ILLUMINAZIONE NEI
LUOGHI DI LAVORO
L’ illuminazione nei luoghi di
lavoro rispetta veramente il
Decreto Legislativo 626/94 ?
Illuminazione Nei
Luoghi Di Lavoro
Con questo studio sull’illuminazione
nei luoghi di lavoro ci si propone di
evidenziare quali sono i rischi e gli
inconvenienti dovuti a una cattiva
illuminazione. Dopo un lungo studio,
teorico, verranno proposte delle
possibili soluzioni per fare in modo
da
favorire
il
lavoratore
nello
svolgimento del suo lavoro.
Le Grandezze Della Luce
Iniziamo ad esaminare le grandezze
fondamentali della luce da conoscere
che sono:
Flusso luminoso
Intensità luminosa
Illuminamento
Luminanza
Flusso Luminoso
Questa grandezza indica la quantità
di
energia
luminosa
emessa
nell’unità di tempo (1 secondo) da
una sorgente. Per energia luminosa
si intende, per convenzione, quella
emessa nell’intervallo da 380 a 780
nm.
Simbolo: Φ
Unità di misura: lumen [lm]
Intensità Luminosa
Indica la quantità di flusso luminoso
emessa da una sorgente all’interno
dell’angolo
solido
unitario
in
una
direzione data.
Simbolo: I
Unità di misura: candela [cd = lm / sr]
Illuminamento
È il rapporto tra il flusso luminoso
ricevuto da una superficie e l’area della
superficie stessa.
Simbolo: E
Unità di misura: lux [lux = lm / m²]
Luminanza
È il rapporto tra l’intensità luminosa
emessa da una superficie in una data
direzione e l’area apparente di tale
superficie.
Simbolo: L
Unità di misura: candela/m² [cd / m²]
Illuminamento - Luminanza
È importante avere ben chiara la differenza
esistente tra Illuminamento e Luminanza.
Se la prima grandezza indica la quantità di luce,
emessa da una sorgente, che colpisce la superficie
considerata, la seconda indica la sensazione di
luminosità che riceviamo da questa superficie; ciò
vuol dire che su due superfici, una bianca e l’altra
nera, possiamo avere lo stesso valore di
illuminamento, ad esempio 500 lux, ma la
sensazione di luminosità ricevuta, e quindi la
luminanza, sarà completamente differente, in
quanto quelle due superfici riflettono la luce in
modo diverso.
Temperatura Di Colore
La temperatura di colore, espressa in Kelvin [K],
è un parametro utilizzato per individuare e
catalogare, in modo oggettivo, il colore della
luce di una sorgente luminosa confrontata con
la sorgente campione (corpo nero). Dire che una
lampada ha una temperatura di colore pari a
3000 K, significa che il corpo nero, a questa
temperatura, emette luce della stessa tonalità.
Le sorgenti luminose sono suddivise in tre
gruppi, a seconda della temperatura di colore:
< 3300 K : Tonalità calda (Sigla W)
da 3300 a 5300 K : Tonalità neutra (Sigla I)
> 5300 K : Tonalità fredda (Sigla C)
Temperatura Di Colore
Vediamo gli ordini di grandezza relativi alle
sorgenti luminose naturali:
Luna: 4100 K
Sole a mezzogiorno (estate): 5300 - 5800 K
Cielo coperto: 6400 – 6900 K
Cielo sereno: 10000 – 25000 K
L’indice Di Resa Cromatica
Questo fattore viene determinato
confrontando la luce emessa da una
lampada in esame con la luce di una
sorgente campione (ad esempio la
luce diurna o la luce emessa da una
lampada ad incadescenza) avente la
stessa temperatura di colore.
Sorgenti Luminose Artificiali:
Tecnologia E Funzionamento
Le lampade attualmente esistenti si dividono
in tre gruppi principali, a seconda del principio
utilizzato per produrre la luce:
Incandescenza
Scarica in gas
Induzione
La corrente elettrica nel primo caso rende
incandescente un filamento metallico; nel
secondo si ha un passaggio di corrente
all'interno di un gas, nel terzo genera un
campo
elettromagnetico.
