ILLUMINAZIONE
ILLUMINAZIONE (XVIII, p. 839; App. II, 11, p. 7)
Fotometria. - La crescente importanza e diffusione della tecnica della i. ha reso necessario ed ha favorito lo svilupparsi dei metodi della fotometria indiretta, nei quali il giudizio sulla equivalenza degli effetti prodotti dalle radiazioni luminose viene affidato agli strumenti invece che all'occhio dell'operatore.
Per poter rispondere alle necessità della fotometria uno strumento di misura deve tra l'altro possedere i seguenti requisiti: tempo di risposta sufficientemente breve, mancanza di fenomeni di isteresi, curva di risposta in funzione della lunghezza d'onda quanto più possibile simile a quella dell'occhio. Ai primi due requisiti soddisfano bene gli strumenti costituiti da un corpo sensibile (una cellula generalmente ad effetto fotoelettrico interno) accoppiata ad un galvanometro. Queste cellule hanno generalmente bisogno di filtri correttivi che permettono di adeguarne la risposta a quella dell'occhio, sintetizzata nella "curva standard di visibilità", curva convenzionale che dà i valori del coefficiente di visibilità v in funzione della lunghezza d'onda λ dell'energia raggiante. Si riportano nella tabella I alcuni valori dedotti da questa curva.
Gli strumenti devono consentire di rilevare le grandezze fotometriche che hanno maggior importanza agli effetti della utilizzazione e cioè il flusso luminoso totale emesso e, quando possibile, il solido fotometrico della sorgente luminosa. Gli strumenti per misure fotometriche più diffusi sono i luxmetri che forniscono il valore dell'illuminamento sulla superficie del corpo sensibile. Alcuni luxmetri sono rappresentati nella fig. Sono strumenti portatili, di facile impiego, robusti e possono misurare illuminamenti fino ad alcune migliaia di lux. Accoppiati con una sfera integratrice, vengono utilizzati per la misura del flusso totale emesso dalla lampada.
Il flusso totale emesso da una sorgente e i valori dell'intensità luminosa nelle varie direzioni possono anche essere ricavati da misure di illuminamento mediante relazioni analitiche. Un caso semplice è quello delle lampade tubolari, per le quali se E è l'illuminamento (in lux) misurato parallelamente all'asse delle lampade a una distanza D (in metri) dal suo centro pari ad almeno 5 volte la lunghezza della lampada, il flusso totale (in lumen) risulta 9,2 ED2.
Illuminazione artificiale degli ambienti chiusi. - Come per il passato, la tecnica della i. tende sempre alla realizzazione di condizioni ottime di visione, quali quelle che si verificano di giorno ed in assenza di fenomeni disturbatori, come abbagliamento, contrasti eccessivi, ecc. Pertanto un esame dei progressi nella tecnica dell'i., come una discussione sui nuovi tipi di lampade ed apparecchi illuminanti, possono essere condotti tenendo sempre presenti i quattro requisiti fondamentali dai quali si fanno principalmente dipendere le condizioni della visione: livello medio di illuminamento sufficientemente alto, assenza di fenomeni di abbagliamento, eliminazione degli eccessivi contrasti come pure di una piatta uniformità della brillanza degli oggetti che compaiono nel campo visivo, colore della luce vicino alla "luce bianca" (salvo particolari esigenze di illuminazioni speciali). Ad una maggiore possibilità di soddisfare questi requisiti si è giunti mediante i nuovi tipi di sorgenti luminose, di apparecchi per modificare la distribuzione del flusso, ecc.
La tendenza all'aumento dei valori medî dell'illuminamento è stata resa possibile ed accentuata dal graduale elevarsi della efficienza specifica delle lampade, dal maggiore livello medio di vita, dalle modifiche subìte dal colore delle sorgenti. Pur prescindendo dalla recente tecnica dell'alimentazione delle lampade a scarica mediante alte frequenze con aumento del 15-20% nell'efficienza specifica, le lampade a vapore di mercurio fluorescenti consentono di raggiungere agevolmente una produzione di 40 lumen per watt: a parità di energia spesa è quindi possibile realizzare valori dello illuminamento all'incirca doppî di quanto possibile una ventina di anni or sono. D'altra parte il consumo di energia elettrica pro-capite è notevolmente aumentato e si è ridotta la percentuale dell'energia usata per l'i. a causa del diffondersi di ogni genere di apparecchi elettrici. Infine il colore della luce emessa dalla lampada, sempre più vicino a quello della luce diurna (vedi in seguito), richiede che anche i livelli vengano avvicinati a quelli diurni, dato che l'occhio è stato per secoli abituato ad associare ai bassi livelli un colore con preponderanza di rosso. Nella tabella 2 sono riportati i valori dell'illuminamento consigliato per ambienti diversi ma senza speciali destinazioni o caratteristiche.
Con le attuali sorgenti luminose è anche possibile la completa eliminazione dei fenomeni di abbagliamento negli ambienti chiusi. A ciò ha contribuito sia l'aumentato livello medio della radianza degli oggetti compresi nel campo visivo, sia l'estensione della superficie luminosa delle lampade. Tutte le lampade fluorescenti a bassa pressione possono essere viste direttamente senza che questo provochi una parziale o totale diminuzione delle facoltà visive. Altri tipi di lampade, che sono però ancora allo stato sperimentale (strati di sali fluorescenti eccitati da radiazioni nucleari o da campi elettromagnetici), sono costituite da una superficie luminosa a brillanza molto bassa. È pertanto possibile, conservando una elevata efficienza specifica, ottenere degli effetti di i. una volta realizzabili solo chiudendo piccole lampade ad incandescenza, di bassa efficienza, in opportuni apparecchi illuminanti.
