Le grandi aziende produttrici di sorgenti luminose stanno lavorando molto su questi temi, ed in generale sulla miniaturizzazione delle sorgenti.

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1 LE SORGENTI LUMINOSE NEGLI ESTERNI APIL Associazione Professionisti dell illuminazione GIORDANA ARCESILAI ARCHITETTO LIGHTING DESIGNER - Bologna - BASSE POTENZE IN GIOCO IN ESTERNO è necessario ragionare sulle potenze: Le grandi aziende produttrici di sorgenti luminose stanno lavorando molto su questi temi, ed in generale sulla miniaturizzazione delle sorgenti. 1

2 LE SORGENTI LUMINOSE - CLASSIFICAZIONE Le lampade possono essere ricondotte a due grandi categorie, le quali differiscono tra loro per il principio fisico su cui si basa la produzione di radiazioni luminose: lampade a incandescenza: il cui funzionamento si basa sul fatto che un corpo riscaldato ad alta temperatura e portato all incandescenza emette radiazioni anche nel campo visibile. lampade a scarica: nelle quali la produzione di luce è dovuta all interazione degli elettroni di una scarica elettrica con gli ioni di un gas o di un vapore. E negli ultimi tempi: lampade a tecnologia LED LE SORGENTI LUMINOSE - CLASSIFICAZIONE Ad incandescenza A scarica A filamento nel vuoto A ciclo di alogeni Tensione di rete Fluorescenti Lineari Vapori di mercurio HP Alogenuri metallici S o d i o Bassa tensione Compatte Sodio bassa pressione LP Con riflettore Senza riflettore Sodio alta pressione HP Sodio alta pressione alta resa cromatica WS 2

3 PARAMETRI DI UNA SORGENTE LUMINOSA tensione di alimentazione[v]: in genere intorno ai 220 V, o in alcuni case V ossia bassa tensione; potenza di alimentazione [W]: potenza elettrica che è necessario fornire per il funzionamento; flusso luminoso [lm]: quantità di luce erogata per unità di tempo; efficienza luminosa [lm/w]: esprime il rendimento energetico di una sorgente luminosa. Essa corrisponde al rapporto tra flusso luminoso ottenuto e potenza elettrica impiegata in alimentazione; vita media [h]: indica il numero di ore di funzionamento dopo il quale, in un lotto di lampade ed in certe condizioni di prova, il 50% cessa di funzionare; indice di resa cromatica, CRI, Ra: indica cioè la fedeltà con cui la luce fornita da una sorgente artificiale riesce a riprodurre i colori reali, ossia la luce del sole; temperatura di colore [K]: Rappresenta la temperatura del corpo nero con l emissione più vicina a quella della sorgente considerata; tipo di attacco: edison, baionetta ecc. L ILLUMINAZIONE DEGLI SPAZI ESTERNI Tipo sorgente Tensione di Potenza Flusso Efficienza Vita Temperatura Indice di Attacco luminosa alimentazione nominale luminoso luminosa sorgente di colore resa (V) (W) (lm) (lm/w) (h) (K) cromatica (IRC) Filamento nel vuoto E27 Tipo reflector E27 Alogene , Alogene B.T (4000) 3000 Fluo standard 26mm Fluo de luxe 26mm Vapori di mercurio HP HP miscelata standard Alogenuri metallici Vapori di sodio LP Vapori di sodio HP Vapori di sodio WS

4 LAMPADE AD INCANDESCENZA AD ALOGENI Particolare tipo di lampada ad incand. in cui vengono introdotte piccole quantità di un alogeno (iodio); ciò riporta sul filamento il tungsteno volatilizzato, impedendo l annerimento del bulbo. (bulbo in quarzo) LAMPADE AD INCANDESCENZA AD ALOGENI Hanno migliori prestazioni rispetto alle lampade ad incandescenza: Durata da 0 a 3000 ore (ora anche 5000); Efficienza fino a 25 lm/w; Temperatura del filamento intorno a 3500 K; Temperatura di colore più elevata, da 2900 a 3 K; Elevatissima resa cromatica intorno a ; Dimensioni estremamente ridotte del corpo luminoso. Il bulbo delle alogene è realizzato in quarzo in grado di resistere a temperature elevate Il riflettore può essere trattato con l applicazione di strati di ossidi riflettenti alle radiazioni visibili, ma non a quelle infrarosse. Spesso sono alimentate in bassa tensione 6-24 V. 4

