I led costituiscono uno dei principali riferimenti per le soluzioni illuminotecniche nei nuovi edifici e nei casi di relamping, ossia di sostituzione di vecchie lampade in impianti esistenti con lampade caratterizzate da un maggiore risparmio di energia, una minore manutenzione, tempi di vita molto più lunghi e spesso anche un comfort superiore, tuttavia non costituiscono la soluzione più naturale di illuminazione per il residenziale.
Per maggiore chiarezza di esposizione gli argomenti trattati sono stati distribuiti in due diversi articoli, il presente che descrive le grandezze illuminotecniche fondamentali ed il comfort visivo al quale seguirà un altro che descriverà le proprietà principali dei led ed alcuni problemi pratici come la dissipazione del calore e l'impossibilità del relamping in alcuni casi.
Flusso Luminoso, Intensità Luminosa, Illuminamento
Il flusso luminoso è semplicemente la quantità di luce emessa da una sorgente per unità di tempo, la sua unità di misura è il Lumen (lm).
Il flusso luminoso ci fornisce indicazioni sulla potenza della sorgente luminosa ma non fornisce alcuna informazione circa la qualità della luce prodotta nè circa la sua distribuzione nello spazio.
L'intensità luminosa è la quantità di luce immessa in una certa direzione da una sorgente luminosa, la sua unità di misura è la candela (cd) ed esprime una caratteristica qualitativa della sorgente luminosa nella direzione fissata.
Generalmente, sulle schede tecniche delle lampade l'intensità luminosa è espressa rapportata al flusso luminoso.
La quantità di luce che investe una determinata superficie è definita illuminamento, l'unità di misura è il lux (lx). Naturalmente, l'illuminamento è massimo con riferimento ad una superficie posta perpendicolarmente all'intensità della sorgente luminosa e diminuisce con il quadrato della distanza tra sorgente e superficie, anche l'illuminamento non fornisce indicazioni qualitative sulla luce emessa da una sorgente.
L'efficacia luminosa di una lampada esprime il rapporto tra il flusso luminoso prodotto dalla lampada e la potenza elettrica necessaria alla sua produzione, è infatti espresso in lumen/Watt (lm/W).
L'efficacia luminosa è una grandezza di fondamentale importanza nel confronto tra diverse lampade, infatti, permette di valutare l'energia luminosa prodotta da una lampada rispetto ad un'altra che assorbe la stessa energia elettrica, in maniera equivalente, il diverso consumo di energia elettrica di due lampade a parità di energia luminosa prodotta.
Qualità Luce, Vita Lampada, diagramma Kruithoff
La grandezza che esprime la qualità della luce emessa da una lampada è l'indice di resa cromatica che esprime la capacità di una sorgente luminosa di rendere i colori degli oggetti illuminati allo stesso modo della luce solare.
L'indice di resa cromatica dei colori (Ra) può assumere i valori compresi tra 0 e 100, i riferimenti sono:
Ra ottima se compresa tra 90 e 100
Ra buona se compresa tra 70 e 90
Ra moderata se compresa tea 50 e 70
Spesso, nelle schede tecniche delle lampade si trova un gruppo di resa dei colori dove, ad esempio, 1A indica Ra maggiore di 90,1B indica Ra tra 80 ed 89, 2A indica Ra tra 70 e 79, 2B indica Ra tra 60 e 69.
Fissate delle condizioni di funzionamento standard, la vita media indicata sulla scheda tecnica di una lampada è definita con rifermento ad un lotto rappresentativo di produzione, essa esprime il numero di ore di funzionamento oltre il quale il 50% delle lampade si spegne.
La vita media di una lampada è diversa dalla vita economica definita come il numero di ore di funzionamento dopo il quale il livello di illuminamento scende del 30% dal valore nominale, essa è spesso indicata anche con L70.
Altri valori che possiamo trovare sulle comuni schede tecniche sono L90 ed L60 che, rispettivamente, indicano il numero di ore di funzionamento dopo il quale il livello di illuminamento scende del 10% e quello dopo il quale il livello scende al 40%.
Infine, la curva di decadimento, fornita dal costruttore delle lampade, descrive l'andamento del flusso luminoso nominale nel tempo.
Concludiamo descrivendo la temperatura di colore, considerata una radiazione luminosa essa definisce la temperatura a cui dovrebbe essere portato un corpo nero affinché produca una radiazione cromaticamente uguale ad essa.
Osserviamo che quest'ultimo parametro è presente anche nel diagramma di Kruithoff, a lato, che descrive le regioni di comfort visivo associando i valori di lux sull'asse delle ordinate con quelli di temperatura di colore sull'asse delle ascisse.
Le applicazioni domestiche dovrebbero essere caratterizzate da luci calde ed avvolgenti, con bassi valori di lux rispetto al diagramma e con valori di temperature di colore medio o basse, corrispondenti o vicini alla zona centrale del diagramma.
Diversamente, le caratteristiche tipiche dei led associano valori di lux molto alti e temperature di colore fuori dalla zona di comfort, o colori accettabili, che vanno bene per le applicazioni non domestiche, caratterizzate da luci non calde ed avvolgenti ma fredde.
L'intensità luminosa è la quantità di luce immessa in una certa direzione da una sorgente luminosa, la sua unità di misura è la candela (cd) ed esprime una caratteristica qualitativa della sorgente luminosa nella direzione fissata.
Concludiamo descrivendo la temperatura di colore, considerata una radiazione luminosa essa definisce la temperatura a cui dovrebbe essere portato un corpo nero affinché produca una radiazione cromaticamente uguale ad essa.