Vediamo
nella
diapositiva che segue i vari tipi di lampade in
commercio e le relative caratteristiche.
Tabella Lampade
Lampade
Vita
Media
[h]
Potenza
[W]
Resa
cromatica
Temperatura di
Colore
[K]
Tensione
Nominale
[V]
Incandescenza
1000
151000
Ra100
22003000
125230
Alogeni
2000
752000
Ra=100
32003300
230
612
Vapori di
mercurio
a bassa pressione
8000
20150
558
40 Ra 95
27006500
230
Vapori di
mercurio
ad alta pressione
8000
501000
40 Ra 50
4000
230
Vapori di
Alogenuri
10000
502000
60 Ra 95
30006500
230
Vapori di sodio
a bassa pressione
6000
18180
Ra=0
Non Definibile
230
Vapori di sodio
ad alta pressione
10000
501000
Ra=20
2100
230
Induzione
60000
55 e 85
Ra=80
3000 e 4000
230
A luce Miscelata
7500
1601000
40 Ra 75
33005000
230
Lampade A Incandescenza
Il primo ad accendere una lampada ad
incandescenza fu Edison nel 1879; essa
aveva
un
filamento
di
cotone
carbonizzato ricavato dal bambù e
contenuto in un'ampolla sottovuoto;
rimase accesa 45 ore.
La parte più importante e nello stesso
tempo il punto debole della lampada ad
incandescenza è il filamento; infatti tali
lampade
emettono
luce
grazie
all'incadescenza del filamento.
Una lampada ad incandescenza è costituita
da un filamento metallico all’interno di
un bulbo in vetro dove è stato praticato il
vuoto ed immesso un gas inerte, azoto,
argo o cripto che impedisce al filamento
di tungsteno di bruciare.
Lampade A Incandescenza
Le lampade ad incandescenza sono realizzate
in diversi formati, distinti per vari fattori fra
i
quali
rientrano
la
potenza
e
le
caratteristiche fotometriche, oltre che per le
diverse esigenze d’impiego.
Distinguiamo i seguenti tipi:
con bulbo trasparente
con bulbo diffondente
con riflettore incorporato
per impieghi speciali
per irradiazione
Lampade Ad Incandescenza
Ordinarie
Vari Tipi di lampade ad incandescenza ordinarie
(Fotografie gentilmente concesse da OSRAM)
Lampade Ad Incandescenza
Speciali
Vari Tipi di lampade ad incandescenza speciali
(Foto gentilmente concessa da OSRAM)
Le Lampade Ad
Incandescenza Con Alogeni
Si tratta di lampade ad incadescenza (con
filamento di tungsteno), nelle cui ampolle viene
inserito una certa quantità di alogeno (cloro,
bromo, iodio, fluoro). Le funzioni dell'alogeno
sono essenzialmente due:
Ripulisce
l’ampolla
dalle
molecole
di
tungsteno che, evaporate, si sono depositate su
di essa
Rideposita tali molecole sul filamento,
ricostruendone l'integrità
Le Lampade Ad Incandescenza
Con Alogeni
Le lampade ad alogeni hanno migliori
caratteristiche prestazionali rispetto alle
tradizionali lampade ad incandescenza:
l’efficienza giunge sino a 25 lm/W
la durata passa da 1000 a 2000 ore
la temperatura di colore è più elevata, da
3200 a 3300 K a seconda dei tipi e si
traduce in una luce più bianca e brillante
Lampade Alogene A
Tensione Di Rete
Vari Tipi di lampade alogene a tensione di rete
(Foto gentilmente concessa da OSRAM)
Lampade Alogene A Bassa
Tensione
Vari Tipi di lampade alogene a bassa tensione
(Foto gentilmente concessa da OSRAM)
Le Lampade A Scarica
Con “lampade a scarica” si intendono quelle
lampade nelle quali si ha un passaggio di
corrente all'interno di un gas.
