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Corso di Fisica Tecnica AmbientaleCorso di Fisica Tecnica Ambientale

IlluminotecnicaIlluminotecnica

Sorgenti luminose artificialiSorgenti luminose artificialiSorgenti luminose artificialiSorgenti luminose artificiali

Corso di Fisica Tecnica AmbientaleCorso di Fisica Tecnica Ambientale Illuminotecnica: sorgenti luminose artificialiIlluminotecnica: sorgenti luminose artificiali

DefinizioniDefinizioni

Una sorgente luminosa artificiale è generalmente costituita da due parti:

• La lampada

• L’apparecchio illuminante

L l d t ll i d ll’ i l tt i iLe lampade, preposte alla conversione dell’energia elettrica in flusso luminoso, si suddividono, a loro volta, in:

• Lampade a incandescenza

Lampade a sca ica di gas• Lampade a scarica di gas

DefinizioniDefinizioniParametri caratteristici di una lampadaParametri caratteristici di una lampada

�� flusso luminoso (lm),ossia quantità di luce erogata per unità di tempo;�� efficienza luminosa (lm/W),come resa energetica di un lampada intermini di flusso per unità di potenza elettrica somministrata;�� dimensioni fisiche e forma (per alcune applicazioni e tipologie diapparecchi);�� di i i i ( ll l d l�� tempo di accensione e riaccensione(nelle lampade a scarica, in alcunicasi può anche essere di molti minuti);�� temperatura di colore e resa cromatica;�� d t ( l t t i di i i di if i t l l tti�� durata (valutata in condizioni di riferimento per la prova e su lottiomogenei di produzione) in termini di:

-vita media in ore di funzionamento dopo il quale in un lotto di lampade il50% smette di funzionare a determinate condizioni di prova50% smette di funzionare a determinate condizioni di prova

-vita economica ore di funzionamento dopo il quale il livello di illuminamentoè sceso del 30%

-curva di mortalità in % al variare delle ore di funzionamento-curva di mortalità in % al variare delle ore di funzionamento-curva di decadimento in % in funzione del flusso residuo al variare delle ore

di funzionamento.

Lampade ad incandescenzaLampade ad incandescenza

Temperatura di funzionamento da 2700 a 2900 K.

Quantità di luce emessa dal filamento della lampada proporzionale allaQ p p ptemperatura di funzionamento.

Sorgente di luce a bassa efficienza: solo una piccola parte della potenzaelettrica assorbita viene trasformata in luce.

Elevati invecchiamento e riduzione del flusso luminoso.

Diversi formati, distinti per potenza e caratteristiche fotometriche, oltreche per le diverse esigenze d’impiego.

Si di ti i ti ti i i i liSi distinguono i seguenti tipi principali:

con bulbo trasparente o diffondente (GLS);con riflettore incorporato (Reflector);con riflettore incorporato (Reflector);

Lampade alogeneLampade alogene

Lampade alogeneLampade alogeneDal 1972 lampade ad alogeni a bassissima tensione.p g

Permettono la miniaturizzazione delle sorgenti luminose.

Evitano la perdita di efficienza causata dall’evaporazione delEvitano la perdita di efficienza causata dall evaporazione deltungsteno.L’alogeno aggiunto al gas si unisce al tungsteno evaporato e torna a depositarlo sul filamentodepositarlo sul filamento.Hanno migliori caratteristiche prestazionali rispetto alle lampade ad incandescenza:

- Durata da 1000 a 3000 ore;- Efficienza sino a 25 lm/W;- Temperatura di colore più elevata da 2900 a 3100 K;Temperatura di colore più elevata, da 2900 a 3100 K;- Dimensioni estremamente ridotte del corpo luminoso.

Il riflettore delle lampade alogene può essere in quarzo trattato con p g p ql’applicazione di strati di ossidi riflettenti alle radiazioni visibili, ma non a quelle infrarosse.

Lampade alogeneLampade alogeneCiclo rigenerativo del tungstenoCiclo rigenerativo del tungsteno

Lampade a scarica di gasLampade a scarica di gas

Lampade fluorescenti a vapori di mercurio a Lampade fluorescenti a vapori di mercurio a bassa pressionebassa pressionebassa pressionebassa pressione

Lampade fluorescenti a vapori di mercurio a Lampade fluorescenti a vapori di mercurio a bassa pressionebassa pressionepp

Trasformazione della radiazione ultravioletta in radiazioni visibili.

Caratterizzate da bassa luminanza (evitano l’abbagliamento).Caratterizzate da bassa luminanza (evitano l abbagliamento).

Flusso luminoso dipendente dalla temperatura-ambiente.

Situazione ottimale tra 20 e 25 °CSituazione ottimale tra 20 e 25 C.

Durata molto elevata: circa 7500 ore per uso medio.

Colore della luce molto variato a seconda delle sostanze fluorescentiColore della luce molto variato a seconda delle sostanze fluorescentiusate.

Lampade a vapori di mercurio ad alta pressioneLampade a vapori di mercurio ad alta pressione

Lampade a vapori di alogenuri metalliciLampade a vapori di alogenuri metallici

Lampade a vapori di sodio a bassa pressioneLampade a vapori di sodio a bassa pressione

Lampade a vapori di sodio ad alta pressioneLampade a vapori di sodio ad alta pressione

Lampade a induzioneLampade a induzione

Le lampade ad induzione elettromagnetica rappresentano un'innovazionefondamentale per il concetto stesso di sistema di illuminazione.

Si tratta di sorgenti luminose di forma a bulbo che presentano interessantiaspetti di praticità ed affidabilità: la durata di vita è infatti di 60.000 ore,che corrispondono a circa 15 anni di funzionamento di un impianto diche corrispondono a circa 15 anni di funzionamento di un impianto diilluminazione per circa 11 ore al giorno. Inoltre, queste lampade generanoluce istantaneamente anche dopo un'interruzione di funzionamento(t di i 0 1 )(tempo di innesco 0,1 s).

Si aggiunge una resa dei colori pari a 80, la possibilità di scegliere fra trediverse tonalità di colore ed un'efficienza complessiva di sistema pari allelampade al sodio ad alta pressione.

Lampade a induzioneLampade a induzioneIl f i t d ll l d i b ll i di iIl funzionamento della lampada si basa sulla generazione di campielettromagnetici alternati da parte di un elemento "antenna", al centro del bulbo,costituito da un avvolgimento e alimentato da un generatore elettronico ad altafrequenza In un sistema di questo tipo la ionizzazione degli atomi è realizzatafrequenza. In un sistema di questo tipo, la ionizzazione degli atomi è realizzatagrazie a un campo elettromagnetico indotto da una corrente elettrica ad altafrequenza che circola in un'apposita bobina.

La lampada è la componente principale di un sistema che comprende uno specialealimentatore elettronico e un particolare portalampada.

Le potenze disponibili attualmente sono 55 W e 85 W mentre le efficienze varianoLe potenze disponibili attualmente sono 55 W e 85 W mentre le efficienze varianoda 65 lm/W a 70 lm/W, le temperature di colore 3000 K e 4000 K.

Il vantaggio assai rilevante offerto dalle sorgenti a induzione è dato dallalunghissima durata dovuta all'assenza di componenti sollecitate dal transito dicorrente elettrica (non ci sono elettrodi).

Questa prerogativa consente di allungare considerevolmente i cicli di sostituzioneQuesta prerogativa consente di allungare considerevolmente i cicli di sostituzione.Si riducono le spese di gestione in tutti i casi in cui le operazioni di manutenzionerisultino difficoltose e comportino interruzioni di servizi essenziali per la collettività.

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