La lucenell’ArtePovera

The Light inArte Povera

Ombre archeologichea Francoforte

ArcheologicalShadows in Frankfurt

Impreseitaliane,nuovesfide

Italian Companies,New Challenges

direttore responsabile

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vice direttore

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art director

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segreteria di direzione e redazione

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direttore editoriale

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direttore marketing

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Gianni Drisaldi - Presidente, Chiara Aghemo, Roberto Barbieri, Paolino Batani, Aldo Bigatti, Claudio Bini, Raffaele Bonardi, Mario Bonomo, Dante Cariboni, Stefano Cetti,Giancarlo Daniele, Paolo Di Lecce, Lorenzo Fellin, Riccardo Gargioni, Fulvio Giorgi, Ruggero Guanella, Maria Letizia Mariani, Claudio Liberatore, Marco Loro, Marco Pollice,Gianpaolo Roscio, Paolo Soardo, Margherita Suss, Laura Vismara.

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grafica e impaginazione

Antonio Ianiro - Rio de Ianiro sas

si ringraziano

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fotolito e stampa

Arti Grafiche Picene

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LUCE

GE Lighting’s European Lighting

Experience Center, Budapest

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AIDI

Associazione Italiana di IlluminazioneGIE

Gruppo Italia Energia

Scenari

Illuminare Venezia e non solo, nel mondo 06

Interviste a Raffaele Bonardi

e Giovanni Roncan di Citelum

Lighting not onlyin Venice but also in the world

di Silvano Oldani e Mauro Bozzola

Industria italiana di illuminazione: 16

un valore per i mercati internazionali

Intervista a Patrizia Di Sano, presidente ASSIL

Italian lighting industry:

a value for international markets

di Emanuele Martinelli

Le imprese italiane pronte a nuove sfide 30

Intervista a Dante Cariboni,

presidente Cariboni Group e vice presidente AIDI.

Italian companies

are ready to take up new challenges

di Emanuele Martinelli

Arte

La luce nell'Arte povera 42

The light in Arte Povera

di Jacqueline Ceresoli

Luce interni

Racconto magico nel mondo della luce 52

A magic story in the world of light

di Andrea Cerquiglini

Francoforte

Ombre archeologiche di Fabrizio Corneli 64

Archaeological Shadows

di Mauro Bozzola

3

LUCE 297/298 1-2/2012

4

SOMMARIO

Design

Atollo ovvero l’isola che c’è 70

Atollo the existing isle

di Andrea Calatroni

Luce esterni

Illuminazione di centri urbani con tecnologie LED 78

Intervista a Margherita Suss

Lighting city centres

using LED technologies

di Silvano Oldani e Mauro Bozzola

Innovazione

Luce e colore 88

per una degenza ospedaliera

The light and colours

during hospital stay

di Carla Balocco, Enrico Marmonti

Le macchie di luce sui dipinti 100

Disturbing veiling reflections in Galleries

di Mario Bonomo, Claudia Cester

Tecniche di simulazione 106

per la progettazione di apparecchi a LED

Simulation techniquesin

designing of LED devices

di Fulvio Musante, Danilo Paleari, Maurizio Rossi

Ricerca

Nuovi concepts di luce alla IUAV 118

New light concepts

di Alberto Pasetti

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LUCE INTERNI GE LIGHTING’S EUROPEAN LIGHTING EXPERIENCE CENTER BUDAPEST / HUNGARY

uello che abbiamo cercato di fare è stato utilizzarela luce come un qualsiasi materiale, per

costruire e raccontare, per emozionare.Non credo che la missione di questo grandespazio fosse insegnare, in mododidascalico, a illuminare il soggiorno,l’ingresso di un albergo, un centrocommerciale. Io credo che questo luogoavrà realizzato il suo obiettivo se sarà ingrado di lasciare una traccia nel visitatore,se saprà emozionare. Questo progetto è un

viaggio in un mondo plasmato con la luce.Si alzi il sipario allora, entrate con me, che il

viaggio abbia inizio, e si accendino le luci! Immaginate di ritrovarvi in un luogo, meglio in

uno spazio che è dentro un edificio, ma che non hanulla a che vedere con ciò che è pavimento, pareti,soffitto. Uno spazio dove ciò che conta non è

l’apparecchio d’illuminazione, ma la luce, lasola luce, l’effetto che fa; luce costruita e

come incastrata, piegata, utilizzata come legno,ferro, gesso, per costruire da protagonista lo spazio.

What we have tried to do is to use the light as any

other material to construct, tell and excite.

I do not think that the mission of this enormous

space is to teach, in a didactic tone, to illuminate a

living room, a hotel entrance or a shopping centre.

I believe that this place will achieve its objective if it

is able to leave a trace in a visitor, if it is capable of

exciting. This project is a journey to a world

moulded by the light. Let us raise the curtain, come

with me, let the journey start, let the lights turn on!

Imagine that you stay in a place, or rather a space in-

side a building, which has nothing which resembles

the floor, the walls and the ceilings. A space, where

the only thing that counts is not a lighting device, but

the light, just the light and its effect, how it is con-

structed, squeezed, folded, used like wood, iron and

plaster – where it is a chief constructor of the space.

What do you do when you want to meet a friend, tell

a story to a person that you have not seen for ages? I

think there is no better way than going for a walk,

isn’t it? And that is why this space is a walk in a park,

in a geometric and angular wood, like the trunks of

its trees. And in the wood, the light filters through

forms, comes down from top and passes through

the branches. While I am walking there, I see things

in front of me, and then behind me, what I find far-

ther, what things appear and disappear. So, for ex-

ample, when I look left, I see some forms behind

these shapes; behind these branches I see a yet an-

other space which is not angular anymore, but deli-

cate, rounded and calm, where also the light

becomes soft and round. The light follows the shape

of things and gives shape to the things. Later, after

the walk, as we also discover the pleasure of taking a

break, having a seat, I will invite you to talk more

about the light, which can be either aggressive and

sharp, or cosy and heady; it can relax and not excite.

Later.

We keep walking and arrive to a place from which

you can see, but from a distance, a clearing with a

lake and trees that are different though, as the sea-

sons change in the wood. Here the trees are round

and rotund, of special type. They are called

“ball_trees” because they are almost magic, they

are so shiny from the light coming from the inside:

di Andrea Cerquiglini

RACCONTO MAGICO

NEL MONDO DELLA LUCE

QA MAGIC STORY

IN THE WORLD OF L IGHT

European Lighting Experience Center

di GE Lighting a Budapest.

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LUCE 297/298 1-2/2012

Se vuoi incontrare un amico, se vuoi raccontare una storia auna persona che non vedi da molto tempo, cosa fai? Iopenso che non ci sia cosa più bella di una passeggiata, ono? E allora questo spazio nasce come una passeggiata inun parco, in un bosco geometrico e spigoloso, come lo sonoi tronchi dei suoi alberi. E, in un bosco, la luce filtra tra leforme, arriva dall'alto, passa tra i rami. Camminandovi, vedole cose davanti a me, e poi anche cosa c'è dietro di me, cosac'è alla fine, cosa appare e scompare. Allora, ad esempio,guardando a sinistra vedo che dietro a quelle forme, dietro aquei rami c'è un altro spazio che non è più spigoloso, ma èlieve, arrotondato e tranquillo, dove anche la luce diventamorbida e rotonda. La luce segue la forma delle cose, e dàforma alle cose. Poi, dopo aver camminato – poiché nasce in

noi anche il piacere di fermarsi, di sedersi – t'invito a parlare

ancora della luce, che può essere aggressiva e spigolosa,

ma che può essere anche avvolgente e inebriante, e rilassare

e non eccitare.

Poi.

Riprendiamo il cammino, e arriviamo in un luogo in cui si

vede – però da lontano – una radura, con un lago, con gli

alberi che sono però cambiati, come cambiano in un bosco

le stagioni. Qui son alberi tondi e rotondi, di tipo speciale,

chiamati “palla_tree”, perché quasi magici, perché luminosi

con la luce che viene dall’interno: fatti di luce.

A questo punto siamo a metà del viaggio nel mondo della

luce; siamo usciti dal bosco, lasciamo la natura, e ci

fermiamo a parlare ancora, se vogliamo.

Entriamo in città. Le forme non sono più libere, non più

rotonde, non più spigolose, ma sono razionali e organizzate:

siamo arrivati in una piazza. Una piazza che, ancora una

volta, ci serve per raccontare la luce, in modo meno

metaforico e più realistico. Erano stati esempi, la luce

mostrata attraverso applicazioni possibili.

Ancora una volta, una volta ancora, la tentazione di scappar

via e di fuggire dal raccontare la realtà così com'è e dal

mettere in scena un mondo finto di statue di cera. Poi, l'idea o

l’intuizione di organizzare delle scene all'interno di spazi

regolari e razionali: “scatole” aperte, composte intorno ad uno

spazio, come la forma di una piazza. Scatole che sono edifici,

ognuno dei quali ospita una funzione, un'attività: vendere,

lavorare, mostrare. Dove ogni attività è raccontata con la luce.

Però la natura è ancora presente, poiché la natura è anch'essa

un materiale da costruzione e, dunque, parte della città. E la

natura, o gli spazi aperti, o meglio, la luce per la notte per gli

spazi aperti, è l'ultima tappa di questo viaggio nella luce,

raccontato con la luce. E si arriva allora in un prato che è nero,

perché notte, dove la luce filtra tra neri alberi e nere forme.

Continua il viaggio.

Perché questo showroom è stato pensato proprio come un

viaggio, una passeggiata, mettetela come preferite,

camminate come volete, prendete il vostro passo, ma il

senso è quello del procedere, in ogni caso, un andare che

inizia da un bosco magico e incantato, e poi arriva in città.

Le luci, le vedo, le ho fatte, le ho pensate, le abbiamo

pensate. Ora mi sembra di sentire i suoni, che cambiano.

Non c'è più la luce sussurrata che scappa via e guizza da

pareti e soffitti, che morbidamente rotola dalle forme tonde e

giocose degli alberi obesi, i “palla_tree”. Stiamo lasciando il

bosco e arrivando in un altro luogo. Continua, continua

questo viaggio magico nel mondo della luce, nell’assoluto

trasporto della fantasia e dell'immaginazione.

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LUCE INTERNI GE LIGHTING’S EUROPEAN LIGHTING EXPERIENCE CENTER BUDAPEST / HUNGARY

they are made of the light.

At this point we are in the middle of our journey in the world of

light. We have left the wood, now we are leaving the nature,

then we stop to talk a bit more, if we like.

We enter the city. The shapes are not so free, not rotund any-

more, but rational and organized. We have reached a square.

This square serves us to talk again about the light in a less

metaphorical and more realistic way.

These were the examples of light shown through possible ap-

plications.

Again and again a temptation to run away and to escape from

talking about reality as it is, from putting up a fake world of wax

figures. Then, an idea or intuition to organise the scenes inside

regular and rational spaces: open “boxes”, composed around

a space, like a form of a square. Buildings represented by

boxes, each of them houses a function, an activity of selling,

working, showing. Each activity is told with the light there.

However, nature is still present, since nature is also a con-

struction material and thus – a part of the city. And nature or

open spaces, or rather the light for night intended for open

spaces is the last leg of this journey to the light, told with the

light. We reach a meadow. It is black because of the night

when the light filters through black trees and black forms.

The journey continues.

Since this showroom was designed to travel or to walk through

it, take it as you like, walk as you like, at your own pace. The

point is to continue in any case, to pass through a magic and

enchanted wood to get to the city.

The lights, I see them, I have created them, I have invented

them, we have invented them. Now I seem to be hearing

voices that change. It is not a whispering lights that flits away

and leaps from the walls and ceilings that softly roll from round

and playful forms of rotund trees, the “palla_trees”. We are

leaving the wood to get to another place.

This magic journey to the world of light continues further to

reach the absolute passion of fantasy and imagination. There

was this driving thought, the main thought, a strong idea that in-

spired us in the course of the project: do not surrender to reality.

Never accept too much reality, never accept too much realism.

There is always this concept: do not copy, do not recopy, never.

Instead, add or take, interpret, change something, do not ever

be too didactic, too real, too realistic, and too concrete: What

is the point? Is it right? Reality has to be observed and then

changed. Well, this was the driving thought of all this work: to

start from reality and to get to fantasy and imagination; to fly

away from representation of too real spaces, too concrete

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LUCE 297/298 1-2/2012

cosa rispetto alla prima, bensì una sorta di primo e secondo

atto, come in un film, in una commedia. E se il primo atto è

più libero, il secondo sembra essere quello più calcolato.

Alla fine del primo atto, ci sono una radura, un'area centrale.

Dopo la radura e il “lago ghiacciato”, si passa in uno spazioche si fa più concreto, si vede, ci rendiamo conto, checambiano le forme, le geometrie, il linguaggio. C'ècontinuità, ma le cose anche mutano, abbiamo lasciato ilbosco incantato, stiamo arrivando in città, lo spaziocostruito dell'uomo. E non ci sono più forme libere, rimandi alla natura, che hannolasciato il posto alla razionale ortogonalità dell'ambientecostruito. Sì, siamo in città, ed è di questo che dobbiamoparlare, anzi dobbiamo far parlare, e lasciare spazio alla luce,che deve parlare di se stessa, di quello che sa fare, di quelloche può fare, e dare il meglio di se, per lo spazio dell'uomo. Finora, nel bosco, la luce l'abbiamo utilizzata noi, l'abbiamopiegata e forgiata e plasmata, per gioco, al nostro volere, maora tocca a lei dire e parlare e raccontare. Andiamo in città,allora, e ascoltiamola.C'è uno spazio, che è una piazza, l'archetipo, l'essenza di unapiazza, intorno alla quale tutte le attività sono organizzate.Una piazza sulla quale si affacciano tutti gli edifici, che laconcludono e la perimetrano. Recuperare l'essenza della città, evocarla, per organizzarevolumi e architetture, è stato il pensiero che ha sottintesoquesta parte del progetto. Dalla piazza, è possibile osservare i negozi, gli spazi per illavoro, che si susseguono. Ciascuno di essi si apre, comeuna scatola, una magica scatola bianca. Magica, ancora unavolta, perché l'intenzione continua a essere quella, ancora unavolta, andare oltre la rappresentazione della realtà, così com'è.

