Facoltà di Architettura- Corso di Tecnica del Controllo Ambientale

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1 Le sorgenti di luce costituiscono il mezzo attraverso cui si assicura ad un ambiente una qualità illuminotecnica. La luce costituisce uno strumento di progettazione SORGENTI DI LUCE DISPONIBILI ARTIFICIALE NATURALE CARATTERISTICHE QUANTITATIVE E QUALITATIVE DELLE SORGENTI LUMINOSE: Tonalità o Temperatura di colore Indice di resa cromatica Efficienza luminosa Durata di vita, decadimento del flusso luminoso, tempo di riaccensione, etc.

2 CLASSIFICAZIONE DELLE SORGENTI LUMINOSE :

3 E un parametro che ci da informazioni circa la qualità della luce poiché tiene conto del suo contenuto cromatico. Tale parametro si esprime in modo diretto tramite un confronto tra la temperatura assoluta di un emettitore ideale (corpo nero) che irradia la luce con la stessa tonalità della sorgente in esame. esempio Una sorgente ha una temperatura di colore di 3000 K significa che la luce da essa prodotta ha la stessa tonalità di quella generata da un corpo nero portato alla temperatura di 3000 K.

4 L apparato visivo dell occhio umano percepisce come tonalità bianca la luce che ha una temperatura di colore di circa 5500 K, corrispondente alla luce del sole in pieno giorno. Al di sopra e di sotto di tale valore la tonalità viene giudicata rispettivamente fredda e calda. TONALITA O TEMPERATURA DI COLORE (CCT) Tonalità Temp. di colore Applicazione CALDA INTERMEDIA FREDDA < 3300 K K >5300 K Residenziale Lavoro Impieghi visivi molto elevati

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6 Grado di fedeltà nella restituzione dei colori della sorgente considerata rispetto ad una sorgente campione (di riferimento). L indice di resa cromatica è pari a 100 quando le distribuzioni spettrali dell illuminante di riferimento e della sorgente in esame sono perfettamente identiche; valori inferiori evidenziano una capacità progressivamente minore di resa cromatica. L indice di resa cromatica è di valido ausilio nella progettazione degli ambienti dove i contrasti e le armonie cromatiche sono di fondamentale importanza (comparazione colori, pinacoteche, etc.) A titolo indicativo si può dare come valutazione qualitativa del valore di resa cromatica la seguente suddivisione: 85<Ra<100 ottima 70<Ra<85 buona 50<Ra<70 discreta

7 Lampada Alogena Fluorescente bianco Fluorescente luce diurna Vapori di mercurio Vapori di mercurio con alog. Sodio alta pressione CCT (K) Ra

8 Tale parametro viene definito come: Flusso luminoso emesso Potenza elettrica assorbita Tale parametro assume importanza fondamentale nei casi in cui nella progettazione dell impianto sia necessaria l economia di esercizio. Esempi Lampade ad incandescenza: efficienza di ca. 12 lm/w Lampada a vapori di sodio a bassa pressione: efficienza 200 lm/w Lampada ad incandescenza: cospicua emissione nel campo degli infrarossi Lampada a vapori di sodio: emissione concentrata in un intervallo (ca. 589 nm) in corrispondenza del quale il coefficiente di sensibilità relativa dell occhio mantiene un valore elevato (ca. 0.75)

9 Lampada Incandescenza Alogena B.T. Vapori di mercurio A.P. Fluorescente compatta Alogenuri Sodio alta pressione Potenza (W) Eff. (lm/w)

10 Il numero di ore di funzionamento dopo il quale, per un determinato lotto di lampade in determinate condizioni di prova, il 50% delle lampade ha cessato di funzionare. Lampada Incandescenza Alogena Vapori di mercurio A.P. Fluorescente (tubolare) Alogenuri Sodio alta pressione Durata (ore)

11 Durante il funzionamento di una sorgente si registra una lenta diminuzione della quantità di radiazione emessa: tale fenomeno, a cui sono comunque soggette tutte le sorgenti artificiali, è definito come decadimento del flusso luminoso. Lampada Incandescenza Alogena B.T. Vapori di mercurio A.P. Fluorescente tubolare Alogenuri Sodio alta pressione Acc. Freddo istantaneo istantaneo 3 5 min 1 3 s 3 4 min 5 11 min Acc. Caldo Istantaneo istantaneo 4 6 min 1 2 s 4 6 min 1 2 min

12 Supponiamo di conoscere la sorgente luminosa e la relativa curva fotometrica.

13 E = I considerando che H = cos θ cos θ 2 D D cos θ = H D S: sorgente θ D H θ R A possiamo scrivere: normale al piano orizzontale su cui è il punto P P E = I H D 3

14 OBIETTIVO: favorire il benessere psico-fisico degli occupanti e di ridurre i consumi energetici degli edifici. L illuminamento naturale in un punto di un ambiente interno è determinato: dal flusso luminoso diretto proveniente dal sole e dalla volta celeste; dal flusso luminoso riflesso dalle ostruzioni e dalle superfici esterne; dal flusso luminoso indiretto causate dalle riflessioni multiple sulle superfici interne.

