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Fotometrie17

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Istruzioni17

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Studi svolti da accreditati istituti di ricerca hanno dimostrato come la luce naturale abbia un ruolo fondamentale nella regolazione del comportamento umano, in particolare per quanto concerne il ciclo sonno/veglia ed il livello di attenzione collegato ad una maggiore produttività.
Oggi le nuove tecnologie ed i sistemi di gestione della luce riescono ad offrire validi strumenti per replicare e simulare negli interni una luce con condizioni d’intensità, di lunghezza d’onda e di durata, simile a quella solare attraverso apparecchi denominati “Luce Dinamica”

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Un parametro fondamentale per valutare la qualità dei LED è l’indice MacAdam che è utile per individuare la costanza cromatica.
Nei primi anni del 1940, David L. MacAdam eseguì un esperimento empirico per definire la sensibilità del colore all’occhio umano.
Il risultato fu la definizione di ellissi per descrivere le distanze di colore sulle coordinate XY della scala cromatica. L’area racchiusa in ciascuna ellisse raggruppa tutti i colori identici al colore standard di riferimento; la dimensione dell’ellisse è data in SDCM (Standard Deviation of Color Matching) e viene valutata su una scala di 7 punti.

Ad agosto 2011 è entrata in vigore la nuova norma per l'illuminazione nei luoghi di lavoro: le principali differenze sono:

Come si nota il fattore di riflessione del piano di lavoro non è più prescritto ma una nota specifica che il fattore di riflessione degli oggetti principali (arredi, macchinari, superfice della scrivania ecc.) dovrebbe essere compreso tra 0.2 e 0.7. 

La Direttiva 2009/125/CE del Parlamento Europeo e del Consiglio Europeo, del 21 ottobre 2009, nota anche come Eco-design, istituisce una struttura di norme quadro per la determinazione dei requisiti di ecocompatibilità per tutti i prodotti connessi all’energia (ErP - Energy Related Products).

In particolare il regolamento stabilisce i requisiti di progettazione ecocompatibile per l’immissione sul mercato dei prodotti di illuminazione generale quali lampade direzionali e le lampade LED, inclusi i moduli LED (1194/2012/UE) ed attrezzature connesse.

In otemperanza alla succitata normativa, Esse-Ci classifica nel presente catalogo tutti i prodotti con l’icona della classe ErP relativa.

Grazie alla elevata e professionale capacità  di pogettazione, alle tecnologie all’avanguardia usate e ai sistemi di controllo qualità applicati, i prodotti a LED di Esse-Ci garantiscono un’ottimale equilibrio tra lumen per watt e lumen per costo.
Tutti i prodotti LED appartengono alle classi energentiche A, A+ e A++ di ErP.

Di seguito l’etichetta per prodotti LED.

Il flusso luminoso rappresenta la quantità di luce erogata da una sorgente nell’unità di tempo. L’unità di misura è il lumen (lm). Dal rapporto tra flusso luminoso e la potenza impiegata (W) si determina l’efficienza luminosa. Quest’ultima costituisce un indice fondamentale nella determinazione del risparmio energetico. La tabella seguente riporta alcuni dati fondamentali relativamente alle principali tipologie di lampade in commercio.

LAMPADATEMP. COL.RAEFFICIENZA (lm/W)DURATA (h)
Incandescente 100W2700K10013,81000
Fluorescente compatta 55W3000K938712000
Fluorescente lineare T8 36W4000K859312000
Fluorescente lineare T8 36W4000K8510420000
A scarica ad alta intensità WDL 150W3000K85959000
A scarica ad alta intensità NAV-T 250WLed2000K<2510816000

SICUREZZA FOTOBIOLOGICA DEI LED
Le sorgenti luminose utilizzate per produrre luce presentano anche emissioni correlate di radiazioni elettromagnetiche non percettibili dall’occhio umano, ma in grado di indurre effetti su persone o cose esposte al flusso luminoso stesso.
Esempi tipici quotidiani di radiazioni emesse assieme alla luce sono il calore prodotto da una lampada ad incandescenza e l’abbronzatura e lo scolorimento prodotto dalla luce solare.

