Visto l’interesse sempre maggiore sulla simulazione della luce, a cui qua su luxemozione è dedicato un intera sezione, ho pensato di restaurare ed integrare un vecchio articolo sui formati fotometrici (Immagine in header courtesy AEC). Sulla simulazione della luce in generale, invece vi rimando alla categoria specifica: Simulazione della luce.

Nell’articolo qua sotto vengono descritte i 2 principali  formati , normalmente utilizzati dai vari software di simulazione della luce per simulare il comportamento dei corpi illuminanti: i formati fotometrici IES e LDT.

Formati fotometrici IES LDT

Formati Fotometrici IES LDT
Le due immagini qua sopra sono tratte da una presentazione di Oxytech sui formati fotometrici

Le curve fotomeriche

Prima di tutto una breve introduzione sulla rappresentazione dell’emissione luminosa di una sorgente o di un apparecchio luminoso, che solitamente avviene attraverso l’utilizzo di curve fotometriche, che altro non sono che la rappresentazione  bidimensionale dell’emissione luminosa di questi, espressa in candele.

Un altro articolo a cui rimando, sempre in tema di fotometrie è:

Ciascun corpo illuminante o sorgente, per ogni angolo spaziale emette un intensità luminosa: la rappresentazione tridimensionale delle intensità è detto solido fotometrico.

solido fotometrico formati fotometrici

Intersecando il solido fotometrico con dei piani, ottengo una rappresentazione bidimensionale di questo, per ogni piano ho una differente curva fotometrica.

fotometria diagramma polare formati fotometrici

Nell’immagine qua sopra si può notare che le intensità in un dato piano (0-180 e 90-270) sono descritte da una curva, il luogo dei punti delle intensità luminose. Per ogni angolo di  posso conoscere l’intensità luminosa emessa in una specifica direzione.
Normalmente per l’intensità è espressa in cd/klm, cioè in intensità espresse in candele relative al flusso di lampada emesso dalla sorgente che montano, espresso in klumen (flusso/1000lm).

In questo modo modo si rende indipendente l’apparecchio d’illuminazione dalla sorgente che è montata all’interno.

Curva fotometrica polare di un corpo illuminante per sorgente tradizionale con distribuzione rotosimmetrica:
Il sistema di riferimeno è polare, l’origine è nel centro del cerchio, i raggi che partono dal centro rappresentano gli angoli di distribuzione nello spazio rispetto l’origine, mentre i cerchi concentrici descrivono quantitativamente le diverese intensità.

fotometria polare formati fotometrici

Stesso corpo illuminate, ma diverso sistema di rappresentazione: rappresentazione cartesiana della fotometria.

fotometria cartesiana formati fotometrici

Curve fotometriche diverse per i LED

Diversa è la trattazione dei corpi illuminanti a LED, viste le nuverose variabili e criticità legate al funzionamento del LED stesso, il rilievo fotometrico è assoluto: il flusso è indicato in fotometria è uscente, ovvero al lordo del sistema ottico (lenti, riflettori, ecc) e del vetro di chiusura. L’indicazione di efficienza luminosa (efficacy) considera in questo caso il rapporto tra flusso uscente ed assorbimento elettrico misurato al cavo, sempre espresso in lm/W (lumen/watt). Il rendimento di sistema (flusso uscente/flusso lampada), che per apparecchi con sorgente tradizionale è sempre inferiore a 100% nel caso di fotometrie assolute è (solitamente) 100%

Questa diversa modalità con cui vengono fotometrati corpi illuminanti dotati di  sorgenti tradizionali e LED nasce da una criticità della tecnologia allo stato solido (SSL): il flusso luminoso nominale, dichiarato dal fornitore del LED è solitamente espresso in condizioni che non sono mai quelle reali: il flusso luminoso di un LED può subire delle variazioni anche sensibili a seconda delle condizioni di funzionamento in apparecchio.
Quindi attenzione quando si leggono i dati a catalogo di un corpo illuminante LED, può accadere che l’azienda fornitrice, per una mera esigenza commerciale, dichiari dei dati non reali, che possono portare ad errori, anche sensibili.

