LUCE E GRANDEZZE FOTOMETRICHE

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1 LANGEN FOUNDATION, NEUSS DE ARCHITETTURA: TADAO ANDO JP COSTI DI ESERCIZIO RENDIMENTO SALUTE SERVICE BENESSERE IDENTITÀ SOSTENIBILITÀ SICUREZZA Fulvio Calabretti ZUMTOBEL ILLUMINAZIONE LUCE E GRANDEZZE FOTOMETRICHE Zumtobel. Fulvio Calabretti 1 LUCE COS E? La luce è quindi la sensazione prodotta sull occhio umano da onde elettromagnetiche: un alternarsi ciclico di campi elettrici e magnetici concatenati, generati da rapidissime oscillazioni di cariche elettriche, variabili in intensità con legge sinusoidale e perpendicolari alla direzione in cui si muovono le radiazioni. Zumtobel. Fulvio Calabretti 2 1

2 LUCE VISIONE Zumtobel. Dario Bettiol Giugno LUCE VISIONE Zumtobel. Fulvio Calabretti 4 2

3 GRANDEZZE FOTOMETRICHE FLUSSO Definizione : quantità di energia luminosa emessa nell unità di tempo. Simbolo : φ (leggi fi) Unità di misura : lumen (lm) Zumtobel. Fulvio Calabretti 5 GRANDEZZE FOTOMETRICHE FLUSSO Si può paragonare il flusso luminoso alla portata continua di acqua (litri al secondo) che sprizza in tutte le direzioni da una doccia o da un rubinetto. Zumtobel. Fulvio Calabretti 6 3

4 GRANDEZZE FOTOMETRICHE FLUSSO Lampada da bicicletta da 2 watt: 18 lm incandescenza da 40W : 350 lm sodio ad alta pressione da 400W : lm Zumtobel. Dario Bettiol Giugno GRANDEZZE FOTOMETRICHE INTENSITA LUMINOSA Definizione : parte del flusso luminoso emesso in una determinata direzione da una sorgente luminosa per l angolo solido che la contiene. Simbolo : I Unità di misura : Candela (cd) Zumtobel. Dario Bettiol Giugno

5 GRANDEZZE FOTOMETRICHE INTENSITA LUMINOSA Lampada per bicicletta senza riflettore : 1 cd lampada per bicicletta ma con il riflettore : cd250 Zumtobel. Dario Bettiol Giugno GRANDEZZE FOTOMETRICHE INTENSITA LUMINOSA Paragone idraulico : Intensità di un getto d acqua in una determinata direzione. Zumtobel. Dario Bettiol Giugno

6 GRANDEZZE FOTOMETRICHE LUMINANZA Definizione:il rapporto tra l'intensità luminosa emessa da una sorgente verso una superficie normale alla direzione del flusso e l'area della superficie stessa. E l impressione di luminosità che l occhio riceve da una superficie luminosa o illuminata e dipende dalle caratteristiche della superficie. Simbolo: L Unità di misura : Candela/m2 (cd/m2) Zumtobel. Fulvio Calabretti 11 GRANDEZZE FOTOMETRICHE LUMINANZA Paragone idraulico : schizzi d acqua che rimbalzano da una superficie. la entità dell acqua che rimbalza dipende dalla capacità di assorbimento della superficie e dall inclinazione del getto. Zumtobel. Dario Bettiol Giugno

7 GRANDEZZE FOTOMETRICHE ILLUMINAMENTO Definizione: flusso luminoso φ per unità di superficie S. Simbolo : E Unità di misura : lux (lux=lm/m2) Zumtobel. Dario Bettiol Giugno GRANDEZZE FOTOMETRICHE ILLUMINAMENTO Paragone idraulico : quantità di acqua per unità di superficie. Zumtobel. Dario Bettiol Giugno

8 GRANDEZZE FOTOMETRICHE EFFICIENZA LUMINOSA Definizione : Rapporto tra il flusso emesso ()φ, espresso in lumen, e la potenza elettrica assorbita (P), emessa in watt. Esprime il rendimento di una lampada o di un apparecchio di illuminazione. Quindi tanto maggiore è l efficienza luminosa tanto più economico è l esercizio della sorgente luminosa. Simbolo : η (leggi eta ) Unità di misura : lumen per watt (lm/w) Zumtobel. Fulvio Calabretti 15 GRANDEZZE FOTOMETRICHE EFFICIENZA LUMINOSA Paragone idraulico : rapporto tra la quantità di acqua che esce da una pompa con una determinata prevalenza e la potenza elettrica necessaria per farla funzionare. Zumtobel. Fulvio Calabretti 16 8

