Il documento descrive le grandezze illuminotecniche fondamentali come flusso luminoso, intensità luminosa, illuminamento e luminanza, spiegandone definizioni, unità di misura e importanza pratica. Viene evidenziata la differenza tra illuminamento e luminanza, nonché la temperatura di colore e l'indice di resa cromatica delle sorgenti luminose. Inoltre, vengono presentati strumenti di misura come il luxmetro e il goniofotometro, utilizzati per valutare le caratteristiche dell'illuminazione.

1. Grandezze illuminotecniche

2. Le grandezze illuminotecniche
Le grandezze fondamentali della luce da conoscere che sono:
• Flusso luminoso
• Intensità luminosa
• Illuminamento
• Luminanza

3. Flusso luminoso
• Il flusso luminoso è la quantità di luce emessa da una certa sorgente
o apparecchio di illuminazione.
• Simbolo: Φ
• Unità di misura: lumen [lm]

4. Flusso luminoso
• Questa grandezza indica la quantità di energia luminosa emessa
nell’unità di tempo (1 secondo) da una sorgente. Per energia
luminosa si intende, per convenzione, quella emessa nell’intervallo da
380 a 780 nm.
• Simbolo: Φ
• Unità di misura: lumen [lm]

5. Efficienza luminosa
• L’efficienza luminosa è il rapporto tra il flusso luminoso e la potenza
elettrica assorbita (lm/W): è questa a dare la misura dell’economicità
del corpo illuminante.

6. Efficienza luminosa
• Il lumen prodotti per W elettrico rappresentano l’efficienza luminosa
Lampada a
olio
Lampada
fluorescente
Lampada a
incandescenza
Lampada a LED

7. Angolo solido
• L’ angolo solido è un'estensione allo spazio
tridimensionale del concetto di angolo piano.
Esso è definito come ciascuna delle due regioni in
cui viene suddiviso lo spazio dalla superficie
formata dalle semirette passanti per uno stesso
punto
• Lo steradiante (generalmente indicato sr quando
necessario, dato che è un numero puro, nome
derivante dal greco stereos, solido) è l'unità di
misura del Sistema internazionale per l'angolo
solido, il corrispondente tridimensionale del
radiante.

8. Intensità luminosa
• L’intensità luminosa è la quantità di luce emessa in una certa
direzione.
• Essa dipende in buona parte dagli elementi che guidano la luce, come
ad esempio i riflettori.
• Il grafico che la rappresenta si chiama curva fotometrica (LVK).

9. Intensità luminosa
• Indica la quantità di flusso luminoso emessa da una sorgente
all’interno dell’angolo solido unitario in una direzione data.
• Simbolo: I
• Unità di misura: candela [cd = lm / sr]

10. Candela
• Intensità luminosa associata ad una radiazione elettromagnetica
monocromatica di frequenza pari a 540 x 102 Hz con Intensità
energetica pari a 1/683 W/Sr

11. Candela
Grandezze fondamentali del SI

12. Spettro del visibile

13. Curva fotometrica
• La curva fotometrica è un
grafico che esprime la
distribuzione delle intensità
luminose emesse da una
sorgente.
La rappresentazione più
usata è quella di un
diagramma polare.

14. Curva fotometrica
• Le curve
fotometriche
mostrano come il
flusso luminoso è
distribuito alle
varie altezze.

15. Curve fotometriche
• ATTENZIONE: la curva fotometrica non dipende unicamente dalla
sorgente luminosa ma anche all’ottica, ossia dal sistema con cui la
luce viene distribuita nell’ambiente.

16. Curva fotometrica
• Le curve fotometriche
sono fondamentali
quando si cerca di
simulare l’effetto di una
sorgente luminosa in un
ambiente.

17. Illuminamento
• L’illuminamento è la quantità di flusso luminoso che incide su una
superficie. La sua diminuzione è pari al quadrato della distanza.
• Gli illuminamenti necessari sono descritti dalle normative in materia
(ad es. EN 12464 «Illuminazione di posti di lavoro»).
• E’ la grandezza che normalmente misuriamo con il luxmetro.

18. Illuminamento
• È il rapporto tra il flusso luminoso ricevuto da una superficie e l’area
della superficie stessa.
• Simbolo: E
• Unità di misura: lux [lux = lm / m²]

19. Luminanza
• La luminanza è l’unica grandezza fotometrica percepita dagli occhi.
• Consiste nell’impressione di brillanza di una certa superficie ed è
fortemente legata al suo indice di riflessione (tipo di superficie e
colore).

20. Luminanza
• È il rapporto tra l’intensità luminosa emessa da una superficie in una
data direzione e l’area apparente di tale superficie.
• Simbolo: L
• Unità di misura: candela/m² [cd / m²]

21. Luminanza e superficie apparente

22. Luminanza – esempi

23. Illuminamento vs. luminanza
• È importante avere ben chiara la differenza esistente tra
Illuminamento e Luminanza.
• Se la prima grandezza indica la quantità di luce, emessa da una
sorgente, che colpisce la superficie considerata, la seconda indica la
sensazione di luminosità che riceviamo da questa superficie; ciò vuol
dire che su due superfici, una bianca e l’altra nera, possiamo avere lo
stesso valore di illuminamento, ad esempio 500 lux, ma la sensazione
di luminosità ricevuta, e quindi la luminanza, sarà completamente
differente, in quanto quelle due superfici riflettono la luce in modo
diverso.

