Impianti di illuminazione -...

Impianti Meccanici 1

Impianti di Impianti di illuminazioneilluminazione

L’illuminazione di un locale industriale influenza la percentuale di infortuni e la qualità della produzione

Illuminamento scarso significa :

- Un progressivo senso di stanchezza degli operatori;

- Più elevate percentuali di infortuni;

- Maggiori scarti nelle lavorazioni;

Impianti di Impianti di illuminazione Le radiazioni visibili = energia raggiante

sotto forma di onde elettromagneticheilluminazione

I fattori che definiscono la energia raggiante sono :

- la lunghezza d’onda λ

λ f = c = 299793 km/s- la frequenza f

- la velocità di propagazione c

Le vibrazioni elettromagnetiche si sviluppano su uno spettro continuo che occupa una vastissima gamma di lunghezze d’onda.

Solo una banda ristretta di tali onde impressiona la retina dell’occhio umano risultando visibile.

Lo spettro visibile è quello compreso tra lelunghezze d’onda di :

380 nm ( ULTRAVIOLETTO )780 nm ( INFRAROSSO ).

- Lo spettro della luce emessa da una sorgente può essere continuo o discontinuo ( ovvero se l’energia èconcentrata in un certo numero di radiazioni monocromatiche ).

- Esempio : La luce solare e quella delle lampade ad incandescenza sono a spettro continuo

- Esempio : Lo spettro delle lampade a scarica di gas rarefatti è discontinuo.

Impianti di Impianti di illuminazioneilluminazione Spettro delle radiazioni

elettromagnetiche

Le unità di misura delle grandezze fotometriche di uso corrente sono, nel SI, quelle di seguito elencate :

Intensità luminosa :

unità di misura la candela [ cd ] ,

è l’ intensità luminosa emessa da un corpo nero alla temperatura di solidificazione del platino in direzione perpendicolare al foro di uscita ( avente un’area di 1/600000 m2 ) sotto la pressione di 101325 Pa.

Flusso luminoso :

unità di misura il lumen [ lm ] ,

è il flusso luminoso emesso dall’angolo solido di uno steradiante (sr) da una sorgente puntiforme, isotropa, avente intensità luminosa di una candela;

1 lm = 1 cd * 1 srUnità fotometriche

Illuminamento :

unità di misura il lux [ lx ] ,

è l’ illuminamento prodotto su una superficie di area 1 m2 dal flusso luminoso di 1 lm incidente perpedicolarmente : 1 lux = 1 lm/ m2

Unità fotometriche

Luminanza :

unità di misura il nit [nt ] ,

luminanza ( o brillanza ) di una superficie di area 1 m2 che emette in direzione perpendicolare radiazioni con intensità luminosa di 1 cd :1 nt = 1 cd/ m2

Unità fotometriche

Esempio

Intensità luminosa :

- proiettore con lampada da 1000 lm : 80000 cd su pochi steradianti

- diffusore con lampada da 1000 lm : 250 cd su 90 str

Esempio

Flusso luminoso :

- lampada di segnalazione al neon : 0,6 lm- tubo fluorescente 36 W : 2500 - 3600 lm

- lampada al sodio ad alta pressione 400 W : 100000 - 140000 lm- lampada allo xenon da 20000 W : 500000 lm

Esempio

Iluminamento :

- chiaro di luna : 0,2 lx

- illuminazione stradale : 5 - 40 lx

- illuminazione industriale : 100 - 1000 lx

- illuminazione solare : 90000 lx

Esempio

Luminanza:

- luna : 4000 cd/m2

- sole : 1 600 000 000 cd/m2

Misura dell’illuminamento : Luxometro

Laboratori specializzati per :

•rendimenti

•temperature interne

•durata

•spettro di emissione

Misura

Impianti di Impianti di illuminazione La normativailluminazione

I D.Lgs 19 settembre 1994 n. 626 e 18 marzo 1996 n.242 prescrivono :

- sufficiente luce naturale ed illuminazione artificiale adeguata;- il tipo di illuminamento non deve rappresentare rischio di infortunio per i lavoratori;

- in caso di guasto disporre di illuminazione di sicurezza di sufficiente intensità;

- vetrate e mezzi di illuminazione tenuti in buone condizioni di pulizia ed efficienza.