9 GRANDEZZE FOTOMETRICHE EFFICIENZA LUMINOSA incandescenza da 40W : 12.6lm/w sodio ad alta pressione da 400W : >100lm/w Zumtobel. Fulvio Calabretti 17 TEMPERATURA DI COLORE CALDA < 3300 K NEUTRA 3300>< K FREDDA> K Zumtobel. Fulvio Calabretti 18 9

10 INDICE DI RESA CROMATICA Metodo CIE Metodo CRV Zumtobel. Fulvio Calabretti 19 LED E BINNING UNIVERSITA DI FERRARA FACOLTA DI ARCHITETTURA Zumtobel. Fulvio Calabretti 20 10

11 LED Lighting emittind diode Zumtobel. Fulvio Calabretti 21 Zumtobel. Fulvio Calabretti 22 11

12 Zumtobel. Fulvio Calabretti 23 Un LED è per definizione un diodo che emette luce Dal punto di vista fisico, un LED è un chip di materiale semiconduttore impregnato o drogato con impurità per formare una giunzione positivo-negativo (P-N): il polo positivo di tale giunzione è chiamato anodo, quello negativo catodo. La caratteristica principale di questi dispositivi è quella di lasciarsi attraversare dalla corrente in un solo verso, come un normale diodo, al quale si aggiunge la capacità di emettere luce. Zumtobel. Fulvio Calabretti 24 12

13 LED SEGNALAZIONE LED COB LED MULTICHIP COB LED SMD Zumtobel. Fulvio Calabretti 25 Zumtobel. Fulvio Calabretti 26 13

14 Zumtobel. Fulvio Calabretti 27 La luce bianca di un LED può essere ottenuta attraverso due metodi: la miscela di colori RGB, laddove il passaggio attraverso un triangolo di colori produce una colorazione bianca neutra anche se difficile da definire. principio della conversione di luminescenza La luce parte dall emissione di un chip a luce blu: questo è coperto da uno strato fluorescente, analogamente pertanto a una lampada fluorescente. In questo modo una parte del fascio luminoso si trasforma in luce bianca. A seconda di come sono composti i materiali di conversione, la temperaturadi colore può variare dando una luce calda oppure fredda. Zumtobel. Fulvio Calabretti 28 14

15 Zumtobel. Fulvio Calabretti 29 I PRINCIPALI VANTAGGI: DURATA: oggi un led di qualità può raggiungere le ore al 70% del flusso iniziale BASSI CONSUMI ENERGETICI: grazie a rendimenti molto elevati (gli ultimi sul mercato raggiungono i 200 lm/w) BANDA STRETTA: la banda della radiazione del led rientra nella radiazione del visibile e risulta pertanto priva di IR e UV COMANDO: sono apparati elettronici facilmente comandabili e gestibili LUCE SENZA CALORE: un led funziona ad una temperatura massima di giunzione di 80. L emissione frontale è praticamente priva di irradiazione termica MINIATURIZZAZIONE: il led ha rivoluzionato il concetto di design dell apaprecchio di illuminazione Zumtobel. Fulvio Calabretti 30 15

16 I LIMITI: TEMPERATURA AMBIENTE: soffre a temperature ambiente molto elevate (alcuni modelli operano fino a max 50 ) TEMPERATURA ESERCIZIO: la temperatura di giunzione max non dovrebbe superare gli 80. Questo significa dimensionare in maniera corretta gli elementi di dissipazione passiva o ricorrere a mezzi di dissipazione attiva (con potenzili problemi di compatibilità EMC o con costi molto elevati) COSTI: anche se il mercato oggi offre prodotti commodities, un led professionale ha caratteristiche tali da avere un costo sul mercato ancora molto alto rispetto alle sorgenti tradizionali Zumtobel. Fulvio Calabretti 31 LA QUALITA : IL FLUSSO NOMINALE O FLUSSO REALE I lumen emessi sono solo una parte della valutazione e questo può essere fuorviante. Per valutare appieno un prodotto LED occorre esaminare l'efficienza complessiva del sistema, il controllo dell'ottica utilizzata, la gestione della dispersione termica dei LED e sapere dopo quanto tempo l'apparecchio raggiungerà un decadimento del 30% dei lumen. Zumtobel. Fulvio Calabretti 32 16