24. Temperatura di colore
• La temperatura di colore, espressa in Kelvin [K], è un parametro utilizzato
per individuare e catalogare, in modo oggettivo, il colore della luce di una
sorgente luminosa confrontata con la sorgente campione (corpo nero). Dire
che una lampada ha una temperatura di colore pari a 3000 K, significa che
il corpo nero, a questa temperatura, emette luce della stessa tonalità. Le
sorgenti luminose sono suddivise in tre gruppi, a seconda della
temperatura di colore:
• < 3300 K : Tonalità calda (Sigla W)
• da 3300 a 5300 K : Tonalità neutra (Sigla I)
• > 5300 K : Tonalità fredda (Sigla C)

25. Temperatura di colore
• Vediamo gli ordini di grandezza relativi alle sorgenti luminose naturali:
• Luna: 4100 K
• Sole a mezzogiorno (estate): 5300 ‐ 5800 K
• Cielo coperto: 6400 – 6900 K
• Cielo sereno: 10000 – 25000 K

26. Indice di resa cromatica
• Attitudine di una sorgente luminosa a rendere i colori degli oggetti
illuminati senza alterazioni
• Questo fattore viene determinato confrontando la luce emessa da
una lampada in esame con la luce di una sorgente campione (ad
esempio la luce diurna o la luce emessa da una lampada ad
incadescenza) avente la stessa temperatura di colore.
• Si esprime mediante un indice Ra che varia fra 0 e 100
• Quanto maggiore è Ra di una lampada tanto più essa permette di
apprezzare realisticamente i colori

27. Indice di resa cromatica:
gruppo di resa colore
Gruppo di resa di colore Resa cromatica, Ra
1 A 91÷100
1B 81÷90
2 61÷80
3 41÷60
4 21÷40

28. Indice di resa cromatica: gruppo di resa
colore
Gruppo di resa del colore
R1a
Indice di resa del colore
Ra
Tonalità della luce Impieghi consigliati
1A
> 90 W, I, C Ambienti con necessità di resa
dei colori estremamente elevata
(esami clinici, gallerie d’arte, ecc.)
1B
80 ≤ Ra ≤ 90 W, I Ambienti civili e del terziario
(abitazioni, alberghi, ristoranti,
negozi, uffici, scuole, ospedali,
ecc.)
I, C Ambienti industriali con necessità
di resa dei colori elevata
(stamperie, colorifici, tessiture,
ecc.)
2 60 ≤ Ra ≤ 80 W, I, C Ambienti industriali
3 40 ≤ Ra ≤ 60 Ambienti dove sono eseguiti
lavori grossolani
4 20 ≤ Ra ≤ 40 Ambienti industriali con necessità
di resa dei colori modesta

29. Strumenti di misura
• luxmetro;
• la sfera di Ulbricht;
• il banco fotometrico;
• i goniofotometri;
• i luminanzometri.

30. Il luxmetro
Strumento per la misura dell’illuminamento.
E’ costituito da una sonda fotoelettrica, cellula
fotovoltaica, che trasforma il segnale di luce
che incide sulla stessa cellula, in corrente, la
quale viene misurata e visualizzata sul display.
Questo fototrasduttore è utilizzato per la verifica dei livelli di illuminamento
degli ambienti e nei luoghi di lavoro. Deve avere quindi una risposta spettrale
precisa e prossima a quella visibile dall’occhio umano.

31. La sfera di Ulbrich
Viene utilizzata per misurare il flusso luminoso
emesso da una lampada.
È costituita da una sfera avente la superficie
interna diffondente al centro della quale viene
sospesa la lampada di cui si deve misurare il
flusso.

32. Il banco fotometrico
1. fotometro; 2. sorgente da misurare; 3. sorgente campione; 4. fotocellule.
Il banco fotometrico viene utilizzato per la misura
delle intensità luminose delle lampade.
È costituito da una guida graduata su cui può scorrere
un carrello equipaggiato con una fotocellula e sulla
quale vengono disposte una sorgente campione e la
sorgente da misurare.
Dopo aver misurato il valore dell'illuminamento prodotto sulla fotocellula dalla sorgente
campione si provvede a far traslare il carrello in modo da trovare la posizione per la
quale la sorgente da misurare produce sulla fotocellula stessa un illuminamento uguale.
Ciò fatto è facile applicando la legge dell'inverso del quadrato trovare il valore
dell'intensità luminosa della sorgente in esame.

33. Goniofotometro
I goniofotometri, vengono utilizzati per misurare le
intensità luminose emesse dagli apparecchi di
illuminazione e per valutare la distribuzione spaziale
delle intensità luminose cui questi ultimi danno luogo.
Lo scopo principale è quello di controllare le curve
fotometriche degli apparecchi di illuminazione e di
modificarne eventualmente la loro ottica fino ad
ottenere risultati quanto più possibile ottimali.

34. Luminanzometro
Sono strumenti che vengono impiegati per misurare i valori della
luminanza.
Nell'ambito dell'illuminazione in interno e per misurare la
luminanza media di una grande superficie (la parete di un locale,
ad esempio) si può utilizzare, grazie alla relazione che lega
l'illuminamento e la luminanza, un normale luxmetro munito di
un dispositivo ottico atto a ridurre il campo di misura.
La misura della luminanza in un punto della superficie richiede, al contrario, un
sistema ottico molto preciso ed un buon circuito di amplificazione, cosi come
avviene con le misure di luminanza dei tratti stradali osservati a distanza.

35. Grazie per l’attenzione