18.01.2008
Le grandezze fotometriche di riferimento in un progetto di illuminotecnica sono:
- flusso luminoso misurato in lumen (lm), che rappresenta la quantità di luce
emessa da una sorgente luminosa in un certo tempo;
- il flusso luminoso emesso in una determinata direzione, misurato in candele
(cd);
- illuminamento, misurato in lux (lx), che rappresenta il flusso incidente su una
data superficie diviso per la stessa superficie (figura 1);
- efficienza luminosa, misurata in lm/W, data dal rapporto tra il flusso luminoso
e la potenza elettrica assorbita dalla sorgente luminosa;
- luminanza, misurata in cd/m², che rappresenta l'intensità luminosa emessa per
unità di superficie emittente.
Per una corretta realizzazione di un impianto di illuminazione in un ufficio, occorre
tenere presente che in esso il personale è soggetto per molte ore della giornata a sforzi
visivi come la lettura di testi, esecuzione di disegni, scrittura al computer; occorre quindi
garantire il massimo comfort visivo per assicurare il benessere dei lavoratori, evitare conseguenze negative sul loro rendimento. Ovviamente, occorre anche fare i conti con l' aspetto
economico del problema, in particolare per ciò che riguarda i costi d' esercizio.
Per garantire un'ottima resa visiva bisogna, fondamentalmente in sede di progetto, prestare attenzione a una serie di questioni, così come indicato dalla norma Uni 12464 del 2004:
- al livello di illuminamento e alla sua uniformità;
- alla luminanza e ai rapporti di luminanza;
- all'abbagliamento;
- alla direzionalità della luce;
- alla resa del colore e al colore della luce;
- allo sfarfallamento;
- alla luce naturale. L'illuminamento
Per quanto riguarda la prima questione è noto che a un buon livello di illuminamento si riduce il rischio di errori e l'affaticamento, per cui la Cie consiglia per uffici valori medi mantenuti tra i 300 e i 700 lux e, più in dettaglio, valgono i valori riportati in tabella1, nella prima colonna, specificando che per illuminamento medio mantenuto si intende il valore di esso al tempo in cui la manutenzione dell'impianto di illuminazione va effettuata, mentre nella seconda e terza sono riportati rispettivamente l'abbagliamento molesto (Ugr) e la resa dei colori (Ra). Il valore dell'illuminamento va valutato sulla superficie del compito giacente su di un piano di riferimento che può essere orizzontale, verticale o inclinato. Non basta, però, solo realizzare il prescritto livello di illuminamento, ma occorre ottenere anche una certa uniformità di esso in quanto forti differenze di illuminamento, a causa degli sforzi di adattamento provocati negli operatori, causerebbero in essi affaticamento e quindi calo del rendimento.
L'uniformità è influenzata dal rapporto tra l' altezza dei punti luce e la loro interdistanza, in relazione anche al tipo di curva di distribuzione fotometrica dell'apparecchio usato. Si realizza una buona uniformità se il rapporto tra il valore minimo degli illuminamenti e quello medio non è inferiore a 0,7.
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Ancora a proposito della manutenzione, occorre ribadire che l'impianto di illuminazione deve essere progettato con un fattore di manutenzione che deriva da un programma che preveda una frequenza di sostituzione delle lampade che invecchiano e quindi subiscono una diminuzione di flusso luminoso, che preveda un intervallo di pulizia perché la povere e l'umidità insudiciano sia le lampade sia gli apparecchi.
La luminanza
In relazione al secondo punto, teniamo presente che la luminanza rappresenta l' effetto di luminosità che una superficie produce sull' occhio, sia che si tratti di una sorgente di luce, sia che si tratti di una superficie che rifletta una luce (figura 2).
Importanti, però, sono anche i rapporti di luminanza, cioè il rapporto tra i valori di luminanza dell'oggetto e della luminanza del fondo rispetto al quale l'oggetto è collocato; se il rapporto è alto e quindi c'è forte contrasto, ciò affatica la vista e inoltre si possono verificare fenomeni di abbagliamento sia diretto, ossia provocato direttamente dalle sorgenti luminose, che riflesso, cioè causato dalla luce riflessa dalle superfici illuminate. Tali inconvenienti possono essere eliminati, evitando che nell' ufficio siano presenti superfici molto riflettenti, ad es. vetri sui piani di lavoro, tastiere troppo lucide, etc. Inoltre anche le pareti ed i mobili devono, di preferenza, avere una verniciatura poco brillante, in particolare se i livelli d' illuminamento sono superiori ai 500 lux;
è però la scelta delle sorgenti di luce e degli apparecchi d' illuminazione, insieme alla loro corretta disposizione, che può assicurare una sufficiente visibilità con il necessario comfort. Una corretta progettazione della luminanza è importante per i lavori in cui è necessario disporre di una visione molto precisa come per i lavori a computer.
Il livello di abbagliamento molesto
Il livello di abbagliamento molesto è indicato dall'indice Ugr riportato nella seconda colonna della tabella 1. Occorre a tale riguardo distinguere due tipi di abbagliamento, quello diretto dovuto ad apparecchi d'illuminazione che si trovano all'interno del campo visivo dell'operatore e quello riflesso, in quanto dovuto ad emissioni luminose provenienti dal piano lucido di un tavolo (figura 3). In particolare, l'illuminazione dei posti di lavoro con videoterminali deve essere studiata con cura, poiché eventuali riflessi sullo schermo ne rendono difficoltoso l'uso. L'abbagliamento viene limitato dalla scelta oculata di lampade e apparecchi, dalla loro corretta posizione, ma anche dalla scelta di arredamento e mobili con superfici poco lucide e poco riflettenti. In tabela 2 sono riportati gli angoli minimi di schermatura in funzione della luminanza delle lampade.