Anche i diodi Leds non sono esenti dalla produzione di radiazioni correlate, specialmente i diodi con temperatura di colore elevata e luce fredda (>6500°K).
L’intensità di queste radiazioni, principalmente UV, cresce proporzionalmente all’aumentare della “potenza luminosa” del diodo Led ed il possibile danno o rischio è inversamente proporzionale al cono entro il quale la luce viene emessa (apertura del fascio).

Eventuali rischi o danni foto-biologici sono indotti dalle radiazioni che sono agli estremi del campo visibile (380-780nm) ovvero:
Infrarosso (IR-A, IR-B, IR-C) tipicamente in grado di produrre effetti termici;
Ultravioletto (UV-A, UV-B, UV-C) in grado invece di produrre effetti ionizzanti.

Questi effetti o danni foto-biologici, creati dalle radiazioni UV od IR sono a carico della pelle, dei tessuti sottostanti (eritemi, foto-invecchiamento, reazioni foto-tossiche, ustioni cutanee), dell’occhio e delle sue parti costituenti: cristallino e cornea (catarratta, fotocheratite, fotoretinite, scotoma).
Si è pertanto reso necessario adottare una serie di procedure che prevedano l’identificazione delle radiazioni che producono effetti fotobiologici, definire dei limiti di esposizione, definire un criterio di misura delle radiazioni suddette ed infine definire dei gruppi di rischio dentro ai quali le sorgenti luminose ricadono.

CLASSIFICAZIONE DELLE SORGENTI IN GRUPPI DI RISCHIO
A seguito delle prove effettuate con la strumentazione e la metodologia indicata dalla Norma EN 62471:2008, sono stati identificati 4 gruppi di rischio

Gruppo Esente (RG 0)
Gruppo Di Rischio 1 (RG 1)
Gruppo Di Rischio 2 (RG 1)
Gruppo Di Rischio 3 (RG 1)

Tutti gli apparecchi Esse-Ci con tecnologia LED rientrano nella categoria RG 0 per tutti i gruppi di rischio.

Dal flusso luminoso derivano due misure fondamentali: l’illuminamento e l’intensità luminosa che meritano una dovuta distinzione per evitare possibili confusioni: l’intensità luminosa (I), che si esprime in candele (cd), misura la quantità di flusso di una sorgente luminosa puntiforme in una specifica direzione, indipendentemente dalla superficie o dall’oggetto illuminato; l’illuminamento invece, orientato alla progettazione illuminotecnica e contemplato dalle norme UNI10380, misura la quantità di luce per unità di superficie.
Considerando che l’unità di misura stabilita è il lux (lx) e che convenzionalmente si riferisce ad una porzione di superficie di 1 m2, la formula sarà:



Dal momento che la fonte d’emissione non è mai puntiforme è stato introdotto il concetto di luminanza (L) cioè il rapporto tra l’intensità luminosa emessa e la superficie emittente. Essa viene espressa in cd/m2.

PROTEZIONE CONTRO IL CONTATTO DI CORPI SOLIDI



PROTEZIONE CONTRO LA PENETRAZIONE DEI LIQUIDI

TEMPERATURA DI COLORE
La temperatura di colore di una sorgente luminosa si basa sul principio che un oggetto incandescente, all’aumentare della temperatura cambia colore. Il parametro teorico su cui si basa questa misurazione è il “corpo nero radiante”. All’aumentare della temperatura il corpo nero passa gradualmente dal rosso all’arancio, al giallo, al bianco, per arrivare infine al bianco azzurrognolo.
Tale misura si esprime in gradi kelvin (K). La figura seguente ne schematizza l’andamento:



