Nel 12° incontro del Progetto A+++ ci occupiamo di illuminazione domestica: tecnologie disponibili e soluzioni ad alta efficienza.

1. Progetto A+++
Analisi, apprendimento e Azione
per l'efficienza e il risparmio energetico
ILLUMINAZIONE DOMESTICA E LUCI A LED

2. Illuminazione domestica e luci a led
Indice argomenti
● Caratteristiche della luce (nozioni di illuminotecnica)
● Tipi di lampadine
● Normative-etichetta energetica
● Confronto risparmio
● Considerazioni finali

3. Caratteristiche della luce
● Curva di luminosità e percezione dell'occhio
● Flusso luminoso
● Intensità luminosa
● Illuminamento
● Temperatura colore
● Efficienza luminosa

4. Curva di luminosità e percezione dell'occhio
● La luce è un’onda elettromagnetica e nella regione del visibile, la
sua lunghezza è compresa tra 380 e 760 nm.
● La variazione della lunghezza d’onda viene percepita dal nostro
occhio come colore.
● Normalmente la luce che colpisce l’occhio è un insieme di più
lunghezze d’onda di cui una visione complessiva (la luce del sole
sembra bianca pur contenendo tutte le frequenze percepibili
dall’occhio, oltre a componenti infrarosse e ultraviolette).

5. Curva di luminosità e percezione dell'occhio

6. Flusso luminoso (F)
Rappresenta l’energia irradiata al secondo dalla
sorgente, riferita alla sensibilità dell’occhio umano.
L’unità di misura è il lumen [lm].
Se una sorgente luminosa “puntiforme” emette 1W di
potenza alla lunghezza d'onda di visibilità massima
(555 nm) il flusso è pari a 683 lumen.
1 Wirradiato = 683 lumen
Lampada ad incandescenza 100W → 1200 lm
Lampada fluorescente compatta 20W → 1200 lm
Lampada LED 18W → 1200lm

7. Efficienza luminosa
E’ il rapporto tra il flusso luminoso emesso [lm] e la potenza elettrica
assorbita [W].
Lampade ad incandescenza tradizionali 11-12 lm/ W
Lampade ad incandescenza alogene ~20 lm/ W
Lampade fluorescenti 55-120 lm/W
Lampade fluorescenti compatte 70-90 lm/W
Lampade a LED 40-150 lm/W

8. Intensità luminosa (I)
Esprime la concentrazione della luce in una specifica direzione, irradiata ogni
secondo.
Può essere definita come “Flusso luminoso in una certa direzione, emesso per
unità di angolo solido”.
L’unità di misura è la candela [cd].

9. Illuminamento (E)
E' il rapporto tra il flusso luminoso incidente su
una superficie e l’area della superficie stessa:
E = F/A
L’unità di misura è il lux [lx].
Diminuisce all'aumentare della distanza.
1 Lux è quindi l’illuminamento prodotto dal
flusso di un lumen distribuito in modo uniforme
su di una superficie di un metro quadrato.

10. Temperatura di colore
Quantifica la tonalità della luce.
Temperatura alla quale deve essere portato un corpo nero* affinchè
emetta una luce cromaticamente simile a quella della sorgente luminosa
Luna → 4100 K
Sole → 5800-6500 K
Cielo sereno (blu intenso) → 10000 – 20000 K
*oggetto (ideale) che assorbe tutta la radiazione elettromagnetica incidente e quindi né riflette né trasmette
alcuna energia, apparendo in prima approssimazione nero

11. Temperatura di colore
Si definiscono a tonalità:
CALDA → lampade con temperatura di colore minore di 3300K
NEUTRA → lampade con temperatura compresa tra 3300K e 5300K
FREDDA → lampade con temperatura di colore superiore a 5300K

12. Tipi di lampadine
● Incandescenza(tradizionali e alogene)
● Incandescenza migliorata (gruppo B e C)
● Fluorescenti (tubolari, forme, connessioni)
● Fluorescenti compatte
● LED

13. Lampadina ad incandescenza – tradizionali
struttura
Generano la luce per effetto termico, secondo il principio per cui un corpo
riscaldato ad alta temperatura e portato all’incandescenza emette radiazioni
luminose.
Sono costituite da un bulbo in vetro
in cui l’aria viene sostituita con un
gas inerte (Argon+Azoto).
Al suo interno, un filamento di
Tungsteno attraversato dalla corrente
elettrica diventa incandescente ed
emette luce.