5 LAMPADE A FILAMENTO A TENSIONE DI RETE Lampada alogena PAR20 E27 50W. Diverse aperture di fascio luminoso. R a. Osram Halopar 20 Philips PAR-HalogenA Pro Lampada alogena PAR30 E27 75, W. Diverse aperture di fascio luminoso. R a. Osram Halopar 30 Philips PAR-HalogenA Pro LAMPADE A FILAMENTO A BASSA TENSIONE 12V Lampada alogena bi-spina G4 12V 5, 10, 20W. Lampada alogena bi-spina GY6,35 12V 20, 35, 50, 75, 90, ()W. R a. Osram Halostar Starlite Philips CAPSULEline Pro Lampada alogena dicroica GU5,3 12V 20, 35, 50W. Diverse aperture di fascio luminoso. R a. Osram Decostar 51 Titan Philips MASTERline ES Lampada alogena con ottica in alluminio QR111 G53 12V 50, 75, W. Diverse aperture di fascio luminoso. R a. Osram Halospot 111 Philips ALUline Pro 111mm 5

6 LAMPADE A SCARICA IN GAS Il funzionamento si basa sull eccitazione ad opera di una scarica elettrica di un gas opportuno (vapore metallico oppure miscuglio di vari gas a vapori). Il gas è racchiuso in un contenitore di vetro o quarzo al cui interno sono posizionati due elettrodi. Applicando ad essi un notevole tensione (da V a 5 kv) viene prodotta una scarica ossia un flusso di elettroni che interagiscono con gli atomi del gas. Gli elettroni degli orbitali più esterni vengono spostati dalla loro posizione di equilibrio con assorbimento di energia in maniera quantizzata. In tale condizione gli ioni o gli atomi del gas sono instabili e gli elettroni eccitati tendono a ritornare nei loro orbitali di equilibrio liberando l energia corrispondente al relativo salto energetico con emissione di radiazione. Per innescare la scarica e regolarla durante il funzionamento sono necessari opportuni dispositivi: starter, reattore. LAMPADE FLUORESCENTI Rivestimento in fosforo Gas di riempimento L interno del tubo di scarica è rivestito di un sottile strato di polveri fluorescenti; nel tubo viene posto vapore di mercurio a bassa pressione; quando la lampada viene alimentata esso emette radiazioni ultraviolette invisibili che colpendo le polveri diventano visibili Attacco Catodo 6

7 LAMPADE FLUORESCENTI COMPATTE Lampada fluorescente compatta TC-S (reattore ferro-magnetico), TC-SEL (reattore elettronico) 5, 7, 9, 11W. Diverse tonalità di colore della luce. R a Osram Dulux S o S/E Philips MASTER PL-S 2P o 4P Lampada fluorescente compatta TC-D (reattore ferro-magnetico), TC-DEL (reattore elettronico) 10, 13, 18, 26W. Diverse tonalità di colore della luce. R a Osram Dulux D o D/E Philips MASTER PL-C 2P o 4P Lampada fluorescente compatta TC-T (reattore ferro-magnetico) 13, 18, 26W, TC-TEL (reattore elettronico) 13, 18, 26, 32, 42, 57W. Diverse tonalità di colore della luce. R a Osram Dulux T o T/E Philips MASTER PL-T 2P o 4P LAMPADE FLUORESCENTI COMPATTE Lampada fluorescente compatta TC-F per reattore ferro-magnetico o reattore elettronico 18, 24, 36W. Diverse tonalità di colore della luce. R a Osram Dulux F Lampada fluorescente compatta TC-L (reattore ferro-magnetico)18, 24, 36W, TC-L (reattore elettronico) 18, 24, 36, 40, 55, 80W. Diverse tonalità di colore della luce. R a 80-89, A parte 80W anche con R a > 90. Osram Dulux L (de Luxe) Philips MASTER PL-L (Super 90 de Luxe) 7

8 LAMPADE FLUORESCENTI LINEARI T26 (T8) Lampada fluorescente lineare T8 per reattore ferro-magnetico o reattore elettronico 18, 36, 58W. Diverse tonalità di colore della luce. R a Osram Lumilux o Lumilux de Luxe Philips Master TL-D super 80 o TL-D de Luxe Pro Super 90 LAMPADE FLUORESCENTI LINEARI T16 (T5) Lampada fluorescente lineare T5 HE per reattore elettronico 14, 21, 28, 35W. Diverse tonalità di colore della luce. R a Osram Lumilux T5 HE Philips Master TL5 HE 8

