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Illuminotecnica: Conoscere la luce per arredare la casa

La luce che entra nelle nostre case condiziona in modo profondo la nostra percezione degli arredi e del grado di confort che ne possiamo trarre. Impariamo a conoscere la luce per arredare

La luce che entra nelle nostre case condiziona in modo profondo la nostra percezione degli spazi e degli arredi da cui deriva anche il grado di confort che ne possiamo trarre. Impariamo dunque a conoscere la luce e l'illuminotecnica per far risaltare meglio l'arredamento della casa

Ci è permesso di vedere ogni cosa solo grazie alla luce, ogni cosa ci appare solo perché è colpita in qualche modo da un raggio di luce. In questo primo articolo sulla luce e l’illuminotecnica impareremo un po’ meglio che cos’è la luce per poi usarla sapientemente nel valorizzare l’arredamento della nostra casa.

La luce precedette, qualsiasi altra cosa nell’’Universo. Della luce naturale si conoscono tre sorgenti o fonti : il Sole, la Luna e le stelle che influiscono decisamente sulla nostra vita e sulle nostre attività. Ma le crescenti necessità del progresso umano fanno schiavo l’uomo e lo costringono ad allontanarsi parzialmente dalle condizioni di vita imposte dalla natura. Così l’uomo ha creato nuove fonti luminose che completano le fonti di luce naturali che ha tentato di imitare, specialmente quella solare, che è la sorgente luminosa naturale per eccellenza.

La sensazione di calore che proviamo quando ci esponiamo all’azione del sole, è determi-nata da una radiazione : la radiazione infrarossa; la luce del Sole che ci permette di vedere mediante onde elettromagnetiche molto lunghe, le quali vengono adoperate nelle comunicazioni telefoniche e negli altoparlanti; in queste onde sono comprese le onde udibili fino a 15 o 20 KHz e gli ultrasuoni che raggiungono i 30 KHz.

Da 30 KHz fino a 10.000 MHz sono comprese tutte le frequenze che si usano nelle ra-diodiffusioni, televisione e radar. A partire dalla lunghezza d’onda di 30 [t (micron) comincia la radiazione calorifica con i raggi infrarossi fino a 7.200 A (angstrom) o 0,7211. Questa radiazione, della cui composizione tratteremo allorché parleremo dello spettro visibile termina con l’inizio delle radiazioni ultraviolette a 4.000 A o 0,4 p,. Fra 3 A e 0,1 A si trovano i raggi Rontgen meglio conosciuti come raggi X, che hanno vaste applicazioni nel campo medico, nel controllo della qualità di pezzi metallici e per la localizzazione di difetti in pezzi metallici. Più oltre, al limite dello spettro, si trovano i raggi gamma (y), prodotti dalle radiazioni radioattive e cosmiche.

L’abbronzatura della pelle esposta all’’azione del Sole è dovuta alla radiazione ultravioletta. Tutto il mondo che ci circonda, è una radiazione luminosa.

L’energia irradiata dal Sole e che riceviamo sulla Terra è composta da tre radiazioni : la radiazione infrarossa o termica, la luminosa e la ultravioletta. Ma solo la radiazione luminosa è capace di eccitare la nostra retina; le altre due sono invisibili. La radiazione luminosa e visibile la riceviamo dal Sole e viene definita luce bianca. Tuttavia, non è così : se osservate di nuovo lo spettro visibile noterete che tra la lunghezza d’onda di 4.000 e 7.000… esiste una serie di radiazioni aventi una lunghezza d’onda (o frequenza) ben definita. In altre parole, noi vediamo che lo spettro visibile forma un insieme di radiazioni; la luce del Sole è, in realtà, un miscuglio di radiazioni di diversa lunghezza d’onda. Per dimostrarlo, potete fare due prove : l’una, scomponendo la luce del Sole e l’altra producendo la luce bianca.