E c'è stato un pensiero guida, un pensiero principale, un'ideaforte che ci ha ispirato, per tutta la durata del progetto: noncedere mai alla realtà. Mai troppa realtà, troppo realismo. Ilconcetto è sempre quello: non copiare, non ricopiare, mai. Invece aggiungere, oppure togliere, interpretare, cambiarequalcosa, mai essere troppo didascalici, reali, realistici,concreti: che senso ha? Che gusto c'è? La realtà vaosservata, e poi cambiata. Ecco, questo è stato il pensieroguida, di tutto questo lavoro: partire dalla realtà, arrivare allafantasia, all'immaginazione.Rifuggire, correre via dalla rappresentazione di spazi tropporeali, luoghi troppo concreti, ambienti troppo realistici, ossiacosì come sono, cioè, noiosi.A mio giudizio, si deve andare in questo luogo per vederequalcosa di diverso, di molto diverso, realistico, ma non reale.Lo showroom deve essere governato dalla fantasia. Bene, allora mettere in atto questo intendimento è stato facile,sufficientemente facile (... ehi, non esageriamo, però, che harichiesto tempo, il suo giusto tempo per trovare e dare legiuste forme all'idea). Facile è stato il fatto di non doversi confrontare con nessuno,ma solo nella prima parte del viaggio, con l'unico obbligo di“stupire”, ossia colpire l'immaginazione del visitatore, lasciareuna traccia, un ricordo, una luce, ovviamente. Facile è stato perché a costruire scenografie di luce earchitettura è una mia passione, e la prima parte del viaggio èstata un lavoro di pura scenografia, teatrale, se vogliamo didivertimento, immaginazione e fantasia.

Lo so.

Lo sappiamo, lo showroom è un po' come se fosse diviso indue parti, ma non nel senso che la seconda parte è tutt'altra

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LUCE INTERNI GE LIGHTING’S EUROPEAN LIGHTING EXPERIENCE CENTER BUDAPEST / HUNGARY

places, too realistic environments, from what they are – dull.

In my view it is necessary to visit this place to see something

different, something much more different, realistic, but not real.

The showroom has to be ruled by fantasy.

Good. So, it was easy to put this intent in place, sufficiently

easy (... but let us not exaggerate as finding and giving right

shapes to the idea took some necessary time).

It was simple, not having to confront with anybody, but only in

the first part of the journey, whose sole focus was to “astonish”

that is strike the visitor’s imagination, leave a trace, a memory

and obviously, a light.

It was simple because setting a stage of light and architecture

are my passion, and the work at the first part of the journey

consisted just in stage setting, theatrical and in a way enter-

taining, marked by imagination and fantasy.

I know it.

We know that the showroom is sort of divided in two com-

pletely different parts. They are rather like the first and the sec-

ond act, like in a movie, in a comedy, where the first act seems

to be freer, and the latter – more thought out.

By the end of the first act there is a clearing, a central area.

The clearing and “the frozen lake” are followed by a space

which becomes more definite. We realize this fact; we change

forms, geometry and language. There is continuity, but the

things change, we have left the enchanted wood, we are

reaching the city, a space constructed by man.

There are no free forms anymore or references to nature that

have given way to rational orthogonality of the constructed en-

vironment. Yes, we are in the city and this is what we have to

talk about, or rather we have to make others talk, to give room

to the light that has to talk about itself, about what is able to

do, what it can do and how it does best for the space of man.

So far, we have used the light in the wood, we folded and

moulded as we liked to play. But now it is time it spoke and

talked. So let us get to the city and listen to it.

There is a space, a square, an archetype, the essence of a

square around which all the activities are organized. All the

buildings overlook, close and set up its perimeter. Retrieving,

evoking the essence of the city to organise volumes and archi-

tecture was the leading thought of this part of the project.

From the square it is possible to watch the shops, workspaces

following one another. Each of them opens like a box, like a

magic white box. Magic again because the intent is still the

same, yet another time to go beyond the representation of re-

ality as it is.

Every environment is a box, a white, neutral container with ob-

jects. Inside every box there is a stage on which a story of an ac-

tivity is told – of selling, working, showing, and presented. We

wanted neutral containers that were able to include different, ar-

ticulate situations, to leave space to the light and let it show itself

in the best way. It is important to remember it: in this work, archi-

tecture has always accompanied the light and remained at its

service. Then a decision to “break the rules” that is to open

these containers, and enunciating it: in short to “break the rules”.

Every box contains a real play. As we are approaching, the

play enlivens, it is put in motion as a sort of carillon.

Considering that what is presented in every environment refers

to the true, the world in which all of this is played did not want

to be didactic, but evocative; a concept description appears

to be a metaphoric draft sketch.

Thus the shops are not real because it was not our intention

whatsoever to put real shops (What would be the point? GE

lighting may create shops, but shop furniture?). We wanted

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LUCE 297/298 1-2/2012

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assolutamente nostra intenzione presentare dei negozi veri (Che

senso ha? GE lighting fa forse negozi, arredamenti per negozi?)

volevamo delle ambientazioni più suggestive, più astratte, più

oniriche, nelle quali lasciare spazio alla luce, libera di far vedere

quel che può fare per raccontare spazio, colori e forme.

Ogni ambiente è stato così sviluppato intorno ad un tema

centrale, un soggetto.

Eccesso.

Il troppo e il troppo poco. Molto colore e molto poco. Molta

geometria oppure molto poca. L'eccesso della decorazione,

che rimanda a un immaginario barocco di ori, decorazioni e

cornici che si arrampicano su pareti e soffitto, e poi colori

accesi. L'eccesso del razionalismo, nel rigore di una

scacchiera anche aberrata che, con il suo ritmo serrato

sembra rimandare alle incisioni di Escher. Questi sono allora i

temi utilizzati per rappresentare il fashion-shop,

contraddistinto dall'eccesso del barocco e, dalla parte

opposta, del razionalismo. Oro e bianco/nero. Note barocche;

cornici e drappeggi; adeguati sfondi per esaltare i colori dei

vestiti, con forza e vigore. Dall'altro lato, adeguato contraltare,

la scacchiera in bianco e nero, storta e prospettica.

Finestra.

Lo spazio dedicato alla vendita dei prodotti alimentari è

come una finestra. All'interno di un mondo artificiale, in ogni

caso sempre geometrico, quest’ambiente è il collegamentoche rimanda allo spazio aperto, alla campagna, caratterizzato dal cielo che dalla parete di fondo arriva arivestire l'intero soffitto. Sulle pareti, oggetti dalle formerotonde e morbide, contribuiscono a rimandare ai prodottidella natura, evocazione delle ampie ceste di vimini perraccogliere la frutta, gli ortaggi e custodire il pane.

Ogni ambiente è una scatola, un contenitore di oggetti,bianco, neutro. E dentro ogni scatola, c'è un palcoscenico sulquale è raccontata una storia, un'attività: vendere, lavorare,mostrare, presentare. Volevamo dei contenitori neutri, poi ingrado di ospitare situazioni diverse, articolate, in modo tale dalasciare spazio alla luce, per mettersi in mostra, nel modomigliore. È importante ricordarlo: in questo lavoro, l'architetturaè sempre stata al fianco della luce e al suo servizio. Poi, ladecisione di “rompere le regole”, ossia di aprire questicontenitori, articolandoli: insomma di “rompere le scatole” . Dentro ogni scatola c'è uno spettacolo vero. Ci avviciniamo e lo spettacolo si anima e si accende, comeuna sorta di carillon.Se ciò che è rappresentato in ogni ambiente rimanda al vero,il modo in cui tutto ciò è messo in scena non voleva esseredidascalico ma evocativo; descrivere un concetto quasi fosseun bozzetto con una metafora. I negozi non sono quindi negozi reali, perché non era

LUCE INTERNI GE LIGHTING’S EUROPEAN LIGHTING EXPERIENCE CENTER BUDAPEST / HUNGARY

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more suggestive, more abstract, more dreamlike settings where

there would be left space for the light that would be free to show

what it can do to tell the space, colours and forms. Each envi-

ronment was developed around a central theme, a subject.

Excessiveness.

A lot is not enough. Many and very few colours. Lots of or very

few geometric forms. Excessiveness is decoration that refers

to an imaginary baroque of gold, decors and frames climbing

up the walls and ceilings, as well as vivid colours. Excessive-

ness or rationalism limited by the rules of a chess-board, also

an aberrant one, with its locked rhythm that seems to refer to

the Escher’s engravings. These are thus the themes used to

represent a fashion-shop, distinguished both by the exces-

siveness of baroque by and rationalism. Gold and black/white.

Baroque notes; frames and draperies; adequate backgrounds

to exalt colours of the cloths with force and vigour. On the

other hand, there is the crooked, prospective black and white

chess-board that is adequate to balance it.

The window.

The space dedicated for sales of alimentary products is like a

window. Inside an artificial world, geometric one in every case,

this environment is a link that refers to an open space such as

country side characterised by the sky that enters and covers

the ceiling inside. Round-shaped and soft objects on the walls

contribute to refer to the products of nature, evoke voluminous

wicker basket to pick up fruit, vegetables and keep bread.

Irony.

Let us stop for a while, let us joke a bit, let us play. Irony is a

theme around which the setting dedicated to large-scale distri-

bution was constructed. The entire setting has a fresh smell.

LUCE 297/298 1-2/2012

Where are we? In a fridge? In a kind of large fridge, inside of

which there are other two fridges, real ones this time… gosh it

is cold here and... Thus to prevent this installation from getting

too realistic, we resorted to penguins, to silent, small and lumi-

nous penguins that…what are they doing? Maybe they are

waiting for their turn, also being attracted by optimum illumina-

tion provided by LED systems.

Disassembly.

Then there is the office, constructed and destined to disas-

sembly. It is a real contradiction, isn’t it?

As in the case of fashion, also the office environment needs

space which occupies both areas. Two boxes, still white and

neutral outside, that inside become complex, disassembled

and articulated, with walls and ceilings that run and follow

each other softly and dynamically, compenetrating with deli-

cate forms, that refer to the equally soft, comfortable and dy-

namic use that the light absolutely needs to feature in the

work environment.

The night.

Finally, the night has come. A lot of time has passed since we

entered the showroom. A lot of time has passed, but we did not

realize it. The evening has come; there is no light (the solar

one). Yet another time we should and want to refer to the light

(the artificial one).

The night has come, its long shadow reaches us, and like a

long blade, it wedges itself in the square, it approaches us and

attracts attention. It is winding but also sharp, flows down the

pavement and climbs up the walls to create a background for

the world, the world of artificial light. This is how the night needs

the light to be complemented. In the same time, the light – with

a help of the night – becomes exalted.

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LUCE INTERNI GE LIGHTING’S EUROPEAN LIGHTING EXPERIENCE CENTER BUDAPEST / HUNGARY

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LUCE 297/298 1-2/2012

complesse e smontate e articolate, con pareti e soffitti che,

dinamicamente e morbidamente, corrono e s’inseguono,compenetrandosi, con forme morbide, che rimandano all'usoaltrettanto morbido e confortevole e dinamico che la luce,nell'ambiente di lavoro, deve assolutamente avere.

Notte.Infine la notte. È passato molto tempo da quando abbiamofatto ingresso nello showroom, è passato molto tempo, ma nonce ne siamo accorti. È giunta la sera, non c'è più luce (quelladel sole), ancora una volta dobbiamo e vogliamo ricorrere allaluce (quella artificiale). La notte ci ha raggiunto, la sua lungaombra arriva e, come una lunga lama, s’incunea nella piazza,arriva e richiama la sua attenzione. Sinuosa, ma anchespigolosa, scorre lungo il pavimento, e si arrampica sulle pareti,a creare sfondo per il mondo, quello della luce artificiale. E cosìla notte ha bisogno della luce, per completarsi, e la luce chiedeaiuto alla notte per essere esaltata.

Ironia.

Fermiamoci un attimo, scherziamo un poco, giochiamo.L'ironia è il tema intorno al quale è stato costruito l'ambientededicato alla grande distribuzione. Tutto l'ambiente sa difresco, dove siamo? Dentro un frigorifero? Una sorta di grandefrigorifero, all'interno del quale ci sono altri due frigoriferi,questa volta veri, accidenti viene freddo e... allora, per nonrischiare il troppo realismo di questa installazione, siamo ricorsiai pinguini, ai piccoli e luminosi pinguini che, silenziosi, chefanno? Forse aspettano il loro turno, forse anch'essi attrattidall'illuminazione ottimale fornita dai sistemi a LED.

Smontaggio.

Poi l'ufficio, costruito all'insegna dello smontaggio, un verocontrosenso, no? Come nel caso della moda, anchel'ambiente ufficio aveva bisogno di spazio e due sono quindile scatole da esso occupate. Due scatole ancoraesternamente bianche e neutre, che internamente diventano

62

LUCE INTERNI GE LIGHTING’S EUROPEAN LIGHTING EXPERIENCE CENTER BUDAPEST / HUNGARY

64

FRANCOFORTE LE OPERE DI FABRIZIO CORNELI

l Museo Archeologico di Francoforte, per la

seconda volta nella sua storia, ospiterà una mostra

dedicata all'arte italiana della luce. Dopo la

collettiva "Luces" del 2010, dal 13 aprile fino al 6maggio, si focalizzerà sulla figura di FabrizioCorneli, con la mostra JETZT ArchäologischeSchatten,(JETZT Ombre Archeologiche) curata daGisella Gellini con la consulenza per la parteartistica di Evelyn Parusel. L'evento è patrocinato da AIDI; Scuola di Designdel Politecnico di Milano; ENIT Italia; Istituto Italianodi Cultura, Francoforte; Camera di CommercioItaliana per la Germania, Francoforte. Sponsortecnico Philips.Si tratta di circa una decina di installazioni cheandranno a innestarsi nello specifico contestomuseale instaurando un dialogo sia con i repertiesposti che con l'architettura stessa dell'edificioche li ospita. “Fabrizio Corneli – ha scritto la curatrice Gisella

Gellini – è un artista che sa unire passato e

presente con la luce e per questo si adatta

perfettamente allo spazio espositivo del Museo, un

ambiente particolare sia dal punto di vista

architettonico che per gli oggetti esposti, antichi

reperti e manufatti anche risalenti alla preistoria”.