Impianti di Impianti di illuminazioneilluminazione La normativa ( segue )

La legge 5 marzo 1990, n. 46 (“Norme per la sicurezza degli impianti )

- impone che gli impianti di illuminazione siano progettati, realizzati e mantenuti a regola d’arte;

- si intendono costruiti a regola d’arte gli impianti costruiti in conformità alle norme tecniche UNI e CEI- UNI 10380 1994 “Illuminazione di interni con luce artificiale “

- DIN 5035-1979 ; NF X 35 - 103, IES

La norma UNI 10380 è entrata in vigore nel 1994.Essa si applica agli impianti nuovi ed ai rifacimentisostanziali (adeguamenti) di impianti esistenti ed hal'obiettivo di definire le prestazioni illuminotecnicheche un impianto deve avere in funzione della suadestinazione d'uso ed in considerazione del fatto chel'impianto "…influisce sulla capacità visiva, sull'attività,sulla sicurezza e sul benessere delle persone".Le indicazioni fornite riguardano principalmente:· livelli ed uniformità di illuminamento• ripartizione delle luminanze• limitazione dell'abbagliamento• direzionalità della luce• colore della luce

resa del colore

NORMA TITOLO DATA

UNI EN 1838 Applicazione dell'illuminotecnica - Illuminazione di emergenza. mar-00

UNI 10819 Luce e illuminazione - Impianti di illuminazione esterna -

Requisiti per la limitazione della dispersione verso l'alto del flusso luminoso.mar-99

UNI 10380 Illuminotecnica - Illuminazione di interni con luce artificiale. mag-94

UNI 10380:A1 Illuminotecnica - Illuminazione di interni con luce artificiale. ott-99

UNI 10439 Illuminotecnica - Requisiti illuminotecnici delle strade con traffico motorizzato.lug-01

NORMA TITOLO DATA

UNI 10530 Principi di ergonomia della visione - Sistemi di lavoro e illuminazione.feb-97

UNI 10819 Luce e illuminazione - Impianti di illuminazione esterna -

Requisiti per la limitazione della dispersione verso l'alto del flusso luminoso.mar-99

UNI 10840 Luce e illuminazione - Locali scolastici -

Criteri generali per l'illuminazione artificiale e naturale.mar-00

UNI 12193 Luce e illuminazione - Illuminazione di installazioni sportive. mag-01

Illuminamenti medi sul piano di lavoro per alcune attività industriali - UNI 10380 1994

Fenomeno dell’abbagliamento

Abbagliamento perturbatore : riduce la possibilità di vedere chiaramente i dettagli od i contrasti

Abbagliamento inconfortevole : causata da oggetti a luminanza molto più elevata , in genere alla periferia del campo visivo, provoca sensazione sgradevole

Benessere visivo

Impianti di Impianti di illuminazione

Benessere visivo illuminazione

Fattori complementari del benessere visivo

- uniformità di illuminazione ( rapporto degli illuminamenti delle superfici vicine d 1 a 5 )

- illuminazione di pareti, soffitto e pavimento : rapporti di illuminamento :

•fra pareti e piano di lavoro : 0,5 - 0,8

•fra soffitto e pareti : 0,3 - 0,9

Sorgenti luminose

- lampade ad incandescenza: poco idonee all’uso in ambienti industriali;- lampade fluorescenti tubolari : buona efficienza, ottima resa dei colori, lunga vita, costo contenuto, luminanza modesta ( 3000 -13000 cd/mq ), potenza limitata.- lampade a vapori di mercurio ad alta pressione : potenze unitarie elevate, ingombro ridotto,bassa resa cromatica, efficienza bassa e tempi di accensione lunghi; luminanza elevata 4*104 a 25 * 104 cd/mq.