Luce bianca scomposta da un prisma di cristallo

Luce bianca scomposta da un prisma di cristallo

Possiamo scomporre la luce solare collocando uno schermo metallico avente un foro al centro, in modo che permetta il passaggio di uno stretto fascio di luce. Nel tragitto di questo raggio luminoso, interporremo un prisma triangolare di vetro, il quale determinerà una rifrazione di ciascuna radiazione elementare dello spettro solare.

Quanto minore è la lunghezza d’onda, tanto maggiore sarà la deviazione impressa dal prisma al raggio luminoso. Se dietro al prisma collochiamo uno schermo, raccoglieremo, invece di un punto luminoso bianco, tutta una banda sfu-mata in cui appariranno le diverse radiazioni con i colori dell’arcobaleno che noi conosciamo.

Sullo schermo quindi riprenderemo i colori noti attraverso l’arcobaleno. In realtà ci siamo espressi male, giacché sullo schermo otterremo « separatamente » una serie di radiazioni che oscillano secondo una determinata frequenza, cioè a dire, con una lunghezza d’onda propria di ciascuna radiazione.

Ciò che noi chiamiamo « colore » non è altro che una impressione sensoriale prodotta da una radiazione di determinata lunghezza d’onda che eccita gli elementi fotosensibili (chiamati coni) dei terminali nervosi della nostra retina; attraverso il nervo ottico, detta eccitazione è interpretata dal cervello come colore. Ricorderete

Disco di Newton

che per bassi « livelli » di illuminazione, questi elementi fotosensibili, i coni, cessano la loro attività o agiscono pochissimo; al contrario i bastoncelli (altri elementi fotosensibili) sono eccitati dalla radiazione luminosa; ma questi ultimi sono incapaci di darci una sensazione di colore. Se ne deduce che quando il tempo è brutto (cielo coperto) tutto ci sembra grigio ed uniforme mentre di notte essendoci pochissima luce tutto ci sembra quasi nero.

Una dimostrazione chiara e convincente di questa fusione di radiazioni, che è appunto la luce banca del Solele, si può ottenere per mezzo di un disco, detto di Newton. Con questo disco

Filtri colorati

possiamo produrre il colore bianco, cioè la sensazione corrispondente alla luce bianca. Su un disco di cartone tracciate sei settori uguali e dipingeteli progressivamente con i colori : rosso, arancione, giallo, verde, azzurro e violetto. Se fate girare rapidamente il disco, i colori si mescolano tra loro e in breve tempo noterete che assumono un colore bianco. Il colore bianco apparirà tanto più limpido quanto più esatte saranno le tonalità dei colori fondamentali.

Sebbene la luce bianca sia una fusione di altri colori e che in sé stessa non esiste, tutta-via, è la luce naturale per eccellenza. Per otte-nere una luce di un colore determinato, per esempio l’azzurro, possiamo impiegare soltanto due metodi.

Il primo, in realtà, è un artificio che consiste nel far filtrare la luce bianca servendoci di una lastra di vetro azzurro, che lascia passare solamente la radiazione corrispondente all’azzurro ed assorbe le altre. Siccome radiazione equivale ad energia, si comprende come questo metodo comporti una grande perdita di energia luminosa.

Il secondo metodo consiste nell’usare delle sorgenti luminose artificiali che producono radiazioni corrispondenti al colore desiderato. Ciò è possibile per mezzo di tubi luminescenti contenenti gas nobili o mediante lampade ad arco. Le sorgenti di luce fluorescente hanno anche il grande vantaggio di produrre direttamente luce colorata.

L'occhio umano è particolarmente sensibile ai colori verde.giallo

L'occhio umano è particolarmente sensibile ai colori verde.giallo (asse orizzontale) le lunghezze d'onda dello spettro visibile sull'asse delle ordinate (asse verticale) riportiamo la sensibilità relativa dell'occhio ai diversi colori, espressa in percentuali.