RESA CROMATICA
La resa cromatica delle sorgenti luminose corrisponde alla capacità di riconoscere i colori di un oggetto esposto.
Tale esigenza varia in funzione del tipo di oggetto: in linea di principio sarà più marcata nel caso di oggetti multicolore e minore nel caso di oggetti monocromatici. L’indice di resa cromatica (Ra) è un sistema derivato da esperimenti sulla visione per valutare l’impatto esercitato da differenti sorgenti luminose sul colore percepito di oggetti e superfici.
Va innanzitutto individuata la temperatura di colore della sorgente luminosa in esame. In secondo luogo è prevista l’illuminazione di otto colori campione con la lampada in esame
i cui risultati vanno comparati a quelli risultanti da un “corpo nero” portato alla stessa temperatura di colore. Se nessuno dei campioni muta nell’apparenza cromatica, alla sorgente viene riconosciuto un Ra di 100. Al peggiorare delle performance viene riconosciuto un punteggio decrescente. Generalmente alle sorgenti con un indice Ra pari o superiore ad 80 viene attribuita una buona proprietà di resa cromatica.

DIAGRAMMA POLARE
L’insieme degli infiniti segmenti che tracciano l’intensità luminosa di una fonte in ogni punto della sua superficie, costituiscono il cosiddetto solido fotometrico. Attraverso il diagramma polare si rappresenta la distribuzione dell’intensità luminosa lungo i due piani principali: quello trasversale (0° - 180°) e quello longitudinale (90° - 270°).
I valori sono misurati in cd/m2.



DIAGRAMMA DI ABBAGLIAMENTO POLARE
Si tratta di una rappresentazione delle luminanze su base polare con assi cartesiani 0°-180° e 90°-270°. In esso sono riportati i valori di luminanza per angoli di 55°, 65° e 75° rispetto alla verticale. Sulla base delle prescrizioni della norma 12464-1 esso costituisce il grafico di riferimento nella misurazione dell’abbagliamento.



Le classi di qualità dell’impianto sono riportate all’interno del diagramma in modo tale da considerare accettabili le curve se si mantengo alla sinistra della retta che li rappresenta.

La norma 12464-1:2002 non prevedeva alcuna prescrizione per queste superfici mentre la 12464-1:20011 prevede che i valori di illuminamento medio mantenuto deve essere:
    per le pareti: > 50 lx con U0 ≥ 0.10
    per il soffitto: > 30 lx con U0 ≥ 0.10
Le motivazioni che hanno portato ad inserire questa prescrizione sono date dal fatto che sia le pareti che il soffitto entrano nel campo visivo dell’osservatore (backgound) quindi rivestono una notevole importanza nel definire il confort visivo dell’ambiente.

La norma specifica con una nota che in locali dove a causa delle dimensioni, della complessità e di costrizioni operative non è possibile rispettare quanto prescritto, un valore ridotto dell’illuminamento potrebbe essere accettato.
Ad esempio in un locale molto alto con apparecchi a sospensione distanti dal soffitto, valori scarsi di illuminamento medio vengono accettati.
In un’altra nota invece, per locali dove sono presenti attività o compiti visivi che richiedono superfici luminose come negli uffici, scuole ospedali, il valore dell’illuminamneto medio mantenuto diventa > 75lux per le pareti e > 50 lux per il soffitto. L’uniformità per ambedue deve essere U0 ≥ 0.10.

La definizione dell’area immediatamente è rimasta la stessa ovvero: una fascia di almeno 0.5 m attorno all’area del compito visivo.
I valori di illuminamento di questa area sono riassunti in tabella:

Questo parametro è stato introdotto con la norma 12464-1:2011. L’area di sfondo è una fascia di almeno 3 metri att’orno all’area immediatamente circostante e va illuminata con un valore medio mantenuto pari ad almeno 1/3 dell’illuminamento previsto per l’area immediatamente circostante.

L’uniformità dell’area del compito visivo è riportata nella tabella 5 assieme alla prescrizioni di illuminazione per i vari compiti visivi.
Per le zone immediatamente circostanti l’uniformità minima è di 0.4 mentre per le zone di sfondo è 0.1.