Sorgenti luminose

- lampade a vapori di sodio ad alta pressione : luce non monocromatica, spettro quasi completo, durata elevata , luminanza da 15 a 550 cd/cmq, elevata efficienza.

Elevata efficienza

- lampade a vapori di alogenuri : buona resa dei colori ed elevata efficienza ; luminanza elevata 15*104 a 14 * 106 cd/mq, durata limitata.

Elevata efficienza

Impianti di Impianti di illuminazione Sorgenti luminose - Tabella comparativailluminazione

Tipo di lampada Potenze[ W]

Efficienza[ lm/W ]

Vita media[ ore ]

A incandescenza 25 - 2000 10-20 lm/W 1000

Fluorescentitubolari

18 – 58 90 lm/W 6000 – 12000

A vapori dimercurio ad altapressione

50 – 1000 35 – 55 lm/W 6000

A vapori di sodioad alta pressione

50 - 1000 35 – 120 lm/W 16000

A vapori dialogenuri

70 - 2000 70 – 95 lm/W 6000

Impianti di Impianti di illuminazioneilluminazione Criteri di scelta del tipo di lampada

Efficienze luminose delle diverse sorgenti luminose artificiali in

funzione della potenza

Sorgenti luminose - potenzae flusso luminoso di

lampade a scarica frequentemente impiegate

nell’industria.

Impianti di Impianti di illuminazione Apparecchi di illuminazioneilluminazione

- apparecchio di illuminazione : si intende il contenitore della sorgente luminosa. Ha due funzioni :- fornire adeguata protezione meccanica, termica ed elettrica alle sorgenti luminose ed ai relativi componenti elettrici; - modificare l’emissione del flusso della sorgente luminosa adattandola alle necessitàdell’impianto.

Apparecchi di illuminazione

Impianti di Impianti di illuminazioneilluminazione Apparecchi di illuminazione

- A seconda della percentuale di flusso luminoso inviato in alto possiamo suddividere gli apparecchi in :

- diretti flusso verso l’alto 0 - 10 %

- semi - diretti flusso verso l’alto 10 - 40 %

- diffondenti flusso verso l’alto 40 - 60 %

- semi - indiretti flusso verso l’alto 60 - 90 %

- indiretti flusso verso l’alto 90 - 100 %

Impianti di Impianti di illuminazione Apparecchi di illuminazioneilluminazione

- RENDIMENTO dell’apparecchio di illuminazione : si intende il rapporto tra

- flusso luminoso emesso dall’apparecchio

- flusso luminoso emesso dalla lampada nuda

Entrambi rilevati con appositi strumenti

- per apparecchi industriali è compreso tra 65% e 85%

Apparecchi di illuminazione

Manutenzione degli impianti di illuminazione

Il livello luminoso nell’interno degli edifici decresce progressivamente a causa dell’accumulo di polvere e altre sostanze sulle superfici riflettenti degli apparecchi illuminanti.

Inoltre il flusso luminoso emesso dalle lampade diminuisce progressivamente con il tempo.

Manutenzione

Manutenzione degli impianti di illuminazione

- L’efficienza nel tempo dell’impianto illuminante èassicurata dai seguenti interventi :

- pulizia dei corpi illuminanti;

- ridecorazione di pareti e soffitti;

- sostituzione delle fonti luminose;

Manutenzione

Decadimenti percentuali per insudiciamenti degli apparecchi di illuminazione infunzione del tipo

di ambiente.

illuminazione

Cicli manutentivi per impianti di illuminazione

Fattore di manutenzione (0,8)

Impianti di Impianti di illuminazioneilluminazione Criteri di scelta degli impianti

- In fase di progetto si deve tenere conto dei seguenti parametri:

- esigenze illuminotecniche

- esigenze di installazione

- condizioni di esercizio

Progettazione

Esigenze illuminotecniche

- livello di illuminamento adeguato al compito visivo

- rapporto di luminanza

- indice ammissibile di abbagliamento

- direzionalità della luce

- resa cromatica

- colore della luceScelta dell’impianto di illuminazione

Esigenze di installazione

- altezza di installazione

- vincoli alla disposizione planimetrica

- eventuale necessità di due livelli di illuminazione

- colore delle pareti, soffitto, pavimento

- elementi riflettenti ( pavimenti,macchine, scrivanie.)