9 LAMPADE FLUORESCENTI LINEARI T16 (T5) Lampada fluorescente lineare T5 HO per reattore elettronico 24, 39, 49, 54, 80W. Diverse tonalità di colore della luce. R a 80-89; 24, 49, 54W anche Ra > 90 Osram Lumilux T5 HO o Lumilux T5 HO de Luxe Philips Master TL5 HO o TL5 Super 90 de luxe LAMPADE A SCARICA IN GAS I gas utilizzati devono essere in grado di emettere nel campo del visibile. Si sono utilizzati per primi i gas nobili (neon) si utilizzano anche vapori di sodio o mercurio o alogenuri metallici. Una parte dell emissione può avvenire nel campo dell ultravioletto. In questo caso si utilizza il fenomeno della fluorescenza utilizzando polveri (alluminati, ossisolfuri, silicati, con metalli pesanti e terre rare) in grado di assorbire la radiazione UV e riemettere radiazione visibile. Si spalma il tubo in vetro e si ottengono le cosiddette lampade fluorescenti. Pregi: efficienza specifica elevata (35 lm/w-200 lm/w), vita media elevata compresa tra e ore. Limiti: spettro discontinuo, limitati valori di CRI in molti casi, fluorescenti hanno un buon indice di resa cromatica (85-90), quelle al sodio bassa pressione non hanno praticamente CRI. 9

10 LAMPADE A SCARICA IN GAS LAMPADE A SCARICA IN GAS Attacco Tubo di quarzo Bulbo esterno 10

11 LAMPADE A SCARICA IN GAS Hanno in comune il fenomeno del passaggio della corrente elettrica in un gas. Aggiungendo ai vapori di mercurio opportuni metalli, si aumenta il flusso lum., si migliora colore della luce e resa cromatica. LAMPADE A IODURI METALLICI CON BRUCIATORE CERAMICO Lampada agli ioduri metallici compatta con bruciatore ceramico, attacco G8,5 HIT-TC-CE 20, 35, 70W solo per reattore elettronico. Due tonalità di colore della luce. R a Parzialmente anche R a > 90, (Osram). Osram Powerball HCI-TC (Shoplight) Philips MASTER Colour CDM-TC Lampada agli ioduri metallici compatta con bruciatore ceramico, attacco G12 HIT-CE 35, 70, 150W per reattore ferro-magnetico o elettronico. Due tonalità di colore della luce. R a Parzialmente anche Ra > 90, (Osram). Osram Powerball HCI-T (Shoplight) Philips MASTER Colour CDM-T Lampada agli ioduri metallici compatta con bruciatore ceramico, attacco RX7s HIT-DE-CE 70, 150W per reattore ferro-magnetico o elettronico. Due tonalità di colore della luce. R a Osram Powerball HCI-TS Philips MASTER Colour CDM-TD 11

12 LAMPADE AL SODIO AD ALTA PRESSIONE Lampada al sodio ad alta pressione elissoidali attacco E40 250, 400W Osram Vialox NAV-E SUPER o NAV-E ù R a Philips SON Pro R a 25. Philips SON Comfort Pro R a 65. Lampada al sodio ad alta pressione TUBOLARI attacco E40 250, 400W Osram Vialox NAV-T SUPER o NAV-T R a Philips SON-T Pro R a 25 Philips SON-T Comfort Pro R a 65. LAMPADE A IODURI METALLICI ELLISSOIDALI Lampade ELISSOIDALI a ioduri metallici attacco E40 250, 400W tecnologia al quarzo Funzionamento sia con ausiliari HIT o HST (cambia il flusso luminoso) 250 R a R a Osram Powerstar HQI-E/N Philips Master HPI Plus Sylvania Britelux HSI-SX (solo HST) Lampade ELISSOIDALI a ioduri metallici attacco E40 250, 400W tecnologia al quarzo Funzionamento sia con ausiliari HIT o HST (cambia il flusso luminoso) 250 R a > R a >90 Osram Powerstar HQI-E/D, Lampade ELISSOIDALI a ioduri metallici attacco E40 250W Powerball tecnologia ceramica Maggiore efficienza luminosa 250W NDL R a >90 250W WDL R a Osram Powerball HCI-E 12

13 LAMPADE A IODURI METALLICI TUBOLARI Lampade TUBOLARI a ioduri metallici attacco E40 250, 400W tecnologia al quarzo Funzionamento sia con ausiliari HIT o HST (cambia il flusso luminoso) 250 R a R a Osram Powerstar HQI-T/N Philips Master HPI-T Plus Sylvania Britelux HSI-TSX (solo HST) Lampade TUBOLARI a ioduri metallici attacco E40 250, 400W tecnologia al quarzo Funzionamento sia con ausiliari HIT o HST (cambia il flusso luminoso) 250 R a > R a >90 Osram Powerstar HQI-T/D, Lampade TUBOLARI a ioduri metallici attacco E40 250W Powerball tecnologia ceramica Maggiore efficienza luminosa 250W NDL R a >90 250W WDL R a Osram Powerball HCI-T LE SORGENTI A SCARICA PIU RECENTI Philips Master CosmoWhite CPO-TW 45W/628 Attacco: PGZ12 Indice di resa cromatica R a : 59 Colorazione luce: bianco calda Temperatura di colore: Kelvin Flusso luminoso: lumen Lumen / Watt *: 83,5 lm / W Caratteristiche principali: Alta efficienza: 120 lm/w Dimensioni compatte e ridotte Dimmerabile fino al 50% Potenze: 45W, 60W, 90W, 140W Consumi equivalenti a sorgenti di più alta potenza: 60W=70W sodio o ioduri metallici 140W=150W sodio o ioduri metallici * compresa perdita reattore elettronico (su richiesta apparecchio anche con cablaggio per CosmoWhite CPO-TW 60W) 13