Una lampada a scarica è costituita da un
tubo di materiale trasparente di elevata
resistenza termica e meccanica, alle
estremità del quale sono saldati due
elementi metallici, detti “elettrodi”, a cui
fanno capo i conduttori di alimentazione.
Le Lampade A Scarica
Per scopi di illuminazione generale esistono i
seguenti tipi di lampade a scarica:
a vapori di mercurio a bassa pressione (fluorescenti)
a vapori di mercurio ad alta pressione
a vapori di alogenuri
a luce miscelata
a vapori di sodio a bassa pressione
vapori di sodio ad alta pressione
lampade allo xeno
lampade ad induzione
Le Lampade Fluorescenti
Le lampade fluorescenti sono lampade a
vapori di mercurio a bassa pressione; la
scarica avviene in un tubo di vetro
rivestito
all’interno
con
polveri
fluorescenti. L’emissione di luce avviene
soprattutto
per
trasformazione
della
radiazione ultravioletta, emessa dalla
scarica, in vapori di mercurio in radiazioni
visibili
per
mezzo
delle
polveri
fluorescenti.
Le Lampade Fluorescenti
Attualmente in commercio vi sono lampade
di dimensioni variabili e addirittura sono
state create lampade fluorescenti con
normali attacchi a vite. Le lampade
fluorescenti sono usate per luoghi domestici,
per locali commerciali, per scuole, in locali
con movimento di pubblico e trovano posto
anche nell’ industria.
Esse sono caratterizzate da una efficienza
luminosa maggiore rispetto alle comuni
lampade a incandescenza, con una buona
resa del colore e una durata di circa 8000
ore.
Vari Tipi Di Lampade
Fluorescenti
Vari Tipi di lampade fluorescenti
(Foto gentilmente concessa da OSRAM))
Le Lampade A Vapori
Di Mercurio Ad
Alta Pressione
La scarica ha luogo in un piccolo tubo di
quarzo protetto da un bulbo di vetro duro a
base di Boro-Silicato. La radiazione
prodotta dalla scarica in vapori di
mercurio ad alta pressione è contenuta per
la maggior parte nel campo del visibile. Le
radiazioni, in gran parte ultraviolette,
vengono trasformate in radiazioni visibili
mediante la polveratura che ricopre
internamente l'ampolla di vetro in cui è
contenuto il tubo.
Le Lampade A Vapori
Di Mercurio Ad
Alta Pressione
Tali lampade hanno una vita media uguale
a quella delle lampade fluorescenti ma
un’efficienza minore e una resa del colore
inferiore. Tuttavia la potenza massima è
superiore e per tale motivo si incontrano
nella illuminazione di
strade, impianti
industriali, fiere, mostre e locali con
movimento di pubblico.
Le Lampade A Vapori Di
Alogenuri
Le lampade a vapori di alogenuri sono nate
dal tentativo di migliorare la resa dei
colori e l’efficienza luminosa delle lampade
a vapori di mercurio. Fondamentalmente
la costruzione è analoga.
Il tubo di scarica (di quarzo) contiene,
però, oltre al mercurio e all’argo, che serve
da gas di innesco degli ioduri di sodio, di
tallio e di indio e nel caso di lampade con
particolare resa cromatica, di disprosio, di
olmio, di cesio.
Le Lampade A Vapori Di
Alogenuri
Le lampade a vapori di alogenuri hanno
un’efficienza
luminosa
decisamente
superiore a tutte le lampade incontrate sino
ad ora; sono lampade molto interessanti sia
dal punto di vista delle potenze in gioco che
per la resa del colore. Infatti si è giunti sino
a Ra= 95 e per tali motivi trovano largo uso
nelle riprese cinematografiche e televisive,
per l’illuminazione di capannoni industriali,
padiglioni fieristici nonchè monumenti e
impianti sportivi.
