Teoria dell’illuminazione

Curve fotometriche, diagrammi di illuminazione e diagrammi Isolux

Un valido progetto illuminotecnico richiede un accurato lavoro di programmazione. Informazioni necessarie sulle caratteristiche degli apparecchi sono fornite dalle curve fotometriche, dai diagrammi di illuminazione e dai diagrammi Isolux. Le necessarie nozioni di base sono elencate in questa pagina.

Le curve fotometriche indicano in quale direzione e con quale intensità un apparecchio emette la luce. Il valore dell’intensità luminosa in candela (cd) per una certa lampada risulta dalla moltiplicazione del valore letto nel diagramma in cd/klm per il flusso totale in Kilolumen [klm] delle lampade impiegate nell’apparecchio. 

Nei diagrammi sono riportati anche gli angoli semivalenti (linea continua, C 180 - C 0  β = 28°) e (linea tratteggiata, C 270 - C 90  β = 92°). 

I valori dell’intensità luminosa sono introdotti nell’asse verticale mentre l’angolo di irraggiamento nell’asse orizzontale. Nella rappresentazione polare il diagramma indica a quali sezioni dell’apparecchio – piani C – si riferiscono le curve.

Le curve fotometriche vengono rappresentate di solito in coordinate polari.

Per i proiettori indichiamo le curve fotometriche in coordinate cartesiane

I diagrammi di illuminazione per proiettori (figura 3) indicano le dimensioni della superficie delimitata dai due angoli semivalenti del fascio (figura 4) e l’illuminamento medio a seconda della distanza da questa superficie. Tramite i parametri “Proiettori – superficie – asse orizzontale” si può leggere:

  • l’altezza (linea continua, C 0 - C 180 β = 27°) e la larghezza (linea tratteggiata, C 270 - C 90 β = 76°) della superficie delimitata sull’asse verticale a destra
  • l’intensità luminosa media (parabola) in lx sull’asse verticale a sinistra

Esempio: A una distanza di 12 m gli angoli semivalenti del proiettore 84 503 delimitano una superficie alta 5 m e larga 15 m. L’illuminamento medio su questa superficie ammonta a 240 lx. Si ottiene un’illuminazione uniforme, se le interdistanze dei proiettori corrispondono alla larghezza della superficie delimitata dagli angoli semivalenti del fascio. Quando una facciata è illuminata da terra, solo circa 1/3 dell’illuminamento indicato può essere raggiunto.

I diagrammi isolux (figura 5) indicano la distribuzione dell’intensità luminosa su una superficie visibile. I punti con uguale valore di illuminamento sono uniti tra loro da linee (curve Isolux). L’apparecchio è perpendicolare al piano nell’altezza punto luce (h) sopra l’origine delle coordinate. A seconda del tipo di apparecchio, viene indicata l’altezza punto luce (h) oppure la relativa altezza palo (H).

La distanza punto luce è circa il doppio della distanza alla quale corre la curva Isolux, che appartiene alla metà del valore dell’illuminamento minimo desiderato.

Esempio: Nella curva Isolux raffigurata, la curva di 0,5 lx si trova a 15 m di distanza dall’origine delle coordinate. Dovendo illuminare una strada (Emin ≥ 1 lx), si dovrà scegliere una distanza fra i punti luce di ca. 30 m. Nel caso di apparecchi con distribuzione della luce simmetrica omnidirezionale, le curve Isolux avranno la forma di cerchi concentrici.

Esempi

Rilevamento della distanza del proiettore dalla superficie illuminata sulla base di una curva di distribuzione della luce

La facciata da illuminare ha un’altezza di 8 m (linea blu) e una larghezza di 18 m (linea rossa). Il Proiettore ad alta potenza 84 503 con distribuzione della luce a fascia ha un angolo semivalente da 27° a 76°. A una distanza di 16 m, gli angoli semivalenti coprono esattamente la misura della facciata. La parabola indica l’illuminamento medio in lux. Tali valori possono essere letti sull’asse y sinistro della curva di distribuzione della luce. L’illuminamento medio sulla superficie presa in esame ammonta così a 150 lx. Modificando la distanza del proiettore si influisce sia sull’intensità luminosa media sia sulle dimensioni della superficie illuminata. Da notare che la luce diffusa irradia oltre l’area precedentemente determinata. La facciata sarebbe illuminata bene anche con dimensioni 10 x 22 m.

Rilevamento della distanza tra gli apparecchi “a” per l’illuminazione di una strada da Emin = 1 lx sulla base di un diagramma Isolux

Per la progettazione dell’illuminazione sulle strade viene definito di norma 1 lx come valore dell’illuminamento minimo. Di conseguenza la curva di 0,5 lx nel diagramma Isolux è rilevante per la determinazione della distanza tra gli apparecchi. Per definire tale distanza tra gli apparecchi, questi 0,5 lx devono essere sommati all’illuminamento di 1 lx sulla superficie presa in esame. Da questo calcolo si ottiene una distanza fra i punti luce di 6,5 m. Durante la progettazione sono inoltre da tenere in considerazione le caratteristiche locali, quali ad esempio il colore e le condizioni del pavimento. Questi fattori influiscono considerevolmente sul comportamento di riflessione della luce e, anche in presenza di un illuminamento normale, possono causare un’impressione visiva di illuminamento insufficiente. Per un risultato di progettazione ottimale si consiglia pertanto un test dell’illuminazione sul luogo di installazione.

Rilevamento della distanza tra gli apparecchi “a” per l’illuminazione di una piazza con l’elemento luminoso 84737 BEGA sulla base del diagramma Isolux

Nel caso di apparecchi con distribuzione simmetrica rotazionale il diagramma Isolux rappresenta un quarto dell’intensità luminosa totale. L’intensità luminosa media per una situazione come questa è pari a 10 lx. Direttamente sull´apparecchio si ottengono circa 20 lx. Per ottenere un valore medio di 10 lx, l´intensità luminosa media tra due apparecchi deve essere pari a ca. 2 - 3 lx. Nel grafico, i cerchi rossi chiariscono questi valori. Di conseguenza, la distanza tra gli apparecchi è pari a 19 m.

Rilevamento della distanza tra gli apparecchi “a” per l’illuminazione di una piazza con apparecchi testa-palo 99515 BEGA sulla base del diagramma Isolux

Lo stesso principio vale per una distribuzione asimmetrica della luce. Gli apparecchi sono disposti singolarmente lungo i margini della piazza e in versione doppia sulla superficie.