Corneli si potrebbe definire un artista che disegna

con l’ombra, la compagna inseparabile della luce,

utilizzando forme tridimensionali con le quali irradia

immagini sulle pareti, facendoci vedere una sorta di

archetipo derivato dalla relazione di

interdipendenza fra l’oggetto stesso e l'immagine

che appare sulla parete.

Oltre che con la luce artificiale, dalle candele ai

LED, Fabrizio Corneli ama interagire e dialogare

con la luce naturale. Le sue opere, alcune delle

quali saranno site-specific, riescono a parlarci del

fluire del tempo, delle cose che mutano e si

trasformano e proprio per questo stabiliscono una

relazione intima con l’osservatore, coinvolgendolo

For the second time in its history the Museum of Ar-

chaeology in Frankfurt will house an exhibition dedi-

cated to the Italian art of light. After the "Luces"

collective exhibition in 2010, from 13th April to 6th

May, the event will focus on Fabrizio Corneli through

his exhibition JETZT Archäologische Schatten,

(JETZT Archeological Shadows) with Gisella Gellini

as curator and artistic consulting by Evelyn Parusel.

The event is patronised by AIDI – Italian Lighting As-

sociation; School of Design at the Technical Univer-

sity of Milan, ENIT Italia, Italian Institute of Culture –

Frankfurt, Italian Chamber of Commerce for Ger-

many, Frankfurt.

It encompasses ten installations that will be inserted

in a specific museum context establishing a dia-

logue both with the exposed finds and architecture

of the building that will house the exhibition.

“Fabrizio Corneli – wrote curator Gisella Gellini – is

an artist who is able to combine the past with the

present by means of light. Thus he fits perfectly to

the exhibition space of the Museum – special ambi-

ence both from the architectural point of view and

the exposed objects, antique finds and artefacts

also dating back to prehistoric times”.

Corneli may be defined as an artist that designs with

the shadow, an inseparable companion of light. The

application of three-dimensional forms allows him to

irradiate images on the walls showing us a kind of

archetype derived from a relation of interdepend-

ence between the object and the image that ap-

pears on the wall.

Apart from artificial light emitted through LED can-

dles, Fabrizio Corneli loves to integrate and dialogue

with natural light. His works, of which some will be

site-specific, are able to talk to us about the flow of

di Mauro Bozzola

O M B R E

ARCHEOLOGICHE

DI FABRIZ IO CORNELI

IARCHAEOLOGICAL

SHADOWS

Le opere di Fabrizio Corneli in mostra al Museo Archeologico di Francoforte,

in occasione di Luminale,

il grande festival della luce nella città tedesca

Fabrizio Corneli’s exhibition at the Museum

of Archaeology showing some previously

unseen works on the occasion of Luminale,

a great festival of light held in the German city

Bolla, 2012

Installazione site specific inedita per la mostra

JETZT, ombre archeologiche, Museo

Archeologico di Francoforte.

Previously unseen site-specific installation

for the exhibition JETZT, Archaeological Shadows,

Museum of Archaeology, Frankfurt.

65

LUCE 297/298 1-2/2012

questo insieme eterogeneo.

La Direzione del Museo, anche allo scopo di sostenere con

modalità al di fuori degli schemi lo spirito intrinseco dei suoi

spazi, che esprimono in modo provocatorio un dialogo fra

tradizione e modernità (Kleihues), ha pensato di proporre al

pubblico i reperti conservati, databili dall’età della pietra finoal Medioevo, confrontandoli con forme d’artecontemporanea. Nel 1999, ad esempio, Raimer Jochims con“Erde und Licht” (“Terra e Luce”) esponeva i suoi lavoriaccanto a statuine di epoca cicladica. Con ben altri formatilavorava invece nel 2000 lo scultore Joachim Kuhlmannincitando al dialogo i monumenti romani in pietra con“Steinwelten” (“Mondi di pietra”). E nel 2010 l’esposizione“Luces”, nell’ambito della Luminale, immergeva la navatagotica della chiesa in un’aura completamente nuova. Se questa esposizione collettiva di artisti italiani della luce,curata da Gisella Gellini, calamitava con le sue istallazionil’attenzione dei visitatori, per il 2012 la Chiesa dei Carmelitanifungerà da cornice per le opere del fiorentino FabrizioCorneli. Definito come colui che “disegna con le ombre”,Corneli si immerge con proiezioni di luci e ombre didimensioni gigantesche nel flusso del tempo, che nel MuseoArcheologico si estende per millenni. L’arte di Corneli,insinuandosi tra i resti tombali celtici, i monumenti votiviromani e i monili dei Franchi, offre una prospettiva totalmentenuova delle opere esposte e degli spazi che le accolgono.Durante Luminale 2012 la Chiesa dei Carmelitani tornerà adessere uno “spazio di esperienza” che renderà Francoforte,la sua storia, la sua architettura e la creazione artistica cheospita, sperimentabile in grandi dimensioni e in luoghiinusuali e per questo ancora più entusiasmanti.

in un’esperienza che non è solo di pura osservazione ma dipartecipazione emotiva al divenire dell’opera nel suo aspetto. Il Museo Archeologico sorge in quella che un tempo era lachiesa dell'annesso ex convento delle Carmelitane, uno deipochi edifici di epoca medioevale rimasti a Francoforte e oggiutilizzato anche dall'Istituto di Storia cittadina per eventi culturali.L'attuale complesso museale è caratterizzato dal singolarecontrasto fra l'architettura tardo gotica della chiesa e lo stilepost-moderno dell'ala moderna aggiunta, realizzata alla finedegli anni '80 dall'architetto Josef Paul Kleihues, che ha attintodall'architettura monastica rileggendola e dove l'elemento piùevidente di questa operazione provocatoria è la struttura inacciaio integrata nella costruzione nel tetto della Chiesa diNostra Signora. Il risultato è un edificio dalla personalità unicae speciale, che le opere di Fabrizio Corneli, faranno vederesotto una luce nuova.

Archeologia e Arte nella Chiesa dei Carmelitani di

Francoforte

(traduzione di Stefania Soriano)

Il convento dei Carmelitani di Francoforte resta una dellepochissime aree cittadine in cui storia e architettura sonosopravvissute alla distruzione causata dalla seconda guerramondiale. Qui risiede inoltre il Museo Archeologico e l’IstitutoStorico della Città, due istituzioni comunali che preservano,restaurano e rendono fruibili al pubblico resti del passatodella più diversa natura. Al cuore gotico della strutturaecclesiale, unito agli elementi architettonici postbellici e incontinua evoluzione, si fonde l’ala degli uffici amministratividel Museo Archeologico, progettata in stile postmoderno daJosef Paul Kleihues, che completa ed energizza ulteriormente

66

Responsabile delle mostre del Museo Archeologico

FRANCOFORTE LE OPERE DI FABRIZIO CORNELI

Grande Volante VIII, 2002

Alluminio verniciato, lampada HIT,

dimensioni 5 x 4,5 m. Installazione

per la mostra La scultura italiana nel

XXI secolo, Fondazione Arnaldo

Pomodoro, Milano, 2010.

Painted aluminium, HIT lamp,

dimensions 5 x 4,5 m. Installation for

the exhibition Italian Sculpture in the

21st Century, Arnaldo Pomodoro

Foundation, Milan, 2010.

time, things that change and transform. Thus they establish an

intimate relation with the observers involving them in an experi-

ence that is not only pure observation, but also emotive partici-

pation in the work of art taking shape.

The Museum of Archaeology has been created in a former

church of the Carmelite Monastery, which is one of few build-

ings from the Middle Ages remained in Frankfurt. Today also

cultural events of the Institute for City History are located there.

The present museum complex is characterised by a unique

contrast between the Late Gothic architecture of the church

and a post-modern style of a modern wing attached designed

by architect Josef Paul Kleihues at the end of the 80s. He

draws on and re-interprets the monastic architecture. The

most evident and provocative proof of his acting is a steel

structure that has been integrated with the roof construction of

the Church of Our Lady. The effect obtained is a building of

unique and distinctive personality that the artworks of Fabrizio

Corneli will show in the new light.

Archaeology and Art in the Carmelite Church of Frankfurt

(translation to Italian by Stefania Soriano)

The Carmelite Convent of Frankfurt is one of few urban areas

where history and architecture survived the destruction of the

World War II. There are located the Museum of Archaeology

and the Institute for City History, two communal institutions that

preserve, restore and render available to the public the re-

mains from the past of all kinds.

In the gothic heart of the ecclesiastic structure along with post-

war architectural elements and those continuously evolving, a

wing of administration offices the Museum of Archaeology is

coalesced, designed in a postmodern style by Josef Paul Klei-

hues, who ultimately completes and energises this heteroge-

neous complex.

The management of the Museum, also in order to sustain in-

trinsic spirit of its spaces in an unconventional manner, that

provoke a dialogue between tradition and modernity (Klei-

hues), has thought to propose the public the preserved finds

dating back from the Stone Age to the Middle Ages through

their confrontation with the forms of contemporary arts. For ex-

ample, in 1999, Raimer Jochims with “Erde und Licht” (“The

Earth and Light”) exposed his works next to Cycladic stat-

uettes. In turn in 2000 sculptor Joachim Kuhlmann worked with

quite different formats inciting a dialogue of stone Roman

monuments with through his “Steinwelten” (“The Worlds of

Stone”). In 2010 at the “Luces” exhibition, in the framework of

the Luminale, a gothic church nave was immersed in a com-

pletely new air.

This collective exhibition of Italian artists of light, with Gisella

Gellini as curator, attracted the visitors’ attention with its instal-

lation, and thus in 2012 the Carmelite Church will act as a

frame for the works of the Florentine artist Fabrizio Corneli. De-

fined as the one who “designs with shadows”, Corneli dives in

with enormous projections of lights and shadow in a flow of

time, that in the Museum of Archaeology is extended to millen-

niums. The art by Corneli, interwoven among the remains of

Celtic tombs, Roman votive monuments and Frankish neck-

laces, offers a totally new perspective of the exposed artworks

and the surrounding spaces. At the Luminale 2012 the

Carmelite Church will turn again into a “space of experience”.

It will enable us to experience Frankfurt, its history, architec-

ture, and the housed artistic creation in large dimensions and

in unusual places and thus even more exciting.

67

Person responsible for exhibitionsof the Museum of Archaeology

Punta, 2011

Alluminio saldato, alogena, ombre.

Dimensione oggetto altezza 120 cm.

Dimensione proiezione variabile.

Welded aluminium, halogen lamp,

shades. Object height: 120 cm.

Projection size: variable.

Melancolia, 2012

Installazione site specific inedita per

la mostra JETZT, ombre

archeologiche, Museo Archeologico

di Francoforte.

Previously unseen site-specific

installation for the exhibition JETZT,

Archaeological Shadows, Museum of

Archaeology, Frankfurt.

LUCE 297/298 1-2/2012

68

L'artista: Fabrizio Corneli

Nato a Firenze nel 1958, dove vive e lavora, dopo studi di

carattere scientifico al liceo si forma all’Accademia di BelleArti di Firenze e al DAMS a Bologna. Nel 1979 partecipa alla mostra “Le alternative del nuovo” alPalazzo delle Esposizioni di Roma, con lavori sulla luce el'ombra, materiali che contraddistingueranno il suo operato nelcorso del tempo. Nel 1993 si trasferisce in Germania, a Colonia,dove risiederà per cinque anni e dove realizzerà la primainstallazione solare di grandi dimensioni, "Augenblick"(Momento), presso il Parkplatz del Kölner Stadt-Anzeiger, incollaborazione con la Stiftung der Cellitinnen. Nel 1999partecipa alle mostre collettive "Arcadia in Celle-Gori Collection"nei musei di Kamakura, Mie e Sapporo in Giappone. Nel 2000personale presso la Galleria Mssohkan di Kobe, Giappone enel 2001 al Tokyo Metropolitan Museum of Photography. Nel 2005 installa un’opera esterna a luce artificiale “Micat invertice” alla villa medicea La Magia a Quarrata, Prato. Nel2006 a Bruxelles in uno spazio pubblico nel quartiere diAnderlecht “Grande Volante III”, installazione permanenteesterna a luce solare e artificiale. Nel 2007 realizza sulla pareteesterna del grattacielo Sannomya Tower, nel centro di Kobe,l’opera a luce solare “Duetto”. Nel 2008 presso la sede St.Angela a Bornheim-Hersel, fra Colonia e Bonn, inaugural installazione “Das Nochmal” (Ancora), a luce artificiale esolare. Ha realizzato opere in Corea del Sud, India e Spagna.

La curatrice: Gisella Gellini

Gisella Gellini, architetto, ha seguito corsi di ricerca especializzazione di estetica sperimentale con riferimento aspazio-tempo-luce. Dopo Firenze si è trasferita a San Paolodel Brasile, dove ha progettato importanti edifici, fra cui lafacoltà di Arte e Musica Santa Marcellina e allestimentistorici in città brasiliane, oltre ad attività di consulenza per ilCentro di Studi e Ricerche dello Stato di San Paolo. Ricercatrice della cultura della luce con particolareriferimento alla Light Art, ottiene la collaborazione e laconsulenza del collezionista Giuseppe Panza di Biumo. Nel2009 è curatrice per l’esposizione “Dan Flavin nellaCollezione Panza” al Museo Berardo, Lisbona. Nel 2010 perLuminale è curatrice invitata della mostra “Luces. Light artfrom Italy”, collettiva di artisti italiani della luce al MuseoArcheologico di Francoforte.Sta realizzando una mostra antologica della Collezione Panza aSan Paolo del Brasile al Museo Tomie-Ohtake per l'evento“Momento Italia-Brasile 2011-2012”. Insegna alla Scuola diDesign del Politecnico di Milano, ed è invitata a seminari eworkshop come esperta di Light Art. Prossima la pubblicazionedel suo quarto volume della collana “Light art in Italy”.