Lampade A Vapori Di Alogenuri
Lampade a vapori di alogenuri
(Foto gentilmente concessa da OSRAM)
Le Lampade A Vapori Di Sodio
Ad Alta Pressione
L'arco elettrico innescato fra due elettrodi
posti all'estremità di un tubo di allumina
sinterizzata, contenente dell'amalgama di
sodio (lega di sodio e mercurio) e del gas
(xenon o argon), provoca l'emissione di
radiazioni luminose. Le lampade al sodio ad
alta pressione si possono dividere in tre
grandi categorie a seconda della pressione di
funzionamento:
Lampade al sodio di tipo “standard”
Lampade al sodio a resa del colore
migliorata
Lampade al sodio a “luce bianca”
Le Lampade A Vapori Di Sodio
Ad Alta Pressione
Questi tipi di lampade sono usate per le
illuminazioni pubbliche o di grandi aree oppure
per gallerie e svincoli stradali, esse presentano
un’ efficienza luminosa elevata con una durata
media di circa 10000 ore si presentano in forme
e dimensioni molto ridotte e con costi
altrettanto bassi. La resa cromatica vale Ra= 20
e hanno potenze più elevate delle lampade a
vapori di sodio a bassa pressione che
illustreremo nelle diapositive che seguono.
Le Lampade A Vapori Di
Sodio A Bassa Pressione
Queste tipi di lampade funzionano sul principio della
scarica elettrica. La lampada si presenta divisa in 2
parti la prima parte è composta da un tubo contenente
una miscela di gas e del sodio che senza l’effetto di
scariche elettriche permane nel suo stato solido, la
seconda parte (quella più esterna) è composta da un
bulbo di vetro che protegge il tubo in genere di quarzo e
riduce la quantità di calore dissipata durante il processo
di accensione dividendo il tubo dall’esterno tramite uno
spazio vuoto. Sotto l’ effetto di una scarica il sodio fino
ad ora allo stato solido passa allo stato gassoso
emettendo una luce di colore giallo oro dovuta al fatto
che gli elettroni liberati dagli elettrodi vanno a urtare
gli atomi di sodio.
Le Lampade A Vapori Di
Sodio A Bassa Pressione
Questi tipi di lampade sono usate per le illuminazioni
pubbliche o di grandi aree oppure per gallerie e
svincoli stradali, esse presentano una efficienza
luminosa elevata con una durata media di circa
10000 ore si presentano in forme e dimensioni molto
ridotte e con costi altrettanto bassi. Lo svantaggio
più forte è di avere una resa cromatica Ra= 0 . In
pratica sia per queste lampade che per le precedenti a
vapori di sodio a b.p. l’utilizzo è in tutte quelle zone
dove la Ra non è importante.
I Sistemi Ad Induzione
I sistemi di illuminazione ad induzione
utilizzano una tecnologia rivoluzionaria che si
pone
all'avanguardia
nel
mondo
dell'illuminazione. Senza addentranci sul
principio di funzionamento le lampade a
induzione sono caratterizzate da una durata
eccezionale
di
circa
60.000
ore
di
funzionamento e sono in pratica prive di
manutenzione. Questo è il requisito più
importante
e
di
conseguenza
trovano
applicazione nella illuminazione di strade e
gallerie.
Apparecchi Di Illuminazione
Gli
apparecchi
d’illuminazione
per
applicazione in interno devono assolvere
essenzialmente le funzioni seguenti:
Fornire un’adeguata protezione alle
sorgenti luminose
Adattarsi alle diverse condizioni di
impiego
Bloccare
l’eventuale
radiazione
ultravioletta
Apparecchi Di Illuminazione
A seconda del genere di distribuzione
del flusso luminoso cui danno luogo, gli
apparecchi di illuminazione vengono
classificati nelle categorie seguenti:
Diffusori
Riflettori
Rifrattori
Schermi
Diffusori
Servono per diffondere in modo
uniforme o quasi uniforme la luce
emessa dalle lampade.
Sono normalmente realizzati:
In vetro smerigliato o opalino
In materiale termoplastico
Riflettori
Servono per orientare secondo
direzioni ben determinate la luce
emessa dalla sorgente luminosa.