La norma 12461-1:2011 definisce, differentemente dalla 12464-1:2002 il numero minimo di punti di calcolo e le dimensioni delle celle delle griglie per le aree dei vari compiti visivi.
Le griglie di calcolo sono definite derivandone i criteri dalla UNI EN 12193 e hanno le seguenti caratteristiche:
Il rapporto tra lunghezza e larghezza tra le celle della griglia è compreso tra 0.5 e 2,
i punti di calcolo sono posizionati nel baricentro di ogni cella.
La dimensione massima della cella è data dalla formula,
p=0.2x5log10(d)
Dove “p” è la dimensione della cella della griglia e può assumere un valore massimo di 10m e “d” è la lunghezza del lato maggiore dell’area di calcolo, se il rapporto tra lato maggiore e lato minore è inferiore a 2 altrimenti “d” è la dimensione minore. Il numero “n” di punti di calcolo nella direzione della dimensione “d” è dato dal più vicino numero intero superiore al rapporto
n= d/p
il valore “p” si definisce dal rapporto:
p=d/n
Nello stesso modo vengono calcolati i punti relativi all’altro lato della griglia di calcolo.
Il rapporto tra i due lati della cella deve essere il più vicino possibile a 1.
Le griglie di calcolo devono escludere una fascia di almeno 0.5m dalla pareti tranne quando l’area del compito visivo è posizionata in prossimità della parete.

L’illuminamento cilindrico e modellato sono indici importanti per il confort dell’ambiente illuminato. L’illuminamento cilindrico ha lo scopo di garantire una buona luminosità di tutti gli oggetti solidi soprattutto delle facce delle persone.  Quindi è necessario garantire in tutti gli spazi dove si muovono le persone un adeguato valore medio dell’illuminamento cilindrico. I valori dell’illuminamento medio cilindrico non deve essere minore di 50lx in un piano sopra il pavimento di 1.2m per persone sedute e 1.6 per le persone in piedi. In tutti i locali dove è necessaria una buona comunicazione visuale (esempio uffici, aule, sale riunioni) l’illuminamento medio cilindrico non deve essere inferiore a 150lx; in entrambi i casi l’uniformità non deve essere e minore di 0.1.
Il modellato invece è il risultato di un equilibrato rapporto tra luce diffusa e luce direzionale. Il rapporto tra gli illuminamenti cilindrici e l’illuminamento orizzontale sugli stessi punti della griglia di calcolo definisce l’indice del modellato. Se abbiamo una distribuzione uniforme degli apparecchi di illuminazione nel locale, o il soffitto è luminoso, il valore del modellato è da considerarsi adeguato se compreso tra 0.3 e 0.6. La luce diurna può introdurre nell’ambiente illuminato dei benefici che compensano gli effetti negativi di un più scadente modellato, possono quindi essere accettati dei valori he sono al di fuori dei limiti del modellator sopra indicati.



L’illuminamento cilindrico è dato dalla media degli illuminamenti verticali che ruotano attorno al punto di calcolo considerato.

La norma 12464-1:2001 precisa che per il fattore di manutenzione dell’impianto si deve far riferimento alla CIE 97 del 2005 (2^ed).Si calcola usando la seguente formula:

MF=LLMFxLSFxLMFxRSMF

Dove:
MF = fattore di manutenzione.
LLMF = % di diminuzione del flusso luminoso della sorgente nel tempo.
LSF = fattore di sopravvivenza delle lampade espresso in %, ovvero le lampade ancora in funzone dopo un tot. di tempo.
LMF = fattore di manutenzione dell’apparecchio: la diminuzione in %del flusso luminoso emesso dall’apparecchio nel tempo.
RSMF = Fattore di manutenzione del locale; indica in % la diminuzione delle caratteristiche riflettenti delle superfici del locale nel tempo.

La norma 12464-1:2011 rimanda alla UNI EN 15193 per il calcolo dei consumi energetici.
È un parametro importante soprattutto alla luce delle ultime direttive europee sul risparmio energetico.

Per la norma 12464-1:2011 le luminanze massime degli apparecchi, che a causa della loro posizione possono creare riflessioni fastidiose sugli schermi piatti (LCD), devono essere al di sotto dei valori indicati in tabella:



Il caso A riguarda gli schermi piatti funzionanti a polarità positiva con normali esigenze riguardo ai colori ed ai dettagli delle informazioni raffigurate (ad es. uffici, scuole, ecc).
Il caso B riguarda gli schermi piatti funzionanti a polarità negativa e/o con elevate esigenze riguardo ai colori e ai dettagli delle informazioni raffigurate (ad es. CAD, ispezione colori).

