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Nuove tecnologie per l'illuminazione artificiale: i diodi a emissione luminosa

Anna Lia Quattroccolo, Sonia Schiavone

Nuove tecnologie per l'illuminazione artificiale: i diodi a emissione luminosa.

Rel. Chiara Aghemo. Politecnico di Torino, Corso di laurea in Architettura, 2004

Questa è la versione più aggiornata di questo documento.

Abstract:

In ambito illuminotecnico, la recente e progressiva affermazione dei diodi a emissione luminosa come possibile alternativa alle sorgenti tradizionali per l'illuminazione architettonica ha dato luogo a un fermento e una curiosità paragonabili a quelli determinati dall'introduzione sul mercato delle prime sorgenti alogene, negli anni Sessanta. Lo sviluppo di una nuova tecnologia però, soprattutto se accompagnato da una pubblicità enfatica ed entusiastica, quale quella con cui i LED sono stati presentati sul mercato, scatena inevitabilmente dubbi ed interrogativi, ai quali è indispensabile rispondere, per poter compiere scelte e valutazioni consapevoli. L'obiettivo di questa tesi consiste quindi nel capire quali siano i limiti e le potenzialità dell'introduzione di sorgenti allo stato solido in ambito architettonico e urbano e nell'individuare per quali specifiche applicazioni possano rappresentare oggi una soluzione illuminotecnica competitiva. Il primo capitolo analizza differenti sorgenti e sistemi per l'illuminazione artificiale: vengono presentate alcune recenti soluzioni proposte dalle principali aziende per rispondere alle esigenze di professionisti del settore e fruitori. Tra queste compaiono i diodi a emissione luminosa, dei quali si sottolineano i vantaggi pubblicizzati dalle case produttrici. Le ottimistiche previsioni relative a una larga diffusione e affermazione di queste sorgenti nel prossimo futuro giustificano l'obiettivo di verificare se i diodi possano effettivamente essere considerati la tecnologia più rivoluzionaria ed efficace tra quelle presenti oggi sul mercato. Nel secondo capitolo vengono perciò analizzati il funzionamento e la tecnologia dei LED, ripercorrendo le principali tappe della loro storia e della loro evoluzione, da semplici indicatori luminosi avere e proprie sorgenti di illuminazione. Con il terzo capitolo si completa l'analisi storica e tecnologica con una breve rassegna delle tipologie di LED e di moduli elementari presenti oggi sul mercato e adatti ad essere impiegati nel campo dell'illuminazione architettonica. Si focalizza inoltre l'attenzione sui problemi esistenti nel quantificare le caratteristiche fotometriche dei diodi, a causa delle differenze morfologiche e tecnologiche tra i LED e le altre sorgenti luminose. Sulla base di un rapporto tecnico CIE del Comite Internationel de l'Eclairage (CIE) vengono quindi descritte particolari metodologie di misurazione, con considerazioni utili per poter valutare con maggior consapevolezza i dati fotometrici riportati a catalogo dalle aziende produttrici di LED. La fase successiva è costituita dalla raccolta di informazioni sugli apparecchi presenti oggi sul mercato, adattati o progettati esplicitamente per diodi a emissione luminosa. Nel quarto capitolo è presentata la raccolta di schede di analisi elaborate al fine di sintetizzare le informazioni relative all'analisi di mercato condotta in ambito nazionale e internazionale. La rassegna di schede è preceduta da una guida alla lettura che ne fornisce un'indispensabile chiave interpretativa, oltre a chiarire secondo quali criteri è stata condotta la selezione delle informazioni. Un'ulteriore fase è stata quella di ricercare progetti illuminotecnici già realizzati, nei quali si sia scelto di utilizzare apparecchi a LED: questi progetti sono presentati nel quinto capitolo. La struttura del capitolo è del tutto analoga a quella del precedente: dopo una guida alla lettura nella quale si esplicitano i principi alla base dell'organizzazione delle informazioni, vengono presentate schede di presentazione e analisi di progetti illuminotecnici. La parte conclusiva della tesi consiste in un regesto critico del materiale precedentemente esposto ed è articolata anche in questo caso su tre livelli, che rispecchiano la sequenza dei capitoli terzo, quarto e quinto. La prima parte è dedicata all'analisi prestazionale delle sorgenti a LED, nella quale vengono messi in discussione uno per uno i punti di forza tanto pubblicizzati dell'illuminazione allo stato solido, cercando di ridimensionarne la portata oppure di attestarne la veridicità sulla base delle informazioni acquisite in questi mesi attraverso varie fonti. Nella seconda sezione vengono evidenziati e discussi criticamente i principali filoni di produzione di apparecchi a LED, le cui potenzialità vengono considerate dal punto di vista morfologico e tecnologico. La terza parte, infine, consiste in un'analoga trattazione critica dei principali ambiti di applicazione dei sistemi di illuminazione allo stato solido, al fine di fornire utili indicazioni per i progettisti.