Tali superfici sono generalmente di
alluminio brillantato o di lamiera di
ferro smaltata bianca.
Rifrattori
Sono costituiti da involucri di
materiale trasparente che, in
base alla legge della rifrazione,
hanno
la
prerogativa
di
modificare
notevolmente
la
direzionalità dei raggi luminosi
emessi dalle sorgenti in essi
alloggiate.
Schermi
La schermatura è una tecnica molto
usata per controllare o convogliare la
luce emessa da un appareccchio di
illuminazione o per nascondere le
lampade alla vista.
L’ Illuminazione
L’ illuminazione va a intaccare il
lavoratore non solo da un punto di
vista fisico ma anche psicologico in
quanto una scorretta illuminazione
può provocare il calo del valore medio
lavorativo.
Una corretta illuminazione ricopre
tutta la vita sociale di una nazione in
tutti i contesti siano essi produttivi o
meno.
L’ Illuminazione
Una illuminazione buona è la base
per un lavoratore per far bene il
proprio lavoro; esistono diversi
campi in cui l’illuminazione è
fondamentale, tra i più importanti
ricordiamo quello più vicino a noi
“La scuola”.
L’ Illuminazione
Nelle Scuole
Ciò che veramente più sconvolge è il fatto
che la imperfetta illuminazione vada ad
agire in campo psicologico anche nel
rendimento
dell’alunno.
Casi
di
illuminazione non corretti sono frequenti. I
problemi
che,
in
alcune
scuole,
si
incontrano più spesso sono :
Condizioni di illuminazione inadeguate
Le lampade non sono adatte sia come resa
cromatica che come temperatura di colore
Apparecchi di illuminazione inadeguati o
obsoleti
Illuminazione Nelle Scuole
La progettazione della distribuzione della luce sia
naturale che artificiale nelle aule scolastiche deve
essere attuata con la massima attenzione dato che:
Più del 90% di tutte le sensazioni degli allievi sono
mediate dagli occhi
Condizioni di visibilità insufficiente causano sforzi
visivi che, aggiunti a quelli intellettuali, possono
comportare un più intenso affaticamento generale
degli allievi con conseguente minor rendimento
Se gli allievi non sono in condizioni di “vedere
bene” sono costretti ad assumere posizioni più vicine
ai banchi con incurvamento della schiena e se
protratte nel tempo possono dare origine a fenomeni
di scoliosi
L’ Illuminazione Nelle
Realtà Produttive
Anche qui non sempre le condizioni di
illuminazione
sono
ottimali;
ci
è
sembrato invece che nell’ambito del
commercio l’illuminazione sia per forza
di cose molto più curata.
Occorre
sviluppare
una
cultura
illuminotecnica in accordo e parte
integrante
della
sicurezza
che
al
momento in Italia è solo in stato
embrionale.
Un Esempio Di Corretta
Illuminazione
La sala Professori dell’IPSIA”
S. Bartoli” di Montella
Un esempio di corretta illuminazione
Apparecchi Di Illuminazione
Un esempio di moderni apparecchi di illuminazione equipaggiati con
lampade fluorescenti ideali per il risparmio energetico
Situazioni Da Evitare
Non è raro incontrare situazioni
di questo tipo
Situazioni Da Evitare
Si noti la lampadina senza alcun apparecchio di illuminazione;
inoltre in tale struttura manca completamente l’illuminazione di
emergenza prevista dalla legge 46/90
Quali Rimedi Adottare ?
Il
problema
più
grande
della
questione illuminazione è il fatto
che spesso condizioni di alto rischio
siano sottovalutate oppure addirittura
ignorate.
L’illuminazione,
soprattutto
nei
contesti di studio e di lavoro, è
fondamentale per eseguire un lavoro
nel migliore dei modi .
Le risposte non sono semplici e non
sono di immediata soluzione.