14. Lampadina ad incandescenza – tradizionali
forme
Possono avere varie forme, a goccia, a pera, a sfera, a tubolare, ad oliva,
a tortiglione, ecc., e possono essere realizzate in diverse finiture: chiare,
smerigliate, opalizzate, colorate, a riflettore incorporato.

15. Lampadina ad incandescenza – tradizionali
attacchi
Le lampade più comuni hanno l’attacco o virola a vite del tipo “Edison”,
che viene indicato con la lettera E seguita dalla misura in millimetri del
diametro e, talvolta, dalla lunghezza dell’attacco stesso.
Potenza inferiore a 300W → attacco a vite E27
Potenza molto modesta → attacco a vite E14 (mignon)
Potenza superiore ai 300W → attacco a vite E40 (Golia)

16. Lampade ad incandescenza - alogene
Le lampade alogene costituiscono una versione evoluta della tecnologia
ad incandescenza (durata almeno doppia).
Sfruttano un particolare ciclo di rigenerazione del filamento di tungsteno.
All’interno di queste lampade, oltre al gas, vengono aggiunti dei materiali
alogeni (iodio, bromo, kripton, xeno).

17. Ciclo di rigenerazione:
1 – Evaporazione atomi di tungsteno
2 – Gli atomi di tungsteno si combinano
con gli atomi degli alogeni
3 – Si forma un composto gassoso che
ricadendo sul filamento incandescente si
scompone ridepositando gli atomi di
tungsteno.
Lampade ad incandescenza - alogene
4 – Gli atomi degli alogeni ritornano liberi e si ricombinano nuovamente con
gli atomi di tuingsteno.
Affinché queste reazioni chimiche siano possibili, la temperatura del filamento
non deve scendere sotto i 2.000°C. Per resistere a queste temperature, il bulbo
delle lampade alogene è realizzato in quarzo.

18. Lampadina ad incandescenza migliorata – classe B
Sono lampadine con tecnologia alogena a basso voltaggio
Le lampadine a tensione di rete hanno infatti bisogno di un trasformatore
(separato o integrato nella lampada)
Un rivestimento a infrarossi applicato alla lampadina ne migliora
l'efficienza energetica di oltre il 45% rispetto alle migliori lampadine a
incandescenza.
Sono compatibili con qualunque tipo di dimmer

19. Lampadine fluorescenti
● Appartengono alla famiglia delle lampade a scarica in gas
● Sono costituite da un tubo di vetro rivestito internamente da uno strato
di speciali polveri fluorescenti(a singolo alofosfato - trifosforo
pentafosforo), contenente vapore di mercurio a bassa pressione.
● Hanno una buona efficienza 50-90 lm/W
● Lunga durata

20. Lampadine fluorescenti
funzionamento
Per alimentare queste lampade è necessario utilizzare un reattore, che
serve a limitare il valore della corrente. Se il reattore è del tipo
“tradizionale” occorre anche uno starter, che serve a preriscaldare gli
elettrodi per favorire l’accensione, se invece è del tipo “elettronico” lo
starter non serve.
A – lampada
B – rete
C – starter
D – lamina bimetallica
E – condensatore filtro
F – elettrodi
G – reattore

21. Lampadine fluorescenti
Le possiamo suddividere in base alla forma:
Lineari Circolari Compatte
E in base al diametro:
T2 → 7 mm
T4 → 12,5 mm
T5 → 16 mm
T8 → 26 mm

22. Lampadine fluorescenti compatte(CFL)
● Sono lampade fluorescenti che integrano l'elettronica
di alimentazione e sono fornite di attacco Edison
● Possono durare da 6 000 a 15 000 ore (a seconda del
tipo e dell'uso che se ne fa)
● Non tutte sono compatibili con dispositivi dimmer e
soffrono le accensioni frequenti

23. Lampade a LED
● I LED sono diodi che emettono luce
● Sono formati da un sottile strato di materiale
semiconduttore “drogato” diviso in 2 parti: applicando
una tensione alle estremità gli elettroni passano da una
giunzione all'altra generando fotoni (luce)
● Bassa emissione di calore
● Tecnologia in rapida crescita
● Bassi consumi e durata elevata
● Non contengono mercurio o altre sostanze tossiche

24. Lampade a LED
tipi di LED
D.I.P.(Duel In-line Package):
LED tradizionali più economici
S.M.D.(Surface Mount Diode):
più efficienti, largamente utilizzati
nelle ultime lampade domestiche
M.C.O.B.(Multiple Chips On Board):
integrano più chip nello stesso modulo