La direzionalità
Anche la direzionalità della luce va curata, poiché occorre evitare che il compito visivo si trovi in ombra; la posizione più appropriata della luce per leggere e scrivere, si ottiene collocando la sorgente luminosa sul proprio lato sinistro; se si è mancini occorrerà disporre la sorgente a destra.
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La resa dei colori
La resa dei colori (Ra) è un indice che dà conto della capacità della lampada di farci percepire correttamente i colori; infatti l'impressione cromatica è determinata, oltre che dalla capacità visiva individuale e dai valori spettrali di riflessione degli oggetti, anche dalla composizione spettrale della luce incidente; quanto più omogenea è la distribuzione dei colori nello spettro luminoso, tanto migliore sarà la resa dei colori. Il valore massimo di Ra è 100 e decresce con il diminuire della qualità della resa del colore; lampade con Ra minore di 80 non possono essere usate dove si lavora, a meno che non si tratti di capannoni.
La tonalità del colore
Nelle lampade è molto importante anche la tonalità del colore che, come è noto, può essere di tre tipi: calda, intermedia, fredda. Ogni tipo è caratterizzato da una determinata temperatura di colore, quindi si ha una lampada di colore caldo quando la temperatura di colore è minore di 3300 K, intermedio quando la temperatura di colore è compresa tra 3300 e 5300 K e infine il colore si definisce freddo con una temperatura di colore maggiore di 5300 K. Nell'illuminazione di un ambiente di lavoro è preferibile una luce con una elevata temperatura di colore, intorno a i 4000 K, per avvicinarsi alla tonalità della luce solare.
Gli effetti flicker e stroboscopico
Lo sfarfallamento o effetto flicker e l'effetto stroboscopico sono da evitare; il primo perché causa distrazione e può provocare malesseri come il mal di testa, il secondo, invece, in determinati posti di lavoro con macchine in movimento, può provocare una errata percezione dei moti rotativi e quindi può determinare situazioni di pericolo. Questi fenomeni si evitano con l'uso di alimentatori elettronici o con l'alimentazione ad alta frequenza delle lampade a scarica.
Luce e videoterminali
L'illuminazione naturale è caratterizzata dalla sua variabilità in intensità e qualità; laddove sono presenti finestre laterali, occorre considerare che l'illuminazione diminuisce allontanandosi da esse e quindi dei regolatori di flusso luminoso possono consentire una efficace integrazione tra l'illuminazione naturale e quella artificiale.
Come già detto, un'attenzione particolare merita la questione dell'illuminazione delle postazioni di lavoro a videoterminale, dato che lo schermo può causare riflessioni che possono determinare abbagliamento molesto. La norma che stiamo esaminando prescrive che il limite di luminanza media degli apparecchi di illuminazione che si riflettono sullo schermo nelle direzioni di emissione uguali o maggiori di 65° rispetto alla verticale verso il basso sia inferiore o uguale a 1000 cd/m², se gli schermi sono di qualità buona o media; se la qualità è scarsa, il limite si abbassa a 200 cd/m², considerando in ogni caso che gli schermi siano verticali od orientati verso l'alto di 15°. Occorre quindi scegliere apparecchi adatti e collocarli nella posizione giusta.
In pratica possiamo dire che un illuminamento medio compreso tra 300 e 500 lux è adatto purché siano evitate differenze di luminanza eccessive; occorre poi prendere tutte le precauzioni per evitare abbagliamenti diretti o riflessi e quindi, per esempio, nei locali con finestre i posti di lavoro con videoterminali devono essere disposti con la superficie dello schermo perpendicolare alle finestre (figura 4) e gli apparecchi luminosi devono essere del tipo ad ottica dark light, con riflettori in alluminio (figura 5) che limitano il pericolo di abbagliamento diretto nella direzione dell'osservatore per angoli di emissione generalmente superiori a 60°; sono utili però anche gli apparecchi ad ottica batwing (figura 6), che consentono la realizzazione di un'illuminazione particolarmente uniforme con ridotto abbagliamento; infatti la distribuzione dell'intensità luminosa è realizzata in modo che i posti di lavoro più vicini, come quelli direttamente al di sotto dell'apparecchio illuminante, ricevano meno luce delle zone più distanti e quindi la maggiore intensità luminosa compensa la riduzione dovuta all'angolo d'incidenza.
Le sorgenti Le sorgenti luminose più adatte in un ufficio sono le lampade fluorescenti, che danno luogo ad una distribuzione di luce abbastanza uniforme, con ombre non molto dure, con un indice di resa cromatica Ra pari o superiore a 80, temperatura di colore intorno ai 4000 K che dà una luce molto vicina a quella naturale in pieno sole. In relazione alla necessità dell'economia d'esercizio, particolarmente adatte negli uffici risultano le lampade tubolari fluorescenti ad alta frequenza con alimentatori elettronici; infatti con tali lampade è possibile la regolazione del flusso luminoso, che può avvenire manualmente con un potenziometro o automaticamente mediante fotocellule tarate per un certo valore d'illuminamento, che comandano una riduzione del flusso luminoso quando c'è luce naturale. In questo modo, non solo si realizza una notevole economia, ma si mantiene costante il fattore di uniformità dell'illuminamento; contrariamente a quanto avviene se si adotta, in presenza di lampade tradizionali, il metodo della parzializzazione, che comporta inevitabilmente una disuniformità dell' illuminamento, oltre che un minore risparmio energetico. Inoltre le lampade con reattore ad alta frequenza presentano un più elevato fattore di potenza, una durata molto maggiore delle lampade fluorescenti tradizionali e un' accensione istantanea.
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