17 LA QUALITA : LA DISSIPAZIONE E LA DURATA La Illuminating Engineering Society (IES) consiglia di considerare un apparecchio a LED funzionante finché non raggiunge un deprezzamento dei lumen emessi del 30 Zumtobel. Fulvio Calabretti 33 LA QUALITA : IL BINNING Costi Binning LED Production Disponibilità Zumtobel,

18 Piccolo Bin + Molto difficile percepire le variazioni colore - Costi molto più alti - Offerta di mercato ridotta - non disponibile da tutti i produttori LED Grande Bin + Costi contenuti + disponibilità (quasi) sempre assicurata - sono visibili le variazioni colore - è richiesta una grande competenza illuminotecnica e ottica per disperdere i viraggi colori dei singoli die Binning LED Production Costs Availability Zumtobel. Fulvio Calabretti 35 Come i produttori ottimizzano: In base all Applicazione Costs Al tipo di prodotto e gruppo prodotto Binning LED Production Sviluppando tecnologie ottiche Differenziano il prezzo al mercato Availability Zumtobel. Fulvio Calabretti 36 18

19 Colour temperature CT Differenti coordinate colore possono avere la stessa temperatura colore correlata CCT Zumtobel. Fulvio Calabretti 37 Il led binning Zumtobel. Fulvio Calabretti 38 19

20 Esperimento di Mac Adam Colour 1 Colour 2 Zumtobel. Fulvio Calabretti 39 Mac Adam 1 = difficilmente percettibbile Zumtobel. Fulvio Calabretti 40 20

21 Zumtobel. Fulvio Calabretti 41 Zumtobel. Fulvio Calabretti 42 21

22 Zumtobel. Fulvio Calabretti 43 BIANCO STABILE Non è possibile modificare la sua temperatura colore nativa. Temperature di colore standardizzate 3000Kelvin e 4000Kelvin Zumtobel. Fulvio Calabretti 44 22

23 TUNABLE WHITE Temperatura colore variabile L apparecchio è capace variare la temperatura colore lungo la curva del corpo nero. Dimmerando, la temperatura colore rimarrà invariata Zumtobel. Fulvio Calabretti 45 BIANCO SELEZIONABILE Secondo coordinate cromatiche Apparecchi dotati di una serie ti differenti coordinate colore memorizzate. L utente può selezionare quella desiderata in funzione Zumtobel. Fulvio Calabretti 46 23

24 Due to the technological shift towards LED, it is necessary to document important new information. The following new details will now be shown on the product datasheet (outlined in red): * ** * Initial MacAdams Binning between two luminaires ** defines only the decrease in luminous flux Zumtobel. Fulvio Calabretti 47 Practise MUSEI Le differenze cromatiche sono criticità importanti Un ampia parete bianca può mettere in risalto gli scostamenti cromatici, specialmente quando vengono utilizzati apparecchi wall washer Zumtobel. Fulvio Calabretti 48 24

25 Practise UFFICI Il compito visivo è molto più importante della variazione cromatica Scostamenti cromatici importanti rovinano la percezione spaziale sopratutto in open space Per grandi superfici illuminanti con scostamento cromatico la differenza è molto piu visibile più corpi illuminanti affiancati aumentano la percezione di differenza cromatica Aumentare la distanza dai corpi aiuta a diminuire la percezione di variazione cromatica Zumtobel. Fulvio Calabretti 49 Practise SHOP E RETAIL La luce è focalizzata sulla merce in vendita Raramente sono illuminate le pareti La distribuzione, l effecienza e la resa cromatica sono le caratteristiche più importanti Zumtobel. Fulvio Calabretti 50 25

26 Practise INDUSTRIA Le importanti aree illuminanti e il contesto rendono difficilmente percepibile una variazione cromatica Le distanze tra osservatore e corpo illuminante sono spesso rilevanti La differenza cromatica non è da ostacolo al compito dell operatore Zumtobel. Fulvio Calabretti 51 Zumtobel. Fulvio Calabretti 52 26

27 FINE Grazie per l attenzione! Fulvio Calabretti [email protected] Zumtobel. Fulvio Calabretti 53 27