Non tutti i colori dello spettro visibile, cioè non tutte le lunghezze d’onda comprese nello spettro visibile, sono captate dall’occhio umano con la stessa sensibilità. L’occhio umano, per sua natura, è piuttosto sensibile al colore giallo verdastro. Per farci un’idea della sensibilità dell’occhio umano ai diversi colori, basandosi sul fatto che la sensibilità per il giallo-verdastro è massima, costruiamo un sistema coordinato rettangolare. Riportiamo sull’asse delle ascisse

Si deve precisare che queste percentuali si riferiscono alla sensibilità massima (100%) per la lunghezza d’onda di 5.000 A che corrisponde al colore giallo-verdastro e che rappresenta il risultato medio delle osservazioni effettuate su un gran numero di individui fisiologicamente normali per quanto riguarda la vista.

Spettro elettromagnetico di una lampada ad incandescenza

Consideriamo ora una sorgente di luce convenzionale, per esempio, una lampada incandescente e vediamo come si distribuisce l’energia radiante emessa nelle diverse lunghezze d’onda.

L'energia trasmessa dalla luce: come si vede la luce di color rosso porta con se la massima energia.

L'energia trasmessa dalla luce: come si vede la luce di color rosso porta con se la massima energia.

Se riportiamo, come prima sull’asse delle ascisse (orizzontale) le lunghezze d’onda, e sull’asse delle ordinate (verticale) l’energia radiante della luce nell’unità di tempo, otteniamo la curva di distribuzione di detta energia radiante, la quale ci indica che la maggior parte dell’energia viene emessa come radiazione infrarossa o ultravioletta e che solo una piccola parte è emessa in lunghezze d’onda corrispondenti alla gamma di radiazioni visibili.

Orbene, a causa della diversa sensibilità dell’occhio umano per le diverse lunghezze di onda, non tutta questa energia si trasforma direttamente in sensazione di luce, sicché l’energia irradiata dalla lampadina, che potremmo valutare in watt per unità di tempo analogamente a quanto abbiamo fatto con l’energia elettrica, in ogni lunghezza d’onda viene moderata dalla percentuale di sensibilità dell’occhio a cui ci siamo riferiti. In figura, viene indicata con una linea punteggiata.

Se tutta l’energia elettrica consumata dalla lampada ad incandescenza si convertisse in energia radiante entro lo spettro visibile

(zona in rosso della figura) e nello stesso tempo la sensibilità dell’occhio umano fosse del 100% per tutte le lunghezze d’onda, ogni watt elettrico si trasformerebbe in un watt di luce. Ma, purtroppo questo non avviene : infatti l’efficacia luminosa della sorgente di luce, cioè il rapporto tra potenza luminosa (watt-luce) e la potenza elettrica (watt-elettricità), è sempre minore dell’unità.

In pratica si è considerato che il watt-luce è un valore troppo grande per la misurazione della potenza luminosa delle sorgenti convenzionali, per la qualcosa si è stabilito di adottare come unità il lumen. Avremo, dunque :

I watt-luce = 650 lumen

L’efficacia teorica ideale di una sorgente di luce è, pertanto, di 650 lumen per watt elettrico assorbito, anche quando, nella pratica, non esiste nessuna lampada che fornisca una efficacia così elevata. Le lampade a vapore di sodio, come vedremo poi, sono quelle che raggiungono una maggiore efficacia, proprio perché sono in grado di emettere luce di colore giallognolo con una lunghezza d’onda intorno a 5.500 A, che corrisponde alla massima sensibilità dell’occhio umano.

Con giochi di luci ed ombre si può oersonalizzare l'arredamento della casa

Con giochi di luci ed ombre si può personalizzare l'arredamento della casa

Ora che abbiamo visto i fondamenti della luce possiamo procedere con illustare le soluzioni di illuminotecnica per esaltare con giochi di luci e obmre sia gli spazie ed arredi interni sia gli estreni della tua casa.

….segui i prossimi articoli che pubblicheremo.
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