Per maggiori dettagli rimando all’approfondimento sulla UNI11356 2010, Caratterizzazione fotometrica degli apparecchi di illuminazione a LED:

I file fotometrici

I file fotometrici sono file di testo, editabili con qualsiasi text editor,  che contengono i dati necessari a descrivere il solido fotometrico di un corpo illuminante o sorgente. I dati sono elencati all’interno del file secondo diversi standard, che vengono interpretati dal software di simulazione ed utilizzati nella verifica.

visualizzazione 3d solido fotometrico formati fotometrici

Esistono diversi formati fotometrici, i più conosciuti e più diffusi sono il formato EULUMDAT LDT e il formato IESNA -IES

Il formato LDT

Il formato LDT o EULUMDAT , è di fatto lo standard industriale di formato di file fotometrico per i paesi europei, è un formato fotometrico che risale ai primi anni ’90 , che descrive i dati di un apparecchio in modo estermamente completo: Simmetria, tipologia di apparecchio , tipo di lampada, temperatura di colore della sorgente, resa cromatica della sorgente, geometria, rendimenti e matrice fotometrica. E’ attualmente il formato più diffuso in europa.

LDT file format
Tabella che descrive il contenuto del file fotometrico LDT Eulumdat. Clicca sull’immagine per allargare.

Per maggiori dettagli rimando a questo documento pubblicato su Helios32

Più nel dettaglio, quali dati sono contenuti (normalmente) all’interno di un file Eulumdat.

Formato LDT formati fotometrici

 

Formato LDT formati fotometrici

 

Formato LDT formati fotometrici

Formato LDT formati fotometrici

Il formato IES

Il formato IES LM-63-2000 o IESNA è il formato ufficiale nord americano. Utilizzato comunemente da software di calcolo come Lightscape (non più in commercio), 3dsMaxAgi32, ecc.

Il formato IES contiente dati differenti rispetto al formato LDT qua un datasheet contenente le specifiche dello standard LM-63-95
Esistono software di conversione di formato, il piu completo il modulo Photoview interno a Litestar 4D di Oxytech. Che in realtà è anche molto altro. Ad oggi, a mio avviso, è  il miglior software di gestione fotometrico in commercio.

Differenze principali tra LDT e IES

Nel file EULUMDAT – LDT i dati sono definiti dalla posizione della riga all’nterno del file, perciò è necessario che tutti i dati siano inseriti per permettere all’interprete di ricavare i dati corretti. Nello IESNA – IES , invece, all’inizio di ogni riga esiste una etichetta il cui nome è racchiuso tra due parentesi quadre che definiscono il tipo di dato, quindi in alcuni file IESNA circolanti non sono stati inseriti tutti i dati possibili ma solo quelli che sono obbligatori.

Il file IESNA permette di definire alcuni parametri e informazioni che il file ELUMUDAT non consente. Ad esempio il tipo misura fotometrica fatta, in campo lontano o campo vicino. La forma della superficie luminosa che può essere anche di forma sferica o di forma ellissoidale, o cilindrica orientata nei vari modi (questo non è permesso dall’EULUMDAT). Inoltre permette di definire vari angoli di inclinazione (TILT) dell’apparecchio in fase di progetto diverso dall’orientamento della fotometria e inserire per ogni angolo dei fattori correttivi che tengano conto della variazione del flusso luminoso della lampada per i vari orientamenti.

Eventuali altre differenze è possibile verificarle leggendo il documento IESNA LM 63 2002

Attenzione a quello che si utilizza!

Concludendo, entrambi i formati fotometrici presentati, sebbene differenti per caratteristiche,  consentono di realizzare una simulazione del sistema d’illuminazione accurato.Non è possibile affermare se un fomato è meglio di un altro.

Tuttavia, è bene sottolineare che, proprio a seguito della larga diffusione della teconologia LED nel mercato dell’illuminazione, la metodologia con cui deve essere costruito il dato fotometrico è differente da quello che avveniva con sorgenti tradizionali.

Alcuni produttori purtroppo forniscono ancora oggi dati non corretti, è opportuno quindi fare molta attenzione ai contenuti dei file fotometrici forniti. Il rischio è di commettere errori anche grossolani.

5 Commenti

  1. Innanzitutto, non è varo che il formato EULUMDAT è adottato ufficialmente in europa, essendo il primo è il più usato, ma la noerma EN 13032-1 “Misurazione e presentazione dei dati fotometrici di lampade e apparecchi – Parte 1: Misurazioni e formato del file” prescrive l’uso del forato CEN e non EULUMDAT.
    Inoltre, non è vero che il file IES è meno completo del file EULUMDAT anzi, questo file è per alcuni aspetti più completo del file EULUMDAT.