Parallelamente allo sviluppo delle lampade si è avuto quello degli apparecchi illuminanti, sì che si possono costituire dei gruppi illuminanti con i quali è possibile ottenere le più varie e desiderate distribuzioni del flusso luminoso in modo sia da evitare forti disuniformità nell'illuminazione, sia da realizzare la più opportuna, funzionale e graduale ripartizione tra luce diretta e indiretta.
Caratteristica dei nuovi apparecchi è la semplicità associata a una linea che ha permesso l'estensione della illuminazione a fluorescenza anche in ambienti con particolari prerogative estetiche. Essi permettono di controllare in modo soddisfacente la brillanza, sono di semplice installazione e facilmente accessibili per la manutenzione. Per le lampade tubolari sono molto diffuse le plafoniere costituite da una lamiera metallica opportunamente sagomata che mostra dalla parte della lampada una superficie quanto più possibile rinviante, e di elementi in vetro, plastica o plastica cellulare che hanno la funzione di diffondere l'energia e mostrare all'occhio una superficie di bassa brillanza.
Attualmente è infine possibile reperire in commercio tutta una serie di lampade dalla composizione spettrale molto variabile e che può destare sensazioni di colore simili a quella del corpo nero ad una qualsiasi temperatura tra circa 3000 e 6000 °K. È quindi possibile avere lampade che non modificano l'aspetto del colorito umano o quello delle stoffe o dei cibi. Questa possibilità è ottenuta con una leggera diminuzione nella efficienza specifica delle lampade. E comunque sempre da tenere presente che, nelle lampade a scarica, buona parte dell'energia luminosa è concentrata in righe: il che ha particolare importanza quando si tratta di illuminare oggetti a coefficiente di rinvio fortemente selettivo.
Illuminazione degli ambienti aperti. - I progressi nella tecnica della i. hanno anche consentito di soddisfare alle maggiori esigenze che si sono venute creando per l'i. degli ambienti aperti quali strade e piazze. Nelle zone di traffico veicolare è stato quest'ultimo che ha determinato delle esigenze molto superiori a quelle che si avevano in passato. L'accresciuto numero di veicoli, l'aumento delle velocità, l'impossibilità di usare su molte strade i proprî proiettori per evitare abbagliamento, hanno richiesto un graduale elevamento dei livelli consigliati nella illuminazione. Si riportano ad esempio nella tabella 3 i valori dell'illuminamento medio per strade di varia importanza presi a base per i progetti della nuova sistemazione della illuminazione pubblica di Roma. I fattori che consentono la realizzazione economica e tecnica di simili livelli sono principalmente l'alta efficienza specifica delle lampade a scarica e a fluorescenza, la costruzione di lampade di questo tipo di potenza sufficientemente alta e nello stesso tempo di dimensioni ridotte, la costruzione di apparecchi illuminanti per queste lampade. Pur potendosi realizzare di dimensioni ridotte, le lampade fluorescenti a vapore di mercurio hanno sempre un elemento luminoso molto più esteso di quello delle lampade a filamento incandescente, per cui difficile e costosa riesce la costruzione di apparecchi che possano utilmente modificarne il solido fotometrico. Nell'i. stradale senza particolari esigenze si tende a sostituire ai corpi illuminanti sospesi al centro pali portanti le lampade fluorescenti. Si sono fatti anche varî tentativi di sostituire le sorgenti concentrate con sorgenti a bassa brillanza, senza però fino ad ora giungere a risultati concreti. Per la i. di larghi piazzali che non abbiano interesse artistico, si diffonde l'uso di torri portanti gruppi di lampade a scarica di potenza elevata.
Un interessante esempio di illuminazione di esterni con lampade di questo tipo è quello offerto dal parcheggio dell'aeroporto di Idlewild, N. Y., della superficie di circa 60 ettari. L'i. è realizzata mediante 338 lampade a vapore di mercurio da 1500 W montate su 43 torri a 24 metri di altezza. L'illuminamento realizzato va da 50 a 20 lux. Altro esempio notevole è costituito dalla lampada da 75.000 W, montata su palo, installata a Roma (1960) nel piazzale della stazione Termini.
Illuminazione diurna. - Gli orientamenti della tecnica edilizia e dell'architettura hanno posto nuovi problemi nello studio della realizzazione dell'i. diurna di ambienti chiusi dovuta alla luminosità del cielo ed alla luce diretta del sole. Notevole è stato in tal senso l'effetto avuto dall'aumento del rapporto vuoto su pieno nella moderna edilizia per cui è molto sentita la necessità di schermare gli interni dalla troppa luce che può penetrare dalla finestra. Lo schermo deve poter essere inoltre rapidamente rimosso quando la luminosità del cielo diminuisce. Il problema è molto legato a quello di schermare gli interni anche verso tutta l'energia raggiante solare per impedire in estate eccessivi innalzamenti di temperatura all'interno e per ridurre l'onere di un impianto di condizionamento eventualmente esistente.
Un tipo molto diffuso di apparecchio schermante è quello costituito da lamine di alluminio o materiale plastico ad orientamento variabile e regolabile a piacere. L'apparecchio può essere messo sia all'esterno sia all'interno dell'ambiente. Nel primo caso esercita anche un notevole effetto schermante dal punto di vista termico; posto all'interno, lo schermo è soprattutto efficace per la luce.
Bibl.: G. Peri, Illuminazione moderna, Milano 1950; W. Barrows, Light, photometry and illuminating engineering, New York 1951; Illuminating engineering society, Lighting handbook, New York 1952; C. E. I., Norme e raccomandazioni per la buona illuminazione di interni, 1955; H. Cotton, Principles of illumination, Londra 1950.