- condizioni ambientaliScelta dell’impianto di illuminazione

Condizioni di esercizio

- ore annue di funzionamento dell’impianto

- costo della energia elettrica per l’illuminazione

- costo della manutenzione periodica

Scelta dell’impianto di illuminazione

Metodi di calcolo dell’illuminamentoilluminazione

- Per progettare un impianto di illuminamento i metodi di calcolo più usati sono :

- metodo punto per punto ( consigliato per aree all’aperto )

- metodo del flusso totale ( consigliato per ambienti chiusi )

Progettazione

Impianti di Impianti di illuminazione Metodi di calcolo dell’illuminamentoilluminazione

METODO PUNTO PER PUNTO

- h = distanza della sorgente dal pavimento o dal piano di lavoro ( metri ) :

- r = distanza del punto illuminato dalla sorgente (metri )- l = intensità luminosa emessa dalla sorgente nella

direzione del punto ( valore in candele - fornito dal diagramma di emissione )

Progettazione

L’illuminamento En prodotto da una sorgente puntiforme su una superficie varia con il quadrato della distanza fra sorgente e superficie e vale, sul piano perpendicolare al raggio :

Impianti di Impianti di illuminazioneilluminazione Curve polari di emissione

degli apparecchi

Metodo di calcolo dell’lluminamento - Metodo del punto per punto

I valori così ottenuti devono poi essere divisi per il fattore di manutenzione previsto in rapporto al ciclo manutentivo

I costruttori di apparecchi di illuminazione hanno messo a punto programmi su calcolatore per il tracciamento delle curve isolux e per la scelta ottimale degli apparecchi

Metodi di calcolo degli illuminamenti

Impianti di Impianti di illuminazione Metodo del flusso totaleilluminazione

- tiene conto di diversi fattori quali :

- dimensioni del locale- caratteristiche dell’apparecchio- colore delle pareti, soffitto e pavimento

Si basa sull’impiego di numerosi coefficienti ed i risultati devono essere corretti con il fattore di manutenzione.

Progettazione

Metodo di calcolo dell’lluminamento - Metodo del flusso totale

Impianti di Impianti di illuminazione Indice del localeilluminazione

Commento

Curve fotometriche

Commento

Curve fotometriche

Impianti di Impianti di illuminazione Curve fotometricheilluminazione

Commento

Installazione degli apparecchi di illuminazione illuminazione

Obiettivi :

- razionale e regolare installazione delle lampade

- facilità di accesso per manutenzione

- non interferenza con altri servomezzi e strutture

- eventuale potenziamento del livello di illuminazione

Installazione

Installazione degli Impianti di Impianti di illuminazioneilluminazione apparecchi di

illuminazione

- Installazione a livello copertura o a filo catena

- Installazione ribassata

Installazione

Installazione degli apparecchi di illuminazione

Impianti di Impianti di illuminazione Illuminazione di illuminazione

sicurezza

Nei luoghi in cui un black-out dell’illuminazione artificiale provochi situazioni di pericolo occorre prevedere una illuminazione di emergenza.

Impianti di Impianti di illuminazione Illuminazione di illuminazione

sicurezza

Il relativo impianto è alimentato con batterie al nichel cromo progettate per un minimo di 4 anni di funzionamento normale ovvero da rete privilegiata e/o gruppo elettrogeno.

Illuminazione di sicurezzailluminazione

Schede fotometriche da catalogo

Scheda 1

Scheda 2

FINE LEZIONE

Impianti di illuminazione -...

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