  2. Gentile Luigi,
    grazie delle informazioni, sulla questione “adottato ufficialmente in europa” ho trovato l’informazione su un libro di testo, non l’ho certo partorito di mia spontanea volontà, comunque m’informerò e poi nel caso correggo.
    Sul formato IES non sono molto d’accordo, mi spieghi in cosa il formato IES sarebbe più completo? aprendo un po’ di fotometrie IES dei principali fornitori, molti sono i dati che mancano rispetto a LDT.
    Inoltre confermato dalla seguente tabella, che forse non è aggiornata all’ultimo standard IES
    http://goo.gl/Jnlezx

    Se hai dati che non conosco ti prego di elencarli qua sotto in modo da poter integrare l’articolo, che di fatto è molto vecchio ed andrebbe integrato
    Grazie

    • Sul formato CEN mi puoi dire per cosa viene utilizzato?
      Sul punto “adottato ufficialmente” effettivamente potrebbe essere una malinterpretazione:
      cito il Manuale dell’Illuminazione pag 13-6 sezione strumenti informatici…
      “Eulumdat è di fatto lo standard industriale di formato di file fotometrico per i paesi europei…ecc.”
      che di fatto è diverso da adottato ufficialmente… però se non ti torna nemmeno questo dimmelo perchè m’informo pure io con l’autore per capire le fonti.
      TY

  3. Gentile sig. Giacomo
    La gran parte dei produttori di programmi illuminotecnici usano, per l’importazione dei dati fotometrici prevalentemente i formati EULUMDAT e IESNA. Quindi possiamo dire che questi due formati sono i più utilizzati, ma non ritengo corretto ritenerli uno standard europeo dato che nessuna norma del CEN li cita. Ci sono però produttori di programmi illuminotecnici che permettono l’importazione anche da altri formati fotometrici: in particolare i file CEN e CIE, inoltre ultimamente un produttore italiano di programmi illuminotecnici propone un nuovo formato in HTML molto più completo e generalizzato rispeeto agli altri file di interscambio dati fotometrici.
    Per quanto riguarda il confronto tra il formato EULUMDAT e lo IESNA, Nel file EULUMDAT i dati sono definiti dalla posizione della riga all’nterno del file, perciò è necessario che tutti i dati siano inseriti per permettere all’interprete di ricavare i dati corretti. Nello IESNA, invece, all’inizio di ogni riga esiste una etichetta il cui nome è racchiuso tra due parentesi quadre che definiscono il tipo di dato, quindi in alcuni file IESNA circolanti non sono stati inseriti tutti i dati possibili ma solo quelli che sono obbligatori. Il file IESNA permette di definire alcuni parametri e informazioni che il file ELUMUDAT non consente. Ad esempio il tipo misura fotometrica fatta, in campo lontano o campo vicino. La forma della superficie luminosa che può essere anche di forma sferica o di forma ellissoidale, o cilindrica orientata nei vari modi (questo non è permesso dall’EULUMDAT). Inoltre permette di definire vari angoli di inclinazione (TILT) dell’apparecchio in fase di progetto diverso dall’orientamento della fotometria e inserire per ogni angolo dei fattori correttivi che tengano conto della variazione del flusso luminoso della lampada per i vari orientamenti. Eventuali altre differenze è possibile verificarle leggendo il documento IESNA LM 63 2002

  4. Gentile Luigi,
    grazie per le preziose informazioni, come avrà avuto modo di notare ho già cambiato ed integrato l’articolo. Come dicevo aveva bisogno di un aggiornmento.
    Sul CEN dopo che aveva commentato ho parlato con Stefano Borsani di Oxytechche mi ha anche raccontato di alcuni aspetti diciamo poco pratici di questo formato che di fatto ne hanno limitato moltissimo la diffusione sul mercato. Ovviamente sul formato OXL di Oxytech che citava prima, andrebbe aperta una parentesi molto più ampia, molto probabilmente scriverò un articolo di approfondimento nei prossimi giorni.
    L’articolo sopra, come da titolo è limitato ai formati più diffusamente utilizzati, di cui non fan parte nè CEN nè (ad oggi) nemmeno OXL. Aggiungerò sicuramente l’approfondimento qua sopra su IES ed un riferimento sia a CEN e OXL che decisamente meritano una menzione. Sul nuovo standard IES LM63 2002 potrebbe cortesemente inviarmelo via mail? giacomo@luxemozione.com Ho provato per molto tempo a cercarlo senza successo
    Grazie e a presto

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