14 LE SORGENTI A SCARICA PIU RECENTI Miniaturizzazione della lampada e dell alimentatore e prestazioni ottiche migliorate Impianti meno invasivi Durata maggiore rispetto alle CDM-T ( e ore) e migliore mantenimento del flusso rispetto alle CDO-TT IL CATODO FREDDO Le lampade a catodo freddo funzionano alimentate da un trasformatore, secondo un comportamento a metà tra le lampade fluorescenti e a scarica. 14

15 IL CATODO FREDDO Vantaggi - possibilità di essere sagomato a misura - lunga durata ore - basse temperature - resistenza alle vibrazioni - inseribile in esterno - buona Ra fino a 99 - Tc da 2400 a 9500 K - da 8 a 25mm. di diametro e fino a 3000mm. di lunghezza - accensione immediata - dimmerabile I LED Il LED è un diodo ad emissione luminosa realizzato in materiale semiconduttore opportunamente drogato che forma una giunzione. L applicazione di un campo elettrico a questa giunzione si trasforma in energia luminosa di tipo monocromatico (una delle caratteristiche peculiari del LED è l emissione di una singola radiazione luminosa). Il LED è un dispositivo elettronico che richiede particolare cura nell alimentazione, funziona a corrente continua ed è importantissimo rispettarne le specifiche elettriche fornite dal costruttore e desumibili dai data sheet. Le particolari caratteristiche dei LED ci offrono nuove possibilità creative e non vanno dunque visti solo come sostituzione delle precedenti tecnologie. 15

16 LE SORGENTI A SCARICA PIU RECENTI PERCHE UTILIZZARE I LED - Lunghissima durata - Efficienza luminosa-risparmio energetico rapporto lumen/watt molto elevato = risparmio economico - Grande flessibilità impiantistica: dimmerabilità, telecontrollo - Resistenza meccanica - Luce pulita perché priva di componenti UV e IR - Accensione a freddo (-40 ) - Riciclabilità dei materiali - Gamma di colori MESSA AL BANDO DELLE LAMPADE INEFFICIENTI Con i due regolamenti 244/2009 e 245/2009, la comunità Europea ha stabilito le nuove efficienze luminose che dovranno presentare le lampade ad incandescenza e a fluorescenza con attacco Edison e le prestazioni di tutte le altre lampade, oltre ai relativi ausiliari e agli apparecchi d illuminazione. L obiettivo è ridurre l impatto ambientale derivante dall impiego di soluzioni poco efficienti accelerando il passaggio a soluzioni alternative in grado di diminuire il consumo energetico e le emissioni di CO2. Entrando nello specifico: Incandescenti e alogene: A partire dal 1 settembre 2009 entra in vigore il b ando di tutte le lampade incandescenti smerigliate. Vengono bandite anche le lampade incandescenti chiare Watt. Fluorescenti: Dal 2010, messa al bando tutte le lampade fluorescenti standard colorazione 33/640 e 54/765 e l alimentazione elettromagnetica negli apparecchi per lampade fluorescenti. La lampada tradizionale da W è già fuori produzione, le altre sono destinate a scomparire entro breve termine, e sostituite con: -lampade ad alogeni da 12, 20, 30W (sostituisce le potenze fino a 60W) -fluorescenti compatte - a LED da 7 o 8W (sostituisce le potenze fino a 40W) In generale, per la lampade del terziario, sulle etichette delle lampade saranno indicati i nuovi valori per il fattore di mantenimento del flusso luminoso e per il fattore di sopravvivenza delle lampade dopo determinate ore di funzionamento. Sugli apparecchi dovranno essere indicati questi valori oltre al rendimento delle apparecchiature ausiliarie e dell efficienza delle lampade, se forniti insieme all apparecchio, inoltre il rendimento degli alimentatori e parametri prestazionali degli apparecchi d illuminazione. 16