Se uno schermo ad alta luminanza viene usato con meno di 200 cd m2 ,vanno usate le prescrizioni relative allo schermo a luminanza media. La luminanza dello schermo descrive la luminanza massima delle parti bianche dello schermo: questo dato è riportato nella documentazione del costruttore.
Alcune attivita, compiti visivi o tecnologie con video display molto lucidi possono richiedere differenti condizione di luce.

Con la norma 12464-1:2011 è stato valorizzato il concetto che la luce è importante per il benessere a la salute delle persone. Essa influenza l’umore, l’attenzione e regola i ritmi circadiani e influenza lo stato psicofisico e psicologico delle persone.
La banda di variazione raccomandata è ancora in fase di esame.

TERMINESIMBOLODESCRIZIONEUNITÀNOTE
Abbagliamento Condizione di disagio o di riduzione della capacità visiva provocato da un’inadatta distribuzione o gradiente di luminanza o da un contrasto eccessivo nello spazio o nel tempo.  
Angolo solidoApertura angolare sottesa al centro di una sfera da una calotta di area numericamente uguale al quadrato del raggio sr (steradiante).  
Contrasto di luminanza Differenza relativa delle luminanze tra due parti di un campo visivo. (L oggetto - L sfondo) /
L sfondo
Efficienza luminosa È il rapporto tra il flusso luminoso emesso dalla lampada e la potenza elettrica assorbita. Indica il grado di economicità con cuila potenza elettrica assorbita viene trasformata in luce.lm / W 
Fattore di manutenzione Rapporto tra l’illuminamento medio sul piano di lavoro dopo una certa durata di utilizzazione dell’installazione e l’illumnamento medio ottenuto nelle stesse condizioni a d intallazione nuova.  
Fattore di riflessioneρRapporto tra il flusso luminoso riflesso e quello incidente nelle condizioni date.  
Fattore di utilizzazioneURapporto tra il flusso luminoso ricevuto dalla superficie di riferimento e la somma dei flussi individuali delle lampade dell’installazione.  
Flusso luminosoΦQuantità di luce emessa da una sorgente nello spazio.lm (lumen) 
IlluminamentoEIn un punto su una superficie, è il rapporto tra flusso luminoso ricevuto da una superficie e l’area della superficie stessa perpendicolare alla direzione del flusso.lx (lux)L’illuminamento prodotto da un flusso luminoso di 1 Im che cade in modo uniforme su una superficie di 1m2 è pari a 1 Ix.
Indice di resa cromaticaRaValutazione quantitativa del grado di accordo tra il colore psicofisico di un oggetto illuminato dall’illuminante in prova e quello dello stesso oggetto illuminato dall’illuminante di riferimento.  
Intensità luminosaIUna sorgente luminosa irradia il suo flusso luminoso in diverse direzione e con intensità variabile. L’intensità luminosa corrisponde all’intensità della luce irradiata in una determinata direzione.cd
(candela)
 
LuminanzaLRapporto tra l’intensità luminosa l emessa, riflessa oppure trasmessa dalla superficie S nella direzione assegnata e l’area apparente della superficie stessa.cd/m2L = I / S cos a
Piano utile Superficie di riferimento definita come il piano sul quale è usualmente svolto il compito visivo.  
Rendimento dell’apparecchioηIndica il rapporto fra il flusso luminoso emesso dall’apparecchio e la somma dei flussi emessi. La norma UNI 10380 tratta dettagliatamente le specifiche per l’illuminazione d’interni con luce artificiale.
Sogli di luminanza La luminanza più bassa in grado di indurre uno stimolo percepibile.  
Sorgente puntiforme Sorgente di radiazione le cui dimensioni sono trascurabili, rispetto alla distanza tra sorgente e superficie irradiata.  
Temperatura di colore prossimale Tonalità di luce che corrisponde alla temperatura di un corpo normalizzato (radiatore di Plank).K (gradi Kelvin)