Illuminazione Nelle Scuole
Nelle diapositive che seguono
“tentiamo”
di
affrontare
il
problema illuminazione per le
scuole.
Come capire se le scuole sono
bene illuminate?
Quali lampade adottare?
Quali apparecchi?
Illuminazione Nelle Scuole
I parametri da portare in conto per un buon
progetto illuminotecnico devono portare in conto
vari fattori:
Illuminamento ottimale
Uniformità d’illuminamento
Scelta delle lampade (in genere fluorescenti)
Scelta degli apparecchi di illuminazione a
seconda che vi siano o meno videoterminali
Equilibrio delle luminanze
Prevenzione dell’abbagliamento
Progettazione computerizzata
Illuminazione differenziata a seconda degli
ambienti come prescritto dalla norma UNI 10380
Variante A1, e rispetto delle disposizioni
legislative e circolari ministeriali (vedi diapositive
che seguono)
Norma UNI 10380 Variante A1
TIPO DI INTERNO E
ATTIVITÀ
Scuole
Aule comuni e
aula magna
Lavagna
Tavolo per
dimostrazioni
Sale lettura
Ingressi
Scale
Biblioteca: lettura
Biblioteca: scaffali
Palazzetti, palestre,
piscine
Mensa
ILLUMINAMENTO ILLUMINAMENTO
MEDIO
MEDIO DI
MANTENUTO
ESERCIZIO
VARIANTE A1
NORMA UNI 10380
200
300 – 500 - 750
500
300 - 500 - 750
500
500 – 750 - 100
500
200
150
500
200
-
300
-
200
-
Disposizioni Legislative E
Circolari Ministeriali
D.P.R. 547 del 27/4/55 - Norme per la prevenzione
degli infortuni sul lavoro.
Legge 186 del 1/3/68 - Disposizioni concernenti la
produzione di materiali, apparecchiature, macchinari,
installazioni e impianti elettrici ed elettronici.
Legge 791 del 18/10/77 - Attuazione della direttiva
CEE N°73/23 relativa alle garanzie di sicurezza che deve
possedere il materiale elettrico, utilizzato in certi limiti di
tensione.
Legge 46 del 5/3/90 - Norme per la sicurezza degli
impianti.
D.Lgs. 626 del 19/09/1994 - Attuazioni delle direttive
CEE riguardanti il miglioramento della sicurezza e della
salute dei lavoratori sul luogo di lavoro.
D.Lgs. 242 del 19/03/1996 - Modifiche al D.Lgs.
626/94.
Norma UNI 10380 Variante A1.
Conclusione
Sperando di poter collaborare in futuro con
altre iniziative di questo genere desideriamo
ringraziare l'INAIL ed il MIUR che ci hanno
permesso di approfondire alcune delle
tematiche più interessanti da un punto di
vista sociale e tese a discorsi futuri per
quella che è la professione del tecnico
elettronico.
In particolare un sentito ringraziamento va
al Perito Industriale Carmine La Mura
responsabile per l’agenzia OSRAM di Napoli
che ci ha fornito sia materiale visivo che
didattico.
Bibliografia
ENEL CESI - Guida tecnica per l'illuminazione di interni
Quaderno AIDI – Corso base di illuminotecnica per
interni
Quaderno AIDI – Corso base di illuminotecnica per
esterni
Quaderno AIDI
delle scuole
- Raccomandazioni per l'illuminazione
Rivista “LUCE” - Ed. Tecniche Nuove
Manuale di illuminotecnica - Ed. Tecniche Nuove
Manuale di elettrotecnica - Ed. Cremonese
Materiale fornito da OSRAM
Norma UNI 10380 e Variante A1
Ricerche su internet
REALIZZAZIONE A CURA DI :
Carbone Nicola
Cianciulli Danilo
Marano Mariano
Classe III Sez. D - IPSIA “S.Bartoli”
Via Verteglia – Montella (Avellino)
Indirizzo
“Operatore Elettronico”
Anno Scolastico 2004-2005
Tutor Prof. Ing. Antonio D’Ecclesia