14,E27,E40,B15d), a ciclo di alogeni (ER7s, Fa4,G53,G13), a fluorescenza (G5, G13, G24d-1), a vapori di alogenuri metallici (G12):