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16 La valutazione previsionale del FLD può essere eseguita sulla base della UNI 10840:2000 sostituita dalla 10840:2007.

17 Il cielo artificiale è uno strumento di laboratorio a carattere innovativo di supporto, valutazione e sviluppo di attività progettuali relativamente a:

18 Consente di simulare soltanto la condizione di cielo coperto (CIE Overcast) Non consente l installazione di un sole artificiale Risultati misure e osservazioni precise nonostante la breve durata delle acquisizioni Consente di calcolare il fattore di luce diurna Consente di ottenere immagini degli ambienti luminosi raggiunti nel modello Altezza massima modelli circa 70 cm per evitare di mascherare le interriflessioni tra i vari specchi Soffitto luminoso realizzato con sorgenti fluorescenti lineari poste dietro una superficie opalina diffondente.

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20 Il calcolo del FLDm si ottiene dal rapporto della media dei valori di illuminamento acquisiti su una griglia di punti all interno di modelli architettonici in scala e il valore di illuminamento esterno. sonda luxmetrica modello architettonico in scala 1:20 I modelli vengono rivestiti internamente con cartoncini aventi coefficienti di riflessione (r) simili a quelli dei materiali da costruzione reali.

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22 Sia assegnata una sorgente S e un punto P appartenente ad un piano orizzontale come rappresentato in figura. Ipotizzando che la sorgente S abbia la seguente curva fotometrica, si calcoli il valore puntuale dell illuminamento orizzontale nel punto P assegnato. S: sorgente H=2m θ D θ normale al piano orizzontale su cui è il punto P A R=1m P

23 La relazione da applicare è la seguente: E = I cos θ D 2?? Le incognite sono sia l angolo θ che rappresenta l angolo tra la normale al piano e la sorgente, sia la distanza tra sorgente S e punto P. Per calcolarci l angolo θ si applicano semplici formule di trigonometria: R = H tg θ θ = arctg R H = arctg 0,5 = 27 Per calcolarci la distanza D applichiamo il teorema di Pitagora: = H 2 + R 2 = = 2, 24 m D 2

24 Per ricavare il valore dell intensità luminosa dell apparecchio in direzione del punto P bisogna utilizzare la curva fotometrica e leggere il valore in corrispondenza dell angolo compreso tra l asse della sorgente (0 ) e il punto P e che, in questo caso, coincide con l angolo θ. In corrispondenza dell angolo pari a 27 abbiamo: I = 2000 cd A questo punto è possibile sostituire tutti i valori nella relazione: E = I cos θ D 2 = 2000 cos27 = 2, , 894 5, 02 = 356 lux Il valore dell illuminamento del punto P appartenente ad un piano orizzontale è quindi pari a 356 lux.

25 Sia assegnata una sorgente S e un punto P appartenente ad un piano verticale come rappresentato in figura. Ipotizzando che la sorgente S abbia la seguente curva fotometrica, si calcoli il valore puntuale dell illuminamento verticale nel punto P assegnato. S: sorgente D H=2m normale al piano verticale su cui è il punto P A R=1m θ P piano verticale su cui è il punto P

26 La relazione da applicare è la seguente: E = I cos θ D 2?? Le incognite sono sia l angolo θ che rappresenta l angolo tra la normale al piano e la sorgente, sia la distanza tra sorgente S e punto P. Per calcolarci l angolo θ si applicano semplici formule di trigonometria: H = R tg θ θ = arctg H R = arctg 2 = 63 Per calcolarci la distanza D applichiamo il teorema di Pitagora: = H 2 + R 2 = = 2, 24 m D 2

27 Per ricavare il valore dell intensità luminosa dell apparecchio in direzione del punto P bisogna utilizzare la curva fotometrica e leggere il valore in corrispondenza dell angolo compreso tra l asse della sorgente (0 ) e il punto P e che, anche in questo caso, è pari a 27. Quindi in corrispondenza dell angolo pari a 27 abbiamo: I = 2000 cd A questo punto è possibile sostituire tutti i valori nella relazione: E = I cos θ D 2 = 2000 cos63 = 2, , 454 5, 02 = 181 lux Il valore dell illuminamento del punto P appartenente ad un piano verticale è quindi pari a 181 lux.

28 Siano assegnate due sorgenti luminose (S1 e S2), ed un punto P appartenente ad un piano orizzontale come rappresentato in figura. Utilizzando la seguente curva fotometrica (piano C0-180) e supponendo che entrambe le sorgenti abbiano un flusso luminoso pari a 5000 lumen, si calcoli il valore dell illuminamento orizzontale nel punto P.