Progettare una installazione illuminotecnica significa definire tutti i fattori (tipo e potenza delle lampade, tipo, quantità, posizione, puntamento degli apparecchi ecc.) che concorrono a fornire l'illuminazione artificiale ad un ambiente, cercando la soluzione che meglio risponda alle esigenze di utilizzazione.
Un progetto illuminotecnico, dunque, implica il controllo di molti fattori: livelli di illuminamento, abbagliamento, controllo delle luminanze, resa del contrasto ecc. Una trattazione completa degli strumenti necessari a controllare tutti questi fattori esula, ovviarnente, dagli obiettivi di questa dispensa. Possiamo tuttavia illustrare un primo metodo di calcolo che, se usato in modo opportuno, può fornire utili indicazioni.
Si tratta del metodo di calcolo detto del flusso totale o del fattore di utilizzazione, con il quale è possibile stimare l'illuminamento medio fornito da un numero noto di apparecchi installati in un locale o, al contrario, calcolare il numero di apparecchi necessari per ottenere l'illuminamento medio desiderato.
Il livello di illuminamento è il primo dei fattori da tenere sotto controllo nel progettare una installazione illuminotecnica (anche se, ovviamente, non è l'unico né il più importante).
Sappiamo che a livelli di illuminamento crescenti corrispondono funzioni visive più agevolate: dunque, la prima cosa da fare è stabilire qual è il livello di illuminamento che ci occorre per rispondere al meglio alle esigenze dell'attività che si dovrà svolgere nell'ambiente che stiamo progettando.
Esistono delle tabelle, pubblicate da organismi internazionali (ad es. la CE). che indicano i livelli di illuminamento minimo e massimo consigliati per ciascuna tipologia di ambienti. Un estratto di queste tabelle è riportato alla fine di questa dispensa.
Individuato il livello di illuminamento che ci occorre. dobbiamo definire tipo, quantità e posizione degli apparecchi necessari Sappiamo che l'illuminamento rappresenta la luce che arriva su una superficie, che si misura in 1 lux, e che 1 lux rappresenta un flusso di 1 lumen distribuito su una superficie di un metro quadrato. Dunque, per sapere quanto flusso bisogna riversare su una superficie per ottenere un certo illuminamento, bisogna moltiplicare il valore dell'illuminamento desiderato (in lux) per la superficie (in mq).
Normalmente, si considera l'illuminamento sul piano di lavoro, cioè su una superficie orizzontale ipotetica, estesa a tutto il locale, e posta ad un'altezza corrispondente a questa in cui si svolgono le normali attività (scrivanie, macchine utensili banchi ecc.).
Dunque, se ad esempio il nostro locale ha una superficie di 20 mq e ci occorre un illuminamento di 500 lux, dobbiamo fare in modo che sul piano di lavoro arrivi un flusso di:
20 x 500 = 10.000 lm
Questo è il flusso che deve essere riversato sul piano di lavoro: ancora non sappiamo, però, qual è il flusso totale che dobbiamo inserire nell'ambiente, perché sul piano di lavoro ne finisca la quantità desiderata.
Facciamo a questo punto una ipotesi fantasiosa ma utile per capire il procedimento.
Immaginiamo di usare delle lampade nude, cioè prive di qualsiasi apparecchio o accessorio che possa limitarne il flusso. Immaginiamo pure che le pareti del locale siano costituite da specchi perfetti che riflettono tuffa la luce che li colpisce, senza assorbirne neanche la più piccola quantità.
Se una tale condizione si potesse verificare nella realtà, sarebbe molto facile, per un progettista, stimare la quantità di apparecchi necessari ad illuminare l'ambiente: tutta la luce prodotta dalle lampade, prima o poi, dopo un numero più o meno elevato di riflessioni arriverebbe sul piano di lavoro, e non se ne perderebbe neanche una piccola parte.
Sarebbe dunque sufficiente, nell'esempio di sopra, installare nell'ambiente lampade per un flusso complessivo di 10.000 lumen per essere certi di avere sul piano di lavoro un illuminamento medio di 500 lux. E poiché il flusso delle lampade è facilmente ricavabile dai cataloghi la scelta sarebbe davvero molto facile. Nel nostro esempio si potrebbero usare 10 lampade ad incandescenza da 100W (10 x 1000 = 10.000 lm), oppure 2 tubi fluorescenti da 58W (2 x 5400 = 10800 lm).
Purtroppo, nella pratica le cose non stanno cosi. Una grande quantità di luce emessa dalle lampade si perde per strada. Le lampade sono montate in apparecchi studiati per convogliare la luce nella direzione desiderata: nonostante gli sforzi dei produttori e la perfezione dei materiali difficilmente tali apparecchi riescono a tirar fuori più del 75-80% del flusso prodotto dalle lampade.
I materiali usati per i riflettori assorbono una percentuale più o meno elevata di luce, e lo stesso accade per la luce che colpisce le pareti del locale.