Relatori: Chiara Aghemo
Tipo di pubblicazione: A stampa
Numero di pagine: 752
Parole chiave: tecnologia - luce - artificiale - led
Soggetti: S Scienze e Scienze Applicate > SJ Illuminotecnica
D Disegno industriale e arti applicate > DG Design
Corso di laurea: Corso di laurea in Architettura
Classe di laurea: NON SPECIFICATO
Aziende collaboratrici: NON SPECIFICATO
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/271
Capitoli:

Premessa

1. Tecnologie per l'illuminazione artificiale: sorgenti e sistemi tradizionali e innovativi

1.1 Le sorgenti luminose

- Le sorgenti a incandescenza

- Le sorgenti ad alogeni

- Le sorgenti fluorescenti

- Altre sorgenti a scarica

- I LED

- L' elettroluminescenza

1.2 l sistemi di illuminazione

- Le fibre ottiche

- Le pellicole polimeriche

Bibliografia cap.1

2. Tecnologia e storia dei diodi a emissione luminosa

2.1 La tecnologia

- Che cos'è un LED?

- Cosa c'è dentro un LED?

- Come emette luce un LED?

2.2 Un po' di storia...

- Anni '60 e '70: spie luminose

- Anni '80 e '90: nuovi composti

- Un passo importantissimo: la luce bianca

- I recenti sviluppi

Bibliografia cap.2

3. I LED per l'illuminazione

3.1 I LED di ultima generazione

- I moduli LED

3.2 Quanta luce emette un LED?

- Proprietà della luce emessa dai LED

- La misurazione delle caratteristiche fotometriche

- Campioni di riferimento

- Caratteristiche elettriche

- Influenza della temperatura sulla radiazione luminosa

- Tolleranze di produzione

- Come misurare la luce emessa da un LED

- Intensità media di un LED

- Il flusso luminoso

Bibliografia Cap.3

4. La produzione di apparecchi a LED

4.1 Guida alla lettura delle schede

4.2 Rassegna di schede di apparecchi a LED

- Apparecchi da incasso a terra

- Apparecchi da incasso a parete

- Apparecchi da incasso a soffitto

- Plafoniere

- Sospensioni

- Apparecchi lineari con sistemi di ancoraggio

- Proiettori con sistemi di ancoraggio

- Applique

- Lampade da tavolo

- Lampade da terra

4.3 Novità, tendenze, esperienze artistiche

- Prototipi

- Oggetti di design

- Oggetti d'arte

4.4 Analisi critica delle schede relative agli apparecchi

Bibliografia Cap.4

5. L 'applicazione dei LED in ambito architettonico

5.1 Guida alla lettura delle schede

5.2 Rassegna di schede per l'illuminazione di esterni

- Aree pedonali

- Fontane

- Ponti

- Segni urbani

- Illuminazione di facciate

- Elementi architettonici

5.3 Rassegna di schede per l'illuminazione di interni

- Locali commerciali

- Locali di intrattenimento

- Cultura e spettacolo

- Bar e ristoranti

- Alberghi

- Salute e benessere

- Case private

- Uffici

- Aree di distribuzione

- Sicurezza

5.4 Rassegna di schede per l'illuminazione di installazioni temporanee

- Esposizioni

- Fiere

- Festività

- Arte contemporanea

5.5 Analisi critica delle schede relative alle applicazioni

Bibliografia Cap.5

6. Considerazioni conclusive

6.1 Analisi prestazionale delle sorgenti a LED

- Caratterizzazione fotometrica

- Consumo energetico ed efficienza luminosa

- Durata e convenienza economica

- Produzione di calore

- Qualità della luce

6.2 Stato dell'arte della produzione di apparecchi a LED

- Apparecchi da incasso per esterni e interni

- Apparecchi decorativi per interni

- Segnaletica di sicurezza

- Arredo urbano e apparecchi per esterni

- Proiettori e apparecchi per illuminazione dinamica

6.3 Potenzialità e limiti nell'applicazione dei sistemi di illuminazione allo stato solido

- Illuminazione d'effetto per esterni

- Illuminazione d'effetto per interni

- Illuminazione funzionale per interni

6.4 Il futuro delle sorgenti LED

Bibliografia Cap.6

7. Glossario

G1. Le grandezze fotometriche

G2. l parametri caratterizzanti le sorgenti luminose

G3. Quantità elettriche

Bibliografia

Glossario

8. Regesto degli apparecchi analizzati

Bibliografia generale

Ringraziamenti

Bibliografia:

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