25. Quale lampadina scegliere
TIPO DI LAMPADA USO
Incandescenza Fuori commercio
Alogene/
Incandescenza
migliorata
Illuminazione localizzata e decorativa dove serve immediata
disponibilità di luce, utilizzo discontinuo, accensioni e
spegnimenti frequenti, dimmer.
Fluorescenti I modelli senza regolatore di flusso (dimming) sono adatti per
illuminare ambienti interni ed esterni, nei casi in cui vi è la
necessità di un uso prolungato e senza accensioni e
spegnimenti troppo frequenti.
LED In sostituzione a tutti i tipi di lampade (anche ad uso
decorativo), sconsigliati per grandi spazi a causa del raggio di
illuminazione stretto (problema risolvibile adottando
lampadine multiled)

26. Normativa
● Eliminazione dal mercato delle lampade poco efficienti

27. Normativa - “Ecodesign”
Direttiva 2010/30/Ue – cosiddetta Ecodesign
Dal 1°settembre 2013 (come da Regolamento 874/2012/Ue) ogni lampada
o apparecchiatura di illuminazione deve essere corredata di un'etichetta
energetica contenente le informazioni previste dall'Allegato I al
Regolamento stesso.
Il regolamento SI applica a:
● lampade a filamento
● lampade fluorescenti
● lampade a scarica ad alta intensità
● lampade e moduli LED

28. Normativa - “Ecodesign”
Il regolamento NON si applica a lampade e moduli LED:
● con un flusso luminoso inferiore a 30 lumen;
● commercializzati per funzionare con batterie;
● commercializzati per applicazioni il cui scopo primario non è
l'illuminazione
● commercializzati con parti di un apparecchio di illuminazione e non
destinati ad essere asportati dall'utilizzatore finale;
● commercializzati come parte di un prodotto il cui scopo primario non
è l'illuminazione
● non conformi ai requisiti applicabili nel 2013 e 2014, conformemente
ai regolamenti che attuano la direttiva 2009/125/Ce del Parlamento
europeo e del Consiglio;

29. Normativa - Etichetta energetica
L'etichetta per le lampadine deve riportare:
● nome o marchio del fornitore
● identificatore del modello
● classe di efficienza energetica (indicata dalla
freccia)
● consumo annuo ponderato di energia (EC) in
kWh per 1.000 ore, calcolato e arrotondato alla
cifra intera più vicina;
e deve essere conforme al modello a fianco

30. Normativa – Etichetta energetica
● L'etichetta per gli apparecchi di
illuminazione deve, invece, essere
conforme al modello a fianco

31. Smaltimento
Incandescenza / Alogene / LED
Non contengono sostanze nocive
possono essere smaltite tra i rifiuti
indifferenziati
Fluorescenti(tutte) Contengono piccole quantità di
mercurio, vanno consegnate ai
centri di raccolta differenziata o a
ditte autorizzate

32. Calcolo risparmio
modello attacco potenza flusso[lm] Durata[h] prezzo
Lampadina CFL PHILIPS softone
energy saver
E27 16 870 10000 14€
Lampadina LED PHILIPS master
ledbulb
E27 12 806 25000 41,2€
PHILIPS master ledbulbPHILIPS softone energy saver

33. Calcolo risparmio
Considerando l'intero ciclo di vita della lampadina a LED (25000 ore) e un
costo medio di 0,24901 €/KWh:
Consumo totale costo in
bolletta
costi
lampadine
Totale
Lampadina CFL 400 KWh 99,6 35 ~135€
Lampadina LED 300 KWh 74,7 41 ~115€

34. Considerazioni finali
ricerca “casaeclima.com”
L'analisi ha preso in esame una lampadina ad incandescenza da 60W, una a LED da
12,5 W e una CFL da 15W generanti la stessa quantità di luce.
La ricerca afferma che le lampade a LED di oggi sono migliori delle CFL, l’unica
eccezione riguarda la produzione di rifiuti pericolosi per estrarre-raffinare-trattare il
dissipatore di calore di alluminio presente nelle lampadine LED.
Il team di ricerca ha però scoperto che le aziende produttrici stanno lavorando per
migliorare ulteriormente l’efficienza delle lampade a LED, diminuendo le dimensioni
dei dissipatori.
Ulteriori miglioramenti nei processi di produzione e nell’elettronica porteranno le
lampadine a LED ad essere ancor più rispettose dell’ambiente in confronto alle
fluorescenti compatte, entro i prossimi cinque anni. I ricercatori si aspettano che nel
2017 i LED saranno il 50% in meno di impatto ambientale rispetto ai LED di oggi.
Lo stesso non si può dire per le CFL, per cui non è prevista nessuna sostanziale
innovazione nel prossimo futuro.

35. GRAZIE PER L'ATTENZIONE