Cosa sono e come si valutano le curve fotometriche

COSA SONO E COME SI VALUTANO LE CURVE FOTOMETRICHE
a cura di Alberto Duches
>Uno degli aspetti più complessi e difficili da valutare per una persona che non ha mai avuto a che fare con problemi di illuminotecnica è appunto la lettura della curva fotometrica. In poche semplici pagine, con il valido contributo di Alberto Duches, si cercherà di spiegare cosa siano, come si leggono, come scegliere gli apparecchi in base alla LR17/00 e come scegliere gli apparecchi che danno migliori prestazioni.
Un documento per tutti: astrofili, tecnici comunali, studi professionistici etc…

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La curva fotometrica rappresenta graficamente come una sorgente luminosa emette luce nello spazio, vale a dire in che direzione emette la luce e con quale intensità.
A qualsiasi oggetto che emette luce può essere associata una curva fotometrica, sia esso una semplice lampadina, un apparecchio illuminante o uno schermo che riflette della luce.
La curva fotometrica di un apparecchio d’illuminazione consente di prevedere il suo impatto sull’ambiente circostante.
Per costruire una curva fotometrica è necessario misurare l’intensità luminosa. In sostanza è necessario “vedere” con quale intensità la nostra sorgente emette luce in una determinata direzione.
E’ come se girassimo attorno all’apparecchio e, a diverse angolazioni, misurassimo l’intensità della luce emessa.

I lumen rappresentano la quantità di luce emessa da una sorgente luminosa ed è chiamato tecnicamente “flusso luminoso”. Questo parametro permette di svincolare le curve fotometriche dal tipo di lampada utilizzata con un apparecchio e dalla sua potenza, infatti esprimendo le quantità in lumen (precisamente 1000 lumen), il globo emetterà comunque la luce con diverse intensità (al variare della potenza e della lampada) ma sempre nel medesimo modo: tanta luce sopra, poca luce sotto.

Quindi ad esempio se usiamo una lampadina al sodio alta pressione ellissoidale da 100W che ha un flusso luminoso di circa 10.000 lumen l’intensità luminosa a 90° sarà pari a 50 x 10.000 / 1.000 = 500 candele.

Cerchiamo di leggere dalla curva fotometrica di un globo luminoso l’intensità luminosa emessa a 180°. La curva fotometrica passa quasi a metà tra il cerchio contrassegnato da 50 e quello contrassegnato da 100. Si direbbe che in quel punto l’intensità luminosa è pari a 80 candele /1000 lumen, più o meno. Certamente abbiamo rilevato il valore in un modo un po’ incerto; per rendere la lettura più precisa la curva fotometrica viene sempre accompagnata da una tabella che ci indica i valori esatti evitandoci di dover individuare il valore in modo grafico. La tabella associata alla curva fotometrica della sfera potrebbe essere questa:

Inclinazione degli apparecchi d’illuminazione

Un ulteriore aspetto interessante è rappresentato dal fatto che apparecchi privi di emissione luminosa al di sopra di angoli di 90° (conformi alla LR17/00) talvolta vengano installati in posizione inclinata rispetto alla posizione di misura (in laboratorio). In tal caso la curva fotometrica ruota, per così dire, sull’asse del diagramma per l’angolo di inclinazione. Per conoscere la nuova fotometria associata si potrà procedere come segue:

1. Analizzare la tabella legata all’apparecchio (posizione orizzontale) figura 1
2. Se l’apparecchio venisse orientato di 10° i valori slitterebbero di una casella corrispondente a 10° figura 2
3. Se l’apparecchio venisse orientato di 30° i valori slitterebbero di una casella corrispondente a 30° figura 3

Tabella dell’intensità luminosa (cd/klm) di apparecchio d’illuminazione tratto dai certificati “performance” dell’ IMQ

 Ottiche Asimmetriche

Nelle curve fotometriche precedentemente analizzate è riportata una sola linea grafica che rappresenta l’emissione della luce nelle diverse angolazioni verticali. Questa rappresentazione è sufficiente nel caso in cui, la sorgente luminosa che stiamo analizzando o apparecchio, sia di tipo simmetrico. L’apparecchio simmetrico invia le medesime intensità luminose in ogni direzione (se visto dall’alto) e quindi anche su piani differenti. Se ci posizioniamo frontalmente rispetto ad una sfera luminosa, l’intensità luminosa che andremmo a leggere sarebbe la medesima anche se la osservassimo lateralmente o dietro. La sfera luminosa è un tipico esempio di apparecchio simmetrico. Se, utilizzando una curva fotometrica simmetrica, ne calcolassimo l’illuminamento in lux prodotto sul suolo otterremo sicuramente una serie di linee isolux (uguali lux) circolari e concentriche.

La forma della curva fotometrica è importante per capire in modo intuitivo il comportamento dell’apparecchio che stiamo analizzando. Nel caso di apparecchi destinati all’illuminazione stradale, è molto importante che la curva fotometrica invii la luce solo nelle direzioni interessate (lungo l’asse della strada e non al di fuori di essa) e con le giuste intensità luminose (distribuita la più uniformemente possibile). Risulta infatti evidente che, se vogliamo puntare all’installazione di un minor numero di apparecchi, questi dovranno “allargare” il più possibile il fascio luminoso. Per “allargare” si intende, riferendosi al piano (C=0°- C=180° del disegno nella precedente pagina), inviare lateralmente molta luce, quindi con elevata intensità. Sulla verticale il livello di luce necessario è inferiore. Invece sul piano (C=90°- C=270°) sarà importante rilevare che le maggiori intensità luminose si trovino verso il lato da illuminare tra 0° e i 90°.

Nella scelta di apparecchi più efficienti rimane prioritaria la forma della curva sul piano C0° – C 180°. La curva ideale dovrebbe avere un intensità luminosa verso il basso sufficiente, per ottenere il livello di illuminamento richiesto, poi ad angoli sempre più elevati l’intensità dovrà aumentare sempre più, infatti, è necessaria più luce mano a mano che aumenta la distanza tra la sorgente luminosa e la superficie, non dimenticando che l’inclinazione della luce aumenta sempre più incrementando ulteriormente la necessità di più luce. Verso inclinazioni di + o – 70° è necessario che l’emissione della luce cessi. E’ importante che crolli molto rapidamente, il cosiddetto taglio netto della luce, meglio conosciuto come cut-off. L’emissione di intensità luminose oltre tali angolazioni non è più efficace e può risultare controproducente per l’effetto di abbagliamento procurato verso gli osservatori.

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