Artist: Fabrizio Corneli

Born in Florence in 1958, where he lives and works. After

graduating from scientific high school he enrols the Acad-

emy of Fine Arts in Florence and the DAMS in Bologna.

In 1979 he participated in exhibition “The alternatives of the

novelties” at the Palace of Exhibition in Rome, presenting

light and shadow works, materials of expression that would

mark his artworks in the course of time. In 1993 he moved

to Cologne, Germany for five years. He realised there, in

cooperation with the Stiftung der Cellitinnen, his first large-

sized solar installation "Augenblick" (The Moment) at the

Parkplatz of Kölner Stadt-Anzeiger. In 1999 he participated

in the collective exhibition "Arcadia in Celle-Gori Collection"

in the museums of Kamakura, Mie and Sapporo in Japan.

In 2000 and in 2001 he worked for the Mssohkan Gallery of

Kobe, Japan and Tokyo Metropolitan Museum of Photogra-

phy, respectively.

In 2005 he installed an external artificial light work “Micat in

vertice” at de’ Medici villa “La Magia” in Quarrata, Prato. In

2006 he presented “Grande Volante III”, an external solar

and artificial light installation, in a public space of Ander-

lecht, a quarter of Brussels. In 2007 he realised on an exter-

nal wall of Sannomya Tower in the centre of Kobe a solar

light work entitled “Duetto”. In 2008 he inaugurated an exter-

nal solar and artificial light work “Das Nochmal” (Again) at

the house St. Angela in Bornheim-Hersel located between

Cologne and Bonn. He realised works in South Korea, India

and Spain.

Curator: Gisella Gellini

Gisella Gellini, architect, completed courses of research and

specialization at experimental aesthetics of space, time and

light. After her experience in Florence she moved to São

Paulo, Brazil where she designed important buildings, among

others the Faculty of Art and Music Saint Marcellina and his-

toric mountings in Brazilian cities. She was also a consultant

of the Centre of Studies and Research in São Paulo.

The researcher of light culture with a particular reference to

the Art cooperated as a consultant for the Giuseppe Panza

di Biumo Collection. In 2009 she was a curator of the “Dan

Flavin in the Panza Collection” exhibition at Berardo Mu-

seum, Lisbon. In 2010 she worked as an invited curator of

“Luces. Light art from Italy” for the Luminale, a collective ex-

hibition of Italian artists of light at the Museum of Archaeol-

ogy in Frankfurt.

She is currently working on an Anthological Exhibition of the

Panza Collection São Paulo, Brazil, at the Tomie-Ohtake Mu-

seum for the event “2011/2012 Italy-Brazil Moment”. She

teaches at the School of Design at the Technical University

of Milan. She has been also invited to seminars and work-

shops as a Light Art expert. Her fourth volume of the “Light

art in Italy” series is to be published soon.

FRANCOFORTE LE OPERE DI FABRIZIO CORNELI

Museo

Il singolare edificio che ospita il

Museo Archeologico di Francoforte,

collocato in un ex convento

carmelitano nel centro storico della

città, a cui è stata aggiunta un'ala

moderna progettata dall'architetto

Josef Paul Kleihues.

The Museum of Archaeology in

Frankfurt is located in the city centre

in a unique building of a former

Carmelite Monastery with an

integrated modern wing designed by

architect Josef Paul Kleihues.

Altro, 2010

Rame, lampada alogena, dimensioni

rame cm. 30x26x20.

Dimensione approssimativa della

proiezione 2,3x2 m.

Copper, halogen lamp, shadow. Dim.

copper cm 30x26x20. Dim. projection

approximately 2,3x2 m.

Scelta del LED e delle lenti

Le categorie di prodotti utilizzabili per il pro-

getto nel campo applicativo descritto, possono

ridursi alle seguenti tre:

• LED array.

• Power LED di ultima generazione.

• Moduli LED con lenti integrate.

L’inserimento dei LED array tra le possibile

scelta si è reso necessario dato che rappresen-

tano una soluzione tecnica che consente di ge-

stire una quantità di flusso luminoso di

quantità adeguate alle applicazioni di illumina-

zione pubblica. I LED array oggi hanno una no-

tevole applicazione negli interni per la

realizzazione di proiettori con ottiche riflettenti,

laddove è richiesto un indice di resa cromatica

elevato e un flusso emesso consistente in rap-

porto allo spazio occupato, in questo modo si

semplifica la costruzione del prodotto riducen-

done il numero di componenti e quindi la com-

plessità.

È stata inoltre considerata, la famiglia dei

Power LED dato che ad oggi offre la più vasta

scelta di prodotti e di ottiche, a riflessione e a

rifrazione, con efficienze molto elevate, nell’or-

dine del 80-85% circa [1].

In particolare ci si è concentrati su lenti free-

form asimmetriche per esterni di produzione

LEDIL, adatte per differenti tipologie di LED. La

combinazione di lenti con differente emissione,

consente di creare dei moduli che realizzano di-

stribuzioni fotometriche complesse, come

quelle richieste per applicazioni stradali. Que-

sta rappresenta la soluzione attualmente più

diffusa per la realizzazione di apparecchi di il-

luminazione a LED in esterni, dato che con-

sente di ottenere delle buone distribuzioni

fotometriche senza effettuare costosi investi-

menti per lo studio e la produzione dei sistemi

di controllo del flusso luminoso, siano essi a ri-

flessione o a rifrazione.

Il principale svantaggio di questa soluzione

consiste nel numero elevato di LED che occorre

impiegare nelle applicazioni più impegnative,

con i risvolti negativi che esso impone sulle

scelte tecniche nella fase di progettazione del

prodotto, prima tra tutte le notevoli dimensioni

106

INNOVAZIONE PROGETTAZIONE APPARECCHI A LED

Tecniche di simulazione per la progettazione di apparecchi a LED

Simulation techniques indesigning of LED devices

articolo prende spunto dalle ri-

cerche in corso al Politecnico di

Milano sulla progettazione di si-

stemi ottici e apparecchi a LED

per l’illuminazione pubblica

degli spazi esterni.

Verrà descritto un metodo spe-

rimentale messo a punto per la

progettazione di un sistema ottico a LED me-

diante l’utilizzo di strumenti di simulazione ot-

tica (ray-tracing) e termica (con un simulatore

CFD); lo scopo è quello di mettere a fuoco una

metodologia di progetto che riduca il numero

di prototipi e tentavi prima raggiungere la so-

luzione finale e consenta una definizione più

accurata di quelle che sono le criticità produt-

tive e i costi di produzione nelle fasi iniziali di

progettazione.

Nel corso dell’articolo verranno trattati tre

aspetti della progettazione dell’apparecchio: la

scelta del LED, il progetto del sistema ottico me-

diante lenti tradizionali e free-form, il dimensio-

namento del sistema di dissipazione.

Nei sistemi a rifrazione per applicazioni stradali,

nella maggior parte dei casi, l’ottica è suddivisa

in due parti: un supporto che orienta nello spa-

zio e sostiene le ottiche secondare dei LED uti-

lizzati, svolgendo anche una funzione di

dissipatore, e un sistema costituito dal LED e da

un’ottica secondaria di tipo TIR. Le principali so-

luzioni progettuali, ad oggi disponibili sul mer-

cato, con riferimento alla geometria del

supporto, possono essere classificate secondo

tre tipologie principali: una geometria piana, ov-

vero che utilizza una disposizione dei LED su

una superficie parallela al manto stradale, una

geometria tridimensionale, che sfrutta le tre in-

clinazioni disponibili per disporre i LED nello

spazio, ed infine, una geometria bidimensionale,

che rappresenta un compromesso tra le due per-

ché sfrutta le due inclinazioni dei LED per co-

struire il supporto delle ottiche.

Ad oggi il supporto piano (in abbinamento a

lenti free-form) è la tecnica costruttiva che sem-

bra, meglio di altre, consentire una riduzione dei

costi di produzione ed è pertanto quella che

verrà trattata nel seguito dell’articolo.

L’

* Laboratorio Luce

Dipartimento INDACO – Politecnico di Milano

di Fulvio Musante, Danilo Paleari, Maurizio Rossi *

he article draws on researchaimed at designing optical sys-tems and LED devices for public

lighting of external spaces that iscurrently conducted by TechnicalUniversity of Milan.The paper covers a description ofthe experimental method applied in

designing of an optical LED system by meansof optical (ray-tracing) and thermal (CFD simu-lator) simulation tools. Its objective is to presenta designing methodology that may reduce thenumber of prototypes and attempts beforereaching the final solution as well as allow moreaccurate defining of productive critical pointsand production costs in the initial designingphases. In the course of article three aspects ofdevice designing will be discussed: the choiceof LED, designing of the optical system bymeans of traditional and free-form lenses, andsizing of dissipation system.In most of the road refractive systems, opticalcomponents are divided in two parts: a sup-port that directs in space and sustains sec-ondary optical components of the appliedLEDs, having also a dissipating function, anda system consisting of the LED and second-ary optical components of TIR type. The maindesigning solutions available currently onthe market related to supportive geometrymay be divided in three basic types: planegeometry with LEDs arranged on a surfacewhich is parallel to the road layer; three-di-mensional geometry that takes advantage ofinclinations available to arrange the LEDs inspace; and two-dimensional geometry whichis a compromise of the two as it makes use oftwo inclinations of LEDs to construct the sup-port for optical components. At present, plainsupport (combined with free-form lenses) isa construction technique that seems to allow,better than others, reducing productioncosts. Therefore it will be discussed in thepresent article.

The choice of LED and lenses

The product that could be used in the project,

in the described application field, covers threefollowing categories:• LED array;

• Ultimate generation Power LED;

• LED modules with integrated lenses.

The application of LED arrays as one of the pos-sible choices proved necessary due to a techni-cal solution they offer. Namely, it allowsmanagement of luminous flow in a quantitythat is appropriate for the use in public lighting.Currently, LED arrays are widely applied in theinteriors due to the creation of reflective-typeprojectors where a high colour rendering indexand a consistent flow emitted with respect tothe occupied space are required. In this waythe product construction may be simplified inthat the number of components and thus itscomplexity are reduced.Moreover, the family of Power LED was alsoconsidered as it presently offers a wider choiceof reflective and refractory optical productscharacterised by very high efficiency reachingabout 80-85% [1].The focus was put, in particular on free-formasymmetrical lenses for external use manufac-tured by LEDIL and adapted for different typesof LED. The combination of lenses charac-terised by different emission allows creation ofmodules that realise complex photometric dis-tribution such as those required by road appli-cations. Currently, this is the most widespreadsolution applied in the construction of externalLED lighting devices as it allows obtaininggood photometric distribution which does notrequire expensive investments on the studyand production of reflection or refraction controlsystems of luminous flow. The main advantage of this solution consists ina high number of LEDs that needs to be used inmore complex applications. This issue affectstechnical choices in the project designing stage,as basically, the number of LEDs to be employeddepends on the model, technology, product dis-sipation capacity, and also on the purchase priceof the component which is a fundamental eval-uation criterion for lightning device designers.As for the modules, this type of LED sources

107

LUCE 297/298 1-2/2012

Frutto dell’attività di ricerca del Politecnico di Milano

l’articolo descrive un metodo sperimentale messo a punto per la progettazione

di un sistema ottico a LED mediante l’utilizzo di strumenti di simulazione ottica e termica.

The result of research of the Technical University of Milan;

the article describes an experimental method developed to design a LED optical system

through application of optical and thermal instruments of simulation.

T

* Laboratory of Light - INDACO Department

Technical University of Milan

Simulazione ottica di apparecchi a LED

Il progetto del sistema ottico di un apparecchio

a LED inizia con la modellazione della sorgente

LED o del sistema LED con lente.

Ai fini della simulazione, la sorgente è rappre-

sentata mediante un "ray set" ottenuto dalla di-

stribuzione fotometrica di campo lontano

derivante da misura gonio-fotometrica tradizio-

nale, oppure attraverso il ray-set dell’uscita

della lente o riflettore fornito da produttore del

sistema ottico. Si descriverà nel seguito un me-

todo per ottenere il ray-set [2] a partire da un

file di interscambio fotometrico che normal-

mente è reso disponibile sul sito dei produttori.

Il metodo può essere applicato sia alle sole sor-

genti LED, ad esempio per la progettazione di

un riflettore, sia al complesso LED più ottica se-

condaria rifrattiva, per la progettazione di si-

stemi ottici ibridi.

I dati di ingresso del sistema sono:

• Un file di interscambio in formato Eulumdat o

IESNA [3] contenente la distribuzione delle

intensità luminose di cui si vuole ottenere la

corrispondente distribuzione di raggi. Il nu-

mero di piani C e angoli esplorati deve es-

sere adeguato al tipo di emissione che si

vuole generare (normalmente si utilizza un

passo di 1° per gli angoli e 5° per i piani C).

• Il numero di raggi della sorgente, tenuto conto

che un numero troppo basso di raggi porterà

ad una rappresentazione grossolana della di-

stribuzione del flusso luminoso nello spazio.

• Il flusso luminoso complessivamente emesso.

Il flusso luminoso emesso dall’apparecchio

viene opportunamente scalato per essere

uguale al flusso imposto.

• La superficie da cui partono i raggi, normal-

mente si tratta di semplici primitive geome-

triche come un piano, un disco, una sfera, un

cilindro, di cui l’utente è libero di fissare le di-

mensioni[4]. Nel caso di sorgenti power LED

la scelta sarà un piano di qualche millimetro

di dimensione per rappresentare il DIE del di-

spositivo, oppure un disco per rappresentare

la superficie emittente fosforata di un LED

array o di una lente TIR, una semisfera per

rappresentare il dome del dispositivo.

• Il vettore Normale e il vettore di UP: questi due

vettori, ortogonali tra loro determinano l’orien-

tamento della fotometria rispetto alla superfi-

cie di partenza dei raggi: in particolare il

vettore normale individua la direzione dell’an-

golo =0 del solido fotometrico, mente il vet-

tore di up rappresenta la direzione con la quale

allineare il piano C0 del solido fotometrico.

La distribuzione fotometrica di campo lontano

è utilizzata per generare una matrice conte-

nente le seguenti informazioni:

• Coordinata x di partenza del raggio sulla su-

perficie scelta.

• Coordinata y di partenza del raggio sulla su-

perficie scelta.

• Coordinata z di partenza del raggio sulla su-

perficie scelta.

• Coseno direttore rispetto all'asse X.

• Coseno direttore rispetto all'asse Y.

• Coseno direttore rispetto all'asse Z.

• Valore del flusso del raggio nella direzione

specificata.

I valori delle coordinate x, y, z di partenza del

108

di questo genere di apparecchi, infatti il numero

di LED da impiegare dipende essenzialmente

dal modello, dalla tecnologia, dalla capacità di

dissipazione del prodotto, ma anche dal prezzo

di acquisto del componente che rappresenta un

parametro di giudizio fondamentale per i co-

struttori di apparecchi di illuminazione.

Per quanto riguarda i moduli, la scelta può rica-

dere su questa tipologia di sorgenti LED in

quanto rappresentano ciò che maggiormente si

avvicina al concetto di sorgente tradizionale:

rappresentano dei componenti pronti all’uso che

non necessitano né dello sviluppo di PCB o di cir-

cuiti elettronici, né della scelta e combinazione

di lenti differenti per ottenere la distribuzione fo-

tometrica desiderata. In particolare sono stati

considerati alcuni moduli di produzione Edison.

Questi prodotti garantiscono un elevato grado

di protezione contro l’ingresso dei liquidi e della

polvere (IP 67); questa caratteristica consente

di semplificare lo sviluppo del prodotto e po-

trebbe, almeno in linea di principio, eliminare la

necessità di introdurre uno schermo di prote-

zione delle ottiche migliorando le performance

luminose del prodotto, infatti si è osservato che

l’introduzione di uno schermo comporti sempre

una perdita, in termini di flusso luminoso

emesso, nell’ordine del 7-10%.

108

Figura 1. Edison MPW-C60MORG-121U.

Figura 2. Distribuzione fotometrica

Edison MPW-C60MORG-121U.

Photometric distribution

Edison MPW-C60MORG-121U.

INNOVAZIONE PROGETTAZIONE APPARECCHI A LED

may be chosen as they seem to be most similarto the concept of traditional source in that theyhave ready-to-use components that do not re-quire neither development of PCB or electricalcircuits, nor a choice and combination of differ-ent lenses to obtain the desired photometricdistribution. In particular, some models manu-factured by Edison were considered.These products are highly protected against liq-uids and dust (IP 67) which allows simplificationof the product development. Moreover, it could, atleast in principle, eliminate the need of optical pro-tective screen and improve luminous performanceof the product. In fact, it was observed that intro-duction of a screen always entails a 7-10% loss ofthe luminous flow emitted. Figures 1 and 2.

LED devices optical simulation

The project of an optical system of a LED devicestarts with modelling of a LED source or a LEDsystem with a lens. For the purpose of simula-tion the source is represented by means of a"ray set" obtained through photometric distribu-

tion of a distant field deriving from a traditional

goniophotometric measurement, or by means of

a ray-set of the lens, or a reflector provided by

the optical system manufacturer.

Below is presented a method to obtain the ray-

set [2] from the photometric interchange file that

may usually be accessed on the manufacturer's

website. The method may be applied to single

LED sources, such as, e.g. designing a reflector,

a complex LED with secondary refractive optics,

and designing hybrid optical systems.

The system input data are as follows:

• An Eulumdat or IESNA [3] formatted inter-

change file containing the luminous intensity

distribution for which the corresponding ray

distribution is to be obtained. The number of

C planes and angle explored should be ad-

equate for the emission type to be generated

(usually steps of 1° for angles and 5° for C

planes are used).

• Number of the source rays, it was considered

that a too low number of rays a rough repre-

sentation of the luminous flow distribution in

space would be obtained.

• The overall luminous flow emitted. The lumi-

nous flow emitted by the device is adequately

scaled to make it equal to the flow set.

• The ray starting surface is usually charac-

terised by simple geometry and it may encom-

pass a plane, a disc, a sphere, or a cylinder the

dimensions of which may be freely established

by the user [4]. In the case of LED power

sources the dimension of the plane chosen will

be of a few millimetres in order to represent

the DIE of the appliance, or a disc that will rep-

resent the phosphated emitting surface of a

LED array, or a TIR lens, and a semisphere that

will represent the appliance dome.

• The normal vector and the vector of UP: these

two orthogonal vectors determine the photom-

etry orientation with respect to the ray starting

surface. In particular, the normal vector defines

the direction of =0 angle of the photometric

solid. In turn the vector of UP indicates the di-

rection by means of which C0 plane of the pho-

tometric solid should be aligned.

Photometric distribution of a distant field is ap-

plied to generate the matrix containing the fol-

lowing information:

• the starting x-coordinate of the ray on the se-

lected surface;

• the starting y-coordinate of the ray on the se-

lected surface;

• the starting z-coordinate of the ray on the se-

lected surface;

• the direction cosine with respect to X axis;

• the direction cosine with respect to Y axis;

• the direction cosine with respect to Z axis;

• a value of the ray flow in a specified direction.

The values of starting x, y, z coordinates of the

ray are obtained through an equal division of

the surface in a number of points corresponding

to the number of rays to be traced and corre-

sponding by pairs to u, v parameters in the sur-

face domino. The value to be applied to the

luminous flow of each ray may be determined

in two different ways:

• as a uniform flow, where all the rays will have

the same flow value, and the only change will

be in the number of rays traced for each direc-

tion with respect to the value of the luminous

flow closed within the solid angle (defined

by intervals C and ). The method lends it-

self well if the number of rays to be traced is

sufficiently high. Otherwise, a certain approx-

imation of photometric solid zones with little

luminous flow emitted (cut-off). Figure 3.

• as a constant angle, which denotes each sam-

ple ray, will have a different flow value in that

ray distribution could be weighed with re-

spect to the flow.

To ray distribution obtained in this way, it will

be possible to apply translation transformations

to the point of application of rays and rotations

around three coordinate axes in order to render

coherent the emission obtained in the phase of

calculation for the optics study. It is usually bet-

ter to generate the rays through the emission

surface centred on the origin so that the normal

vector and the UP could coincide with coordi-

nate axes and subsequently, translation and ro-

tation transformations could be applied.

The ray generating mechanism does not allow

establishing their point of origin on the basis on

information contained in the photometric file. It

is thus necessary for the user to specify the sur-

face intended for arranging the generated rays.

The ray tracing software applied for the cre-

ation of simulation presented in the article is

TracePro, manufactured by Lambda Research.

Lens shading

Photometric distribution provided by lens man-

ufacturers generally refers to a system of

LED+lens simulated or measured but devoid of

any obstruction deriving from the presence of

other optical devices or the structure of the il-

luminating device. The previous technique may

be easily applied to estimate mutual shading

among various parts of the optical system in

order to evaluate how photometric distribution

changes caused by shading.

Also the effect of the front protective screen of

the device, necessary to evaluate the fall of lu-

minous flow emitted due to the defilement of

emitting optical surfaces, may by simulated by

ray tracing in a satisfactory manner.

109

Figura 3. Schema per la generazione dei raggi a partire

dalla distribuzione dei flussi luminosi nello spazio: in

giallo è rappresentato un angolo solido elementare che

raccoglie una certa quantità di flusso luminoso a cui oc-

corre fare corrispondere una certa distribuzione di

raggi.Ray generation scheme from luminous flows distri-

bution: elementary solid angle, marked in yellow, en-

compasses a certain quantity of luminous flow to which

a certain ray distribution should correspond.

LUCE 297/298 1-2/2012

dello stesso apparecchio simulato, con e senza

vetro di protezione a parità di flusso luminoso

emesso; come si vede dalla distribuzione foto-

metrica in colore rosso appare evidente che, per

valori bassi dell’angolo i raggi incidenti con

angoli inferiori a 60° fuoriescono senza troppa

difficoltà dall’apparecchio provvisto di schermo

di chiusura piano.

Per valori più elevati dell’angolo i raggi ven-

gono invece riflessi all’interno dell’apparecchio

(nella simulazione mostrata il flusso riflesso al-

l’interno è stato considerato assorbito) ed è per

questo motivo che appare evidente il solido di

colore giallo che rappresenta la distribuzione

delle intensità luminose in assenza di vetro.

In alcuni casi i costruttori delle lenti fornisco dei

dati relativi alla quantità di flusso intercettato

dalle lenti adiacenti quanto queste sono poste

molto vicine le une alla altre; la Tabella 1 mo-

stra, ad esempio i valori forniti da LEDIL per le

sue lenti strada DW e DN nella versione

“square”, adatte per LED della famiglia CREE

XP. L’ipotesi fatta dal costruttore è che vi sia

una lente centrale illuminata posta all’interno

di una matrice 3x3 di altre lenti, di diverso tipo,

che intercettano il flusso luminoso emesso

dall’elemento illuminato. La disposizione delle

lenti, nel caso la lente illuminante sia di tipo DW

e quelle schermanti di tipo DN, è riportata alla

figura 5.

Tabella 1 Ombreggiatura reciproca per le lenti

LEDIL Strada DW e DN square per LED CREE

della famiglia XP (fonte: LEDIL).

Figura 5. Esempio di disposizione utilizzata per

la valutazione dell’ombreggiatura reciproca tra

le lenti: in colore rosso è rappresentata una

lente DW, in colore grigio le lenti DN.

Le informazioni della Tabella 1 possono essere

utilizzate per la definizione della superficie

emittente e il posizionamento del ray-set, gene-

rato come spiegato in precedenza, rispetto alla

geometria della lente.

I valori ottimali per la geometria mostrata risul-

tano i seguenti:

• Dimensione superficie di emissione 15x15 mm.

• Il posizionamento del file raggi rispetto alla

geometria della lente emittente risulta al cen-

tro della base, alzata rispetto a quest’ultima

di 4.6 mm.

In queste condizione, gli assorbimenti previsti

per la configurazione mostrata risultano pari al

3.2% e al 5.9 % per la configurazione duale (si

scambia il ruolo delle lenti DW con le DN).

La conoscenza di queste informazioni, rende pos-

sibile stimare in modo sufficientemente accurato

l’effetto dell’ombreggiatura per configurazioni di

lenti qualsiasi, che dipendono dalla distribuzione

fotometrica che si desidera realizzare.

Si osserva che l’efficienza complessiva del si-

stema ottico dipende da tre fattori:

• Efficienza luminosa del LED impiegato, fun-

raggio, sono ottenuti suddividendo uniforme-

mente la superficie in un numero di punti pari al

numero di raggi da tracciare e corrispondenti a

coppie di parametri u,v nel domino della superfi-

cie .

Il valore da attribuire al flusso luminoso di cia-

scun raggio, può essere determinato in due

modi differenti:

• Flusso uniforme, cioè tutti i raggi avranno il

medesimo valore del flusso e ciò che varia sarà

soltanto il numero di raggi tracciati per cia-

scuna direzione in rapporto al valore del flusso

luminoso racchiuso all’interno di un angolo so-

lido (definito da intervalli C e . Il me-

todo funziona bene se il numero di raggi da

tracciare è sufficientemente elevato, in caso

contrario si introduce una certa approssima-

zione nelle zone del solido fotometrico dove c’è

poco flusso luminoso emesso (cut-off).

Vedi figura 3.

• Angolo costante, cioè ciascun raggio cam-

pione avrà un valore differente di flusso, in

modo tale che la distribuzione dei raggi risul-

terà pesata rispetto al flusso.

Alla distribuzione di raggi così ottenuta po-

tranno essere applicate delle trasformazioni di

traslazione al punto di applicazione dei raggi e

le rotazioni attorno ai tre assi coordinati, in modo

da rendere coerente l’emissione ottenuta du-

rante la fase di calcolo per lo studio dell’ottica.

Di solito conviene generare i raggi con la super-

ficie di emissione centrata nell’origine in modo

tale che il vettore normale e di UP coincidano con

gli assi coordinati e applicare successivamente

le trasformazioni di traslazione e di rotazione.

Il meccanismo di generazione dei raggi non con-

sente di stabilire il loro punto di origine a partire

dalle informazioni contenute nel file fotome-

trico; occorre quindi che l’utente specifichi la

superficie su cui disporre i raggi generati.

Il programma di ray-tracing impiegato per la

realizzazione delle simulazioni presentate nel-

l’articolo è TracePro, prodotto dalla società

Lambda Research.

Ombreggiatura delle lenti

La distribuzione fotometrica fornita dai produt-

tori delle lenti è generalmente riferita a un si-

stema LED+lente simulato o misurato, ma privo

di qualsiasi ostruzione derivante dalla presenza

di altri dispositivi ottici o dalla struttura stessa

dell’apparecchio di illuminazione.

La tecnica precedente può essere agevolmente

utilizzata per la stima dell’ombreggiamento reci-

proco tra le varie parti del sistema ottico in modo

da poter valutare come la distribuzione fotome-

trica si modifica a causa delle ombreggiature.

Anche l’effetto dello schermo di protezione fron-

tale dell’apparecchio, necessario per valutare il

deprezzamento del flusso luminoso emesso a

causa dell’insudiciamento delle superfici ottiche

emittenti, può essere simulato in maniera sod-

disfacente mediante ray tracing.

In quest’ultimo caso, occorre sottolineare che

l’effetto di un vetro piano, non è soltanto quello

di ridurre la quantità complessiva di flusso

emesso, ma anche quella di modificarne la distri-

buzione fotometrica come mostrato alla figura 4.

La figura mostra la distribuzione fotometrica

110

Figura 4. In colore giallo è riportato il solido foto-

metrico dell'apparecchio privo di vetro, in colore

rosso lo stesso apparecchio dotato di vetro piano.

The photometric solid of the device without glass

and the same device with plain glass are marked

in yellow and red, respectively.

illuminated lens shading lenses light affected

Strada-SQ-T-DN Strada-SQ-T-DN 1.1 %

Strada-SQ-T-DW Strada-SQ-T-DN 3.0 %

Strada-SQ-T-DN Strada-SQ-T-DW 1.6 %

Strada-SQ-T-DW Strada-SQ-T-DW 6.2 %

INNOVAZIONE PROGETTAZIONE APPARECCHI A LED

111

In this last case, it is necessary to underline thatthe effect of flat glass does not only reduce thecomplex flow quantity, but also to modify pho-tometric distribution, as presented in Figure 4.The figure shows photometric distribution ofthe simulated device with and without pro-tective glass at the same plane of the lumi-nous flow. As photometric distribution shows,marked in red, it seems evident that at lowvalues of angle intersecting rays at an-gles lower than 60° escape without much dif-

ficulty from the device equipped with the flat

closure screen.

In turn at higher values of angle the rays are

reflected within the device (in the presented

simulation the flow reflected inside was consid-

ered absorbed). For this reason, that appears

evident, the yellow solid presents distribution

of luminous intensity without the glass.

In some cases lens designers provide data re-

lated to the quantity of the flow intercepted

from adjacent lenses, as they are positioned

very close to each other. Table 1 presents, e.g.

values provided by LEDIL referring to its lenses

strada DW and DN “square” version, adapted

for the LED of CREE XP family. The designer's

hypothesis says that there is a central illumi-

nated lens located within a 3x3 matrix of differ-

ent types of other lenses that intersect the

luminous flow emitted by the illuminated ele-

ment. The lens disposition, if the illuminating

lens is of DW type and the screening ones of DN

type, is presented in Figure 5.

Table 1 Mutual shading for LEDIL Strada DW

and DN square lenses for LED CREE of XP fam-

ily (source: LEDIL).

Information presented in Table 1 may be used to

define the emitting surface and the positioning

of the ray-set, generated, as explained above,

with respect to the lens geometry. Optimum val-

ues for the presented geometry are as follows:

• Emitting surface size: 15x15 mm;

• Positioning of ray file with respect to the geom-

etry of emitting lens results arranged at the base

centre, elevated with respect to it by 4.6 mm.

In these conditions the absorption estimated for

the presented configuration equal 3.2% and

5.9% for dual configuration (with the ex-

changed role of DW lenses to the DNs). This

knowledge makes it possible to estimate in a

sufficiently accurate way the effect of shading

for a configuration of any lenses that depend on

desired photometric distribution.

It has to be noticed that complex efficiency of

the optical system depends on three factors:

• Luminous efficiency of the LED applied, the

function of supplying power and the thermal

regime on which it operates;

• Lens efficiency that may be different in vari-

ous LEDs;

• Lens shading.

This is confirmed by the data concerning LEDIL

DW and DN lenses adapted for the LED CREE

XM-L. The table indicated that mutual shadings

are much higher than those of the same dispo-

sition realised with LED CREE XP-G.

Table 2. Mutual shading for LEDIL Strada DW

and DN square adapted to LED CREE XM-L

lenses (source: LEDIL).

Also the lens performance, understood as a re-

lationship between the luminous flow emitted

by the LED may vary significantly, depending

upon the size of LED crystal.

The assessment of mutual radiation of the

lenses and the screening effect of the support

is obtained through accessing one source at a

time (the geometry of the selected lens was

considered a perfect transmitter) and assimilat-

ing as perfectly absorbing the geometry of all

other lenses of the device. The rays outgoing

from the optical system are collected in sphere

of 25m radius. Its centre coincides with the pho-

tometric centre of the device, both of which su-

perimpose contribution of all the single lenses.

The distribution of rays on the sphere may be

used to obtain photometric files (in *.ies or *.ldt

format) that are necessary for the device design

assessment. Figure 6.

Last but not least, the technique of ray tracing

may be applied to estimate the screening of op-

tical system in that regulations laid down in re-

gional laws on light pollution may be respected

(0.49 cd/klm for angles: 90°) [5].

The main difficulty at the creation of screening is

the need to eliminate the emission around =90°,

without affecting much the flow emitted by the

device, and above all luminous intensity inclining

the road surface and contribute to increase the

value of mean luminance of the carriageway.

illuminated lens shading lenses light affected

Strada-SQ-T-DN Strada-SQ-T-DN 1.1 %

Strada-SQ-T-DW Strada-SQ-T-DN 3.0 %

Strada-SQ-T-DN Strada-SQ-T-DW 1.6 %

Strada-SQ-T-DW Strada-SQ-T-DW 6.2 %

Figura 5. Esempio di disposizione utilizzata per la

valutazione dell’ombreggiatura reciproca tra le

lenti: in colore rosso è rappresentata una lente

DW, in colore grigio le lenti DN.

Example of exposition used to assess mutual

shading among the lenses: a DW lens was

marked in red and DN lenses - in yellow.

illuminated lens shading lenses light affected

SStrada-SQ-T-DN Strada-SQ-T-DN 1.5 %

Strada-SQ-T-DW-EUStrada-SQ-T-DN 3.2 %

Strada-SQ-T-DW-US Strada-SQ-T-DN 4.8 %

Strada-SQ-T-DN Strada-SQ-T-DW-EU 5.7 %

Strada-SQ-T-DW-EUStrada-SQ-T-DW-EU 19.0 %

Strada-SQ-T-DW-USStrada-SQ-T-DW-EU 26.0 %

Strada-SQ-T-DN Strada-SQ-T-DW-US 4.4 %

Strada-SQ-T-DW-EUStrada-SQ-T-DW-US 13.1 %

Strada-SQ-T-DW-USStrada-SQ-T-DW-US 18.6 %

LUCE 297/298 1-2/2012

6080 lumen (152 lm per ciascun LED alla tempe-

ratura di giunzione Tj=65°C) e una potenza di

66 W (i dati fotometrici di Ottica + LED utilizzati

sono quelli misurati in laboratorio).

Ciascun LED risulta equipaggiato da un’ottica

TIR opportunamente scelta (sono state impie-

gate 3 differenti tipi di lente, destra, sinistra,

centrale) orientate nello spazio in modo tale da

ottenere la distribuzione fotometrica desiderata.

Vedi Figura /.

Nella figura 8 si riporta la curva fotometrica del-

l’apparecchio generata tramite simulazione di

tracciamento raggi, mentre alla successiva fi-

gura 9, si riportano i dati misurati in laboratorio

sul campione realizzato (figura 7).

Il flusso luminoso dell’apparecchio prototipo mi-

surato risulta pari a 5245 lm contro i 5114 lm

previsti dalle simulazioni di ray tracing proba-

bilmente a causa della diversa temperatura di

giunzione del prototipo rispetto al dato assunto

nella fase di progettazione dell’apparecchio

(Tj=65°C) e a causa della schermatura laterale

presente sul prototipo non considerata nella

fase di simulazione e finalizzata a contenere la

dispersione verso l'alto del flusso luminoso.

La curva misurata appare molto simile (come

forma) a quella simulata e presenta la stessa

asimmetria di emissione tra la parte destra e

quella sinistra, riscontrabile anche nella simu-

lazione, si vedano a tal proposito la figura 8 e

figura 9.

Un altro esempio di progettazione realizzata

con la tecnica descritta è l’apparecchio speri-

mentale PLUS, un prodotto modulare sviluppato

all’interno di un progetto di ricerca tra Politec-

nico di Milano (Dipartimento INDACO) ed

ENEA, che aveva come obbiettivo lo sviluppo

di sistemi di illuminazione intelligenti, ad alta

efficienza e a basso costo di produzione, per l'il-

luminazione della “Smart Street”.

Il sistema impiega due o quattro moduli equi-

paggiati con differenti modelli di lenti al fine di

ottenere diverse distribuzioni fotometriche per

la realizzazione delle categorie illuminotecniche

S e CE (figura 10).

Anche in questo caso, la tecnica descritta è

stata impiegata nella progettazione del pro-

dotto al fine di determinare l’ombreggiamento

tra le lenti e si è adottato un compromesso tra

la necessità di contenere le dimensioni dell’ap-

parecchio e quella di non penalizzare eccessi-

vamente le prestazioni, e l’effetto di

schermatura del bordo, necessario per il conte-

nimento della dispersione del flusso luminoso

verso l’alto.

Comportamento Termico

Il dimensionamento termico di un apparecchio

a LED costituisce un problema molto com-

plesso da risolvere, dal momento che le scelte

del progettista vanno ad incidere su almeno

tra aspetti fondamentali del prodotto:

• Il regime termico di funzionamento influenza

la quantità di flusso emesso dai LED e quindi

determina il numero di componenti che è ne-

cessario inserire nel prodotto per ottenere le

prestazioni impiantistiche desiderate e

quindi ha forte impatto sul costo del prodotto.

• La temperatura di giunzione influenza la ve-

locità di decadimento del flusso luminoso del-

zione della corrente di alimentazione e del re-

gime termico a cui viene fatto lavorare.

• Efficienza delle lenti, che può variare da LED

a LED.

• Ombreggiatura delle lenti.

A dimostrazione di questo si riportano i dati re-

lativi alle lenti LEDIL DW e DN adatte per i LED

CREE XM-L; dall’esame della tabella si eviden-

zia che gli ombreggiamenti reciproci sono molto

più elevati rispetto a quelli della medesima di-

sposizione realizzata con LED CREE XP-G.

Tabella 2. Ombreggiatura reciproca per le lenti

LEDIL Strada DW e DN square per LED CREE

XM-L(fonte: LEDIL).

Anche il rendimento della lente, inteso come

rapporto tra flusso luminoso uscente dal si-

stema ottico e flusso luminoso emesso dal LED,

può variare notevolmente a seconda delle di-

mensioni del cristallo del LED.

La valutazione dell’irraggiamento reciproco tra

le lenti e l’effetto di schermatura del supporto si

ottiene accendendo una sorgente per volta (la

geometria della lente selezionata è stata consi-

derata un trasmettitore perfetto) e assimilando

la geometria di tutte le altre lenti dell’apparec-

chio come perfettamente assorbenti.

I raggi uscenti dall’intero sistema ottico ven-

gono collezionati su una sfera di raggio 25 m il

cui centro viene fatto coincidere con il centro fo-

tometrico dell’apparecchio andando a sovrap-

porre tra loro i contributi di tutte le singole lenti.

La distribuzione di raggi sulla sfera può essere

utilizzata per ottenere i file fotometrici (in for-

mato *.ies o *.ldt) necessari per la valutazione

impiantistica dell’apparecchio. Vedi figura 6.

Infine, ma non meno importante, la tecnica di

ray tracing può essere utilizzata per stimare la

schermatura del sistema ottico al fine di garan-

tire il rispetto dei vincoli imposti dalle leggi re-

gionali sull’inquinamento luminoso (0.49 cd/klm

per angoli 90°) [5].

La principale difficoltà nel realizzare la scherma-

tura risiede nel fatto che occorre eliminare l’e-

missione in prossimità di =90°, senza

penalizzare troppo il flusso emesso dall’appa-

recchio e soprattutto le intensità luminose che

incidono in modo radente alla pavimentazione e

che contribuiscono ad elevare il valore di lumi-

nanza media della carreggiata.

Risultati preliminari ottenuti

Come esempio applicativo della tecnica descritta

si è considerato un sistema ottico costituito da

un power LED e una lente TIR; si riportano i dati

ottenuti dalla simulazione di apparecchio LED

che utilizza 40 LEDs Cree XP_G, alimentati alla

corrente di 550 mA con un flusso complessivo di

112

illuminated lens shading lenses light affected

SStrada-SQ-T-DN Strada-SQ-T-DN 1.5 %

Strada-SQ-T-DW-EUStrada-SQ-T-DN 3.2 %

Strada-SQ-T-DW-US Strada-SQ-T-DN 4.8 %

Strada-SQ-T-DN Strada-SQ-T-DW-EU 5.7 %

Strada-SQ-T-DW-EUStrada-SQ-T-DW-EU 19.0 %

Strada-SQ-T-DW-USStrada-SQ-T-DW-EU 26.0 %

Strada-SQ-T-DN Strada-SQ-T-DW-US 4.4 %

Strada-SQ-T-DW-EUStrada-SQ-T-DW-US 13.1 %

Strada-SQ-T-DW-USStrada-SQ-T-DW-US 18.6 %

Figura 6. Esempio di disposizione geometrica

utilizzata per la valutazione delle ombreggiature

reciproche e per la schermatura dell’emissione

luminosa nell’emisfero superiore.

Example of geometric disposition applied

to assess mutual shading for a light emission

screen in the upper hemisphere.

INNOVAZIONE PROGETTAZIONE APPARECCHI A LED

113

Figura 7. Apparecchio prototipo realizzato

(Butterfly 01) FRAEN.

The realised prototype device (Butterfly 01)

FRAEN.

Preliminary results obtained

An optical system consisting of a power LEDand a TIR lens is an example of application ofthe described technique. There are presenteddata obtained through stimulation of the LEDdevice that uses 40 LEDs Cree XP_G, poweredby 550 mA current with complex flow of 6080lumen (152 lm for each LED at junction temper-ature of Tj=65°C) and power of 66 W (the pho-

tometric data of Optics + LED used are those

measured in the laboratory).

Each LED is equipped with suitably selected

TIR optical components (there were applied 3

different lens types: right, left and central) di-

rected in space in a way to obtain the desired

photometric distribution. Figure 7.

Figure 8 presents a photometric curve of the de-

vice generated by means of ray tracing simula-

tion. In turn Figure 9 shows data measured in

the laboratory on the created sample (Figure 7).

The measured luminous flow of the prototype

device equals 5245 lm against 5114 lm predicted

ray tracing simulation. This result was probably

caused by a different junction temperature of

the prototype with respect to the data assumed

in the designing phase (Tj=65°C). Another rea-

son for it might have been the lateral screening

present on the prototype which was not consid-

ered in the simulation phase, mounted to pre-

vent luminous flow from dispersing up.

The curve measured appears very similar (as a

form) to the simulated one. It reveals the same

asymmetry of emission between the right and

the left side, present also in the simulation. This

is reflected in Figures 8 and 9.

Another example of designing realised by means

of the described technique is PLUS experimental

device. It is a modular product developed in the

framework of a research project of Technical Uni-

versity of Milan (INDACO Department) and

ENEA. It aimed at developing high-efficiency in-

telligent lighting systems at low production

costs to provide illumination of “Smart Street”.

The system applies two or four modules

equipped with different lens models with a

view of obtaining diverse photometric distribu-

tion to implement S and CE categories of artifi-

cial lighting (Figure 10).

Also in this case the described technique was

115

applied in designing the project in order to de-termine shading between the lenses. Therewas reached a compromise between the needsto contain the device dimensions and not to af-fect excessively its performance as well as theedge screening necessary to contain luminousflow dispersing up.

Thermal behaviour

Thermal sizing of a LED device constitutes avery complex problem to resolve, as the de-signer's choices impact at least three funda-mental aspects of the product:• Thermal regime of functioning influences the

quantity of flow emitted by the LEDs. Thus itdetermines the number of components thatare necessary to mount on the product in orderto obtain desired plant performance. Conse-quently, it strongly impacts the product cost.

• The temperature of junction influences the

speed luminous flow decay of the device intime, and as a result, its economic practicabilityto substitute a traditional device in the plants.

• The dissipater project, as an integral part of

the device design, and thus presumably witha different than classic finned surface, entailsa need to resort to other projecting tools thanclassic thermal sizing by means of an ana-logue electrical circuit [6] or sizing tools offanned surfaces [7] that are widely used inthe field of electronics.

Analogue electrical circuit is a circuit in whichthe heat flow produced by LED sources is rep-resented through an electric power generator,its unit of measurement is not Ampere, butWatt, electric tension of temperatures in variouspoints of dissipater or a PCB is equal, and theunit of measurement is not Volt, but degree Cel-sius. Thermal resistance is substituted by elec-tric resistance which is not defined in Ohm, butin °C/W. It is thus possible to use an equation

which formally corresponds to Ohm's Law. More

complex designing techniques predict the use

of CFD simulation software (Computational

Fluid Dynamics) that allow obtaining more ac-

curate results reducing the number of proto-

types and further changes required by the

procedure described above. The CFD simulation

allows also realising dissipation systems that

considerably differ from the traditional finned

dissipaters. They give the designer more room

for manoeuvre and creativity at form designing.

An example of application of these techniques

is presented in Figure 11, where the dissipation

system behaviour was simulated by means of

fluid-dynamic calculating software, from the ini-

tial phase of the product concept to reaching a

fair compromise between freedom of designing,

dissipation efficiency of heat produced by LED

sources and containing production costs.

This way made it possible to assess dissipation

efficiency of different solutions (different from

each other in terms of aesthetics) without the

need to create prototypes.

Figura 8. Indicatrici di emissione misurate (cd/1000lm)

del prototipo Butterfly01 nei piani C0-180° e C90-270°. La

misura è in cd assolute con il rendimento pari al 100%.

Indicator functions of emission measured (cd/1000lm) of

Butterfly01 prototype at C0-180° and C90-270° planes. The

measurement is at absolute cd with 100% performance.

Figura 9. Indicatrici di emissione (cd/1000lm) dell’appa-

recchio Butterfly01 simulato con il metodo su esposto

(senza schermi laterali) nei piani C0-180° e C90-270°.

Nella simulazione, la fotometria non è assoluta e il ren-

dimento del sistema ottico è di circa 84%.

Indicator functions of emission measured (cd/1000lm) of

Butterfly01device simulated by means of the above-men-

tioned method (without lateral screens) at C0-180° and

C90-270° planes. In the simulation the photometry is not

absolute and the performance of optical system equals

about 84%.

LUCE 297/298 1-2/2012

fine di trovare un giusto compromesso tra li-

bertà progettuale, efficienza nella dissipazione

del calore prodotto dalle sorgenti LED e conte-

nimento dei costi di produzione.

In questo modo è stato possibile valutare l’effi-

cienza dissipativa di diverse soluzioni (molto di-

verse tra loro dal punto di vista estetico), senza

dover ricorrere alla prototipazione.

Ringraziamenti

Un particolare ringraziamento alle persone che

hanno collaborato a queste attività di ricerca: Simo-

netta Fumagalli dell'ENEA, Marco Angelini della

FRAEN, Matteo De Canal di CrossPoint e Daria Ca-

sciani del Lab. Luce - Politecnico di Milano.

BIBLIOGRAFIA

[1] Mikhail A. Moiseev, Leonid L. Doskolovich,

and Nikolay L. Kazanskiy, "Design of high-

efficient freeform LED lens for illumination

of elongated rectangular regions," Opt. Ex-

press 19, A225-A233 (2011).

[2] Technical Note, “Import ANSI/IESNA Photo-

metric Data to TracePro”, Lambda Research.

[3] ANSI/IES LM-63-02 “ANSI Approved Stan-

dard File Format for Electronic Transfer of

Photometric Data and Related Information”,

Illuminating Engineering Society.

[4] Radiant Imaging, Inc., “Prosource User's Manual

for use with Prosource Version 7.0.0 or later”.

[5] Legge Regionale 27 marzo 2000, n. 17 e suc-

cessive modificazioni, “Misure urgenti in

tema di risparmio energetico ad uso di illu-

minazione esterna e di lotta all’inquina-

mento luminoso”. (B. U. 30 Marzo 2000, n.

13, 1° suppl. ord.).

[6] Application Note CLD-AP05.002, “Cree®

XLamp® LED Thermal Management”.

[7] Natsink manual, programma di dimensiona-

mento di dissipatori alettati disponibile gra-

tuitamente sul sito:

http://frigprim.x10.mx/frigus_natsink.html

l’apparecchio nel tempo e quindi la sua mag-

giore o minore convenienza economica a so-

stituire un apparecchio tradizionale negli

impianti.

• Il progetto del dissipatore, come parte inte-

grante del design dell’apparecchio e quindi

presumibilmente di forma diversa dalla clas-

sica superficie alettata, pone la necessità di

ricorrere a strumenti di progetto diversi dal

classico dimensionamento termico tramite cir-

cuito analogo elettrico [6] o strumenti di di-

mensionamento delle superfici alettate [7],

che sono comunemente impiegati in ambito

elettronico.

L’analogo elettrico è un circuito in cui il flusso

di calore, prodotto dalla sorgenti LED, viene rap-

presentato mediante un generatore di corrente

elettrica, l'unità di misura cambia da Ampere a

Watt, le temperature nei vari punti del dissipa-

tore o del PCB, hanno un equivalente nella ten-

sione elettrica, l'unità di misura passa da Volt a

gradi Celsius. La resistenza termica è sostituita

dalla resistenza elettrica e non viene definita in

Ohm ma in °C/W, ed è possibile quindi utilizzare

un'equazione formalmente uguale alla legge di

Ohm. Tecniche di progetto più sofisticate, pre-

vedono l’impiego di programmi di simulazione

CFD (Computational Fluid Dynamics), che con-

sentono di ottenere risultati più accurati ridu-

cendo il numero di prototipi e modifiche

successive a cui è necessario ricorrere con il pro-

cedimento descritto precedentemente. La simu-

lazione CFD consente anche di realizzare

sistemi di dissipazione che differiscono di molto

dai tradizionali dissipatori alettati, offrendo al

progettista maggiori margini di manovra e crea-

tività nella progettazione delle forme.

Un esempio di applicazione di queste tecniche

è riportato alla figura 11, dove il comportamento

del sistema di dissipazione è stato simulato me-

diante un programma di calcolo fluido-dinamico,

fin dalla fase iniziale di concept del prodotto al

116

Figura 10. Moduli apparecchio PLUS, progettato

dal Politecnico di Milano all’interno di un progetto

di ricerca coordinato da ENEA. I due moduli mon-

tano differenti tipi di lente (LEDIL STRADA T-DW

e T-DN). Prototipi realizzati da Cross Point srl.

Modules of PLUS device designed by Technical

University of Milan within a research project co-

ordinated by ENEA Two modules with two dif-

ferent lens types mounted (LEDIL STRADA T-DW

and T-DN). Prototypes realized by Cross Point srl.

INNOVAZIONE PROGETTAZIONE APPARECCHI A LED

117

Acknowledgements

The authors would like to give special thanksto the following persons who cooperated onthis research: Simonetta Fumagalli, ENEA;Marco Angelini, FRAEN, Matteo De Canal diCrossPoint and Daria Casciani, Laboratory ofLight,Technical University of Milan.

BIBLIOGRAPHY

[1] Mikhail A. Moiseev, Leonid L. Doskolovich,and Nikolay L. Kazanskiy, "Design of high-

efficient freeform LED lens for illumination

of elongated rectangular regions," Opt. Ex-

press 19, A225-A233 (2011).

[2] Technical Note, “Import ANSI/IESNA Photo-

metric Data to TracePro”, Lambda Research.

[3] ANSI/IES LM-63-02 “ANSI Approved Stan-

dard File Format for Electronic Transfer of

Photometric Data and Related Information”,

Illuminating Engineering Society.

[4] Radiant Imaging, Inc., “Prosource User's

Manual for use with Prosource Version 7.0.0

or later”.

Figura 11. Simulazione fluido dinamica del dissi-

patore dell'apparecchio sperimentale PLUS, pro-

gettato dal Lab. Luce Politecnico di Milano per

ENEA.Fluid dynamic simulation of a dissipater of

PLUS experimental device designed by Lab.

Luce, Technical University of Milan for ENEA.

[5] Legge Regionale 27 marzo 2000, n. 17 e

successive modificazioni, “Misure urgenti

in tema di risparmio energetico ad uso di

illuminazione esterna e di lotta all’in-

quinamento luminoso”. (B. U. 30 Marzo

2000, n. 13, 1° suppl. ord.), [Regional Law

of 27th March 2000 no. 17, as amended

"Urgent measures in the scope of power

saving at external lighting and fighting

light pollution"].

[6] Application Note CLD-AP05.002, “Cree®

XLamp® LED Thermal Management”.

[7] Natsink manual, programma di dimensiona-

mento di dissipatori alettati disponibile gra-

tuitamente sul sito:

http://frigprim.x10.mx/frigus_natsink.html

LUCE 297/298 1-2/2012

118

RICERCA NUOVI CONCEPTS DI LUCE DELLA FACOLTÀ DI DESIGN E ARTI VENEZIA / IT

li studenti della Laurea magistrale in disegno

industriale del prodotto della Facoltà di Design

e Arti dell’Istituto Universitario di Architetturadi Venezia sono coinvolti da anni intematiche relative allo studio della luce,

dapprima con il Corso di illuminotecnica e piùrecentemente con la materia di “Micro e nanotecnologie per il disegno industriale”. Questi due

corsi hanno costituito un’opportunità moltointeressante di condurre i giovani futuridesigners verso un momento di riflessioneall’interno delle potenzialità del mondo dellaluce. L’attività è stata articolata in due fasiconcatenate: la prima costituitadall’acquisizione di nozioni fondamentalidell’illuminotecnica, della fisica ottica e

della geometria ottica, la seconda attraverso lapanoramica operativa del lighting design,all’interno della quale condurre una circoscrittaesperienza progettuale. L’obiettivo non è semplice,per diverse ragioni, ma soprattutto perché spesso

The students of the Master’s degree programme in

product industrial design at the Faculty of Desin

and Arts at the Architecture University Institute of

Venice have for years been involved in the issues

related to the study of light. Previously, it has cov-

ered a course on artificial lighting and now it offers

a course of micro and nano technologies at indus-

trial design. These two courses have given very in-

teresting opportunities for future young designers to

reflect on the potential of the world of light. This ac-

tivity has been divided in two interrelated phases.

The first one has encompassed the study of funda-

mental concepts of artificial lighting, optical physics

and optical geometry. The second stage has cov-

ered operational observation of lighting design

which leads to a design experience. The objective

is not simple for various reasons. The most impor-

tant one is that the students frequently have limited

command of fundamental principles applied in the

lighting sector. From a certain point of view, this as-

pect constitutes also a strong point, because start-

ing without prejudice (except for the term “artificial

lighting” that to less experienced persons may

seem strictly related to calculation and engineer-

ing), their mind remains more receptive and sus-

ceptible to simulation by surprising

phenomenological aspects, such as those existing

in the lighting sector created by the artists and de-

signers. Nonetheless, the difficulty lies also in the

timeline (it is a 60-hour, one semester course)

which imposes selection of the issues studied at

the course. The course on light encompasses the

issues of experimental research, like those pre-

sented further. Yet, it should always consist in

teaching at least minimum required knowledge of a

specific subject, although it does not make a part of

main discipline of the studies. This aspect raises

great interest, as by the end of the semester the

students will have developed an experimental and

innovative project in the specific field of interest.

They will also have to check their theoretical knowl-

edge at an oral exam. From the previous year a

combination of two interrelated A and B modules,

that is micro and nano technologies, has allowed to

set a standard for a new interpretation of the world

of light applied in the activity of design. The first

di Alberto Pasetti

NUOVI CONCEPTS

DI LUCE ALLA IUAV

NEW

LIGHT CONCEPTS

Luce cieca

Nicolas Battistini, Elisabetta

Costa, Giada Luzi.

G

119

LUCE 297/298 1-2/2012

Luce cieca

Nicolas Battistini, Elisabetta

Costa, Giada Luzi.

120

RICERCA NUOVI CONCEPTS DI LUCE DELLA FACOLTÀ DI DESIGN E ARTI VENEZIA / IT

Luce cieca

Nicolas Battistini, Elisabetta

Costa, Giada Luzi.

121

LUCE 297/298 1-2/2012

module, conducted by Prof. Diego Basset, devoted to the ex-

ploration of nano technologies through an analysis of primor-

dial material components, in particular their structures and

surface properties of two- and three-dimensional products,

created as a result of industrial research, aimed at innovation

and optimisation of the application by the consumers. The se-

mester dedicated to this preparation enabled other student to

acquire some knowledge about properties of materials. It

greatly helps them understand some lighting phenomena. In

fact, in the “designing” phase, the students tend to reason

from the perspective of infinitesimal physics which in the field

of lighting is translated into optical physics. However, there is

a feature of methodology referring to the subject under study

which does not consist in resolving an exercise for the sake of

it, through infinite expressions of light in the presence of the

matter, but it is based on in-depth understanding of the per-

ception concept. Indeed, the aim of the analytical and proac-

tive work of single candidates is to explore human perception

through the knowledge of phenomenological principles. The

reason for such an approach is that humans, in every instant

of their life, experience vision that is related to the whole of

physiological responses, of which some are directly con-

nected with the nervous system or brain interpretation. In this

way, future young designers with their creative competences

make a step forward. Although they are not specialists in any

sector, they provide bases for new project ideas aimed at

potential contemporary users, both in terms of functional fea-

tures and for purely recreational reasons, to the benefit of

physiological wellbeing. These two objectives are frequently

achieved within one project and thus its concept becomes re-

ally feasible. In other cases, the meaning of the work remains

in an early stage of research, which is not devoid of stimulat-

ing messages and contents, though. A metal railroad bridge

intended for pedestrians, used in the concept of Annamaria

Laterza and Caterina Marzolla is the first example where the

need to resolve the issue of insufficient lighting is combined

with the perceptive effect value of phosphorescent stripes.

They highlight the directive of perspective through geometric

dynamics which recalls the graphic patterns of the first sub-

way signs. The route is constructed with a polychrome light

rail which stimulates the sense of spatial perception and to

provide information through long adhesive films on metal pan-

els treated with phosphorescent powders in the same time.

The activated phosphorescent phenomenon stores natural

daylight. Moreover it is sustained by remote LED sources

which are inserted in specific light wells. Prototyping of a part

of the panel allowed checking the project feasibility in terms

of optical performance of the stripes and their geometric rela-

tions. The most profound meaning of the project entitled “Im-

mersed in the Invisible”, outlined on the basis of some

phenomenological analogies, but with more abstract and ex-

Colour stone

Jacopo Stefan, Tommaso Calore.

Il giocattolo funziona come una

lavagnetta luminosa in cui il

bambino interagisce con le mani

(presenza di sensori di tatto sotto

lo strato siliconico) accendendo le

sorgenti led sottostanti. La

selezione del colore avviene

toccando una delle zone

corrispondenti. Per disegnare in

sintesi additiva si lavorerà su un

lato della lavagnetta (RGB);

ruotandola fisicamente si avrà la

possibilità di disegnare in sintesi

sottrattiva (CMY). In posizione

verticale ed in carica la lampada

potrà eseguire degli scenari

prestabiliti da programma.

The idea of the toy is that of a light

board which enables children to

interact with their hands (touch

sensors located under a silicone

layer) and turn on the led sources

underneath the layer. Colours are

selected through touching the

respective areas. Drawing in

additive synthesis (RGB) can be

performed on a side of the board.

The board, if turned; gives a

possibility to draw in subtractive

synthesis (CMY). Vertical position

and the charged lamp make it

possible to implement scenarios

pre-set by the software.

studenti di acquisire una parte di quella conoscenza sulle

proprietà dei materiali che permette di aiutare

significativamente la comprensione di alcuni fenomeni

luminosi. Infatti, nella fase “progettuale” gli studenti sono giàpredisposti a ragionare con un orientamento legato alla fisicainfinitesimale che, nel campo della luce, si traducesuccessivamente in fenomeni riconducibili alla fisica ottica.Esiste però una caratteristica metodologica che riguarda iltema di ricerca da svolgere che non si risolve nello sviluppodi un esercizio fine a sé stesso, attraverso le infinitemanifestazioni che la luce pone in presenza della materia, maparte dal presupposto che vi sia alla base l’approfondimentodi un concetto percettivo. Infatti, la finalità del lavoro analiticoe propositivo dei singoli candidati esplora la percezioneumana attraverso la conoscenza di principi fenomenologici.Come potrebbe essere diversamente, dato che l’uomosperimenta in ogni istante della propria esistenza l’esperienzadella visione in funzione di un insieme molto articolato dirisposte fisiologiche, alcune delle quali direttamenteconnesse al sistema nervoso e all’interpretazione cerebrale?Così i giovani futuri “designers” entrano in gioco, con la lorocompetenza creativa, perché pur non essendo specialisti dialcun settore pongono le basi per idee progettuali versonuove istanze rivolte ai potenziali utenti contemporanei, siaper finalità funzionali che per ragioni puramente ludiche abeneficio del benessere fisiologico. In alcuni casi, non rari, idue obiettivi sono raggiunti dallo stesso progetto e pertantocollocano il concept progettuale all’interno di un’aurea diconcretezza e di reale fattibilità. In altri casi, il significato dellavoro rimane in un ambito di embrionale ricerca, ma nonprivo di messaggi e contenuti stimolanti. Il ponte metallicoferroviario ad uso pedonale utilizzato nel concept diAnnamaria Laterza e Caterina Marzolla è l’espressione delprimo esempio dove, alla necessità funzionale di colmare lacarenza di illuminazione, si unisce il valore dell’effetto

gli studenti partono da una limitata conoscenza dei principifondamentali nel settore dell’illuminazione. Da un certo puntodi vista, quest’aspetto costituisce anche un punto di forzaperché, partendo senza pregiudizi (ad eccezione delladenominazione “illuminotecnica” che richiama, ai menoesperti, un significato molto legato al calcolo e ad unamateria ingegneristica), la loro mente rimane più ricettiva esuscettibile di essere stimolata da aspetti fenomenologicisorprendenti, come quelli esistenti nel settore della luce adopera di artisti e progettisti. Tuttavia, la difficoltà risiede anchenell’arco di tempo circoscritto (il corso in un semestre ha unadurata di circa 60 ore) che impone di fare delle sceltesull’opportunità di affrontare alcune tematiche rispetto adaltre. Pur affrontando delle tematiche sperimentali di ricerca,come quelle di seguito esposte, un corso inerente alla lucedovrebbe sempre basarsi sull’assimilazione dei requisitiminimi che la conoscenza di una materia specialistica comequesta richiede, anche se non ancora collocata tra lediscipline fondamentali del percorso di studi. Questo aspettoè di grande interesse perché al termine del semestre glistudenti non devono soltanto avere sviluppato un progettosperimentale ed innovativo, nell’ambito specifico di interesse,ma è richiesto loro di dar prova della loro conoscenza teoricacon un esame orale approfondito. Dall’anno scorso ilconnubio tra due moduli A e B, in Micro e Nano tecnologie,l’uno propedeutico all’altro, ha permesso di gettare le basiper una nuova chiave di lettura del mondo della luceapplicata all’attività del design. Il primo modulo, tenuto dalProf. Diego Basset, parte dall’esplorazione delle nanotecnologie attraverso l’analisi di componenti primordiali deimateriali, in particolare rivolti alle tessiture e alle proprietàsuperficiali di prodotti bidimensionali e tridimensionali frutto diricerca industriale, finalizzata all’innovazione eall’ottimizzazione degli impieghi nell’ambito consumer. Ilsemestre dedicato a questa preparazione ha permesso agli

122

RICERCA NUOVI CONCEPTS DI LUCE DELLA FACOLTÀ DI DESIGN E ARTI VENEZIA / IT

Immerso nell’invisibile

Isis Cocco, Christian Durofil,

Maddalena Rossi.

123

LUCE 297/298 1-2/2012

perimental effects, is related to interactions between the visi-

tor and the imaginary space constituted by a shell module

with various graphic compositions in the entire field, on the in-

ternal membrane. Different types of design are treated with

phosphorescent powders of various colours and composition

which react to different wavelengths. Therefore they become

visible in a selective manner. On the basis of this concept, the

observer upon entering into the module sees a luminous

sphere that radiates a determined light frequency which cor-

responds to some graphic scenes, whereas the other images

remain obscured. There is no better instance to paraphrase

the concept which says that “we see what we enlighten”. This

case though is about seeing what the light reveals. The idea

of revealing by light not only for recreational, but for educa-

tional purposes was applied to the “colour stone” project

aimed at children. A child using three primary colours (red,

green and blue) to touch the surface may add and subtract

numerous colours of the spectrum and learn elementary prin-

ciples of addition and subtraction. The rule of such a hypo-

thetical game is based on mixing through a dense grid of rgb

LEDs protected by a monocoque plastic surface which inter-

acts with the human touch like a real touch-screen. According

to the same logic, new generation light sources are hidden

from view but inserted in light systems that are able to interact

with the human eye to create a real perceptive and change-

able ambient. Such a work embraces the idea of “Light in Ice

Age”, “Blind Light” and “Walls of light”, in which the central

issue refers to changeable possibilities that the space may

imprint in the psyche by means of a relationship between in-

novative materials and highly flexible capillary light sources.

“Light in Ice Age” constitutes an idea that derives from obser-

vation of light phenomena in icebergs, in particular cave for-

mations and inside the clefts. The iceberg matter itself, both

due to water cleanliness and atmospheric pressure to which it

is exposed, presents a property to transmit rays of light that

Immerso nell’invisibile

Isis Cocco, Christian Durofil,

Maddalena Rossi.

Immerso nell’invisibile

Isis Cocco, Christian Durofil,

Maddalena Rossi.

come un vero e proprio schermo touch-screen. Nella stessa

logica delle sorgenti, di nuova generazione, occultate alla

vista ma inserite in sistemi luminosi in grado di interagire con

l’occhio umano per creare delle vere proprie ambientazionepercettive e mutevoli si collocano i lavori “light in iceage”,“luce cieca” e “muri di luce”, dove il tema centraledell’indagine riguarda le possibilità mutevoli che lo spaziopuò imprimere sulla psiche utilizzando il rapporto tra materialiinnovativi e fonti di luce capillari dotate di grande flessibilità.“Light in iceage” costituisce un’idea che trae originidall’osservazione del fenomeno luminoso nei ghiacciai, inparticolare nei volumi cavernosi e all’interno dei crepacci. Lamateria stessa del ghiaccio, sia per la purezza dell’acqua e lapressione atmosferica a cui è sottoposta, possiede proprietàdi trasmissione dei raggi luminosi che generano effettispettacolari ed emozionali di rara bellezza. La scomposizionedei raggi luminosi attraverso fenomeni rifrattivi della materiapuò generare effetti cromatici sorprendenti anche in luoghinon direttamente esposti alla luce naturale ma sottoposti aipercorsi articolati dei raggi luminosi che si riflettono e sirifrangono. Nel caso in cui l’uomo tenti di riprodurre talimanifestazioni della natura deve riorganizzare gli elementiprimordiali di una scena artificiale. Gli spazi pensati daDecaro, Picco e Pizzutilo, sono dei veri e propri light-cocoonsperimentali costituiti da membrane tese, diffondenti,attraversate o lambite da fasci luminosi di ampiezza ecromaticità variabile. In questo caso è la stessa presenzadell’osservatore all’interno dello spazio a modificarne ilrisultato visivo finale, dato che la sua stessa ombra si colora eimprime effetti geometrici visivi a terra o sulle pareti.Inversamente, quando non è lo spazio ad assumere la formaprogettuale ma un oggetto a sé stante, un monolite, in gradodi allestire il campo visivo dell’osservatore attraverso la suavalenza cromatico-luminosa il riferimento ad un progettoquale “luce cieca” è implicito. Un monolite che assume laforza formale di un volume sospeso tridimensionale quasifluttuante per assenza di supporti meccanici evidenti,costituito da una superficie elastica tesa diffondenteaggrappata ad un leggero telaio in alluminio, riesce adirradiare in tutte le direzioni un flusso luminoso

percettivo delle fasce fosforescenti, capaci di sottolineare ilsenso prospettico attraverso una dinamica geometrica chericorda gli stilemi grafici di comunicazione delle primemetropolitane. Il percorso si concretizza nella costruzione diuna guida ottica policroma in grado di stimolare il senso dipercezione spaziale e allo stesso tempo fornire informazioniattraverso l’applicazione di lunghe pellicole adesive supannelli metallici, trattate con polveri fosforescenti.L’attivazione della fenomeno fosforescente, oltre chedall’immagazzinamento di luce diurna è pensato per esserecoadiuvato da sorgenti a LED, remote, inserite in opportunicavedi. La prototipazione di una porzione di pannello hapermesso di verificare la fattibilità sotto il profilo della resaottica delle fasce e dei rapporti geometrici delle stesse.Impostato con alcune analogie fenomenologiche, ma diappartenenza più astratta e sperimentale, si colloca ilprogetto “Immerso nell’invisibile” in cui il significato piùprofondo appartiene all’interattività tra il visitatore e unospazio immaginario costituito da un modulo a chiocciola consvariate composizioni grafiche, a tutto campo, sullamembrana interna. Varie tipologie di disegno sono trattatecon polveri fosforescenti di colore e composizione diversache reagiscono a lunghezze d’onda diverse e pertantodiventano visibili in maniera selezionata. In base a questoconcept, quando l’osservatore entra nel modulo gli vienemessa a diposizione una sfera luminosa che irradia unadeterminata frequenza luminosa corrispondente ad una dellescene grafiche, le altre rimangono oscurate. Quale miglioreesempio per parafrasare l’assunto “noi vediamo ciò cheilluminiamo”, solo che in questo caso si tratta proprio divedere ciò che la luce rivela. L’idea che la rivelazione possaessere tradotta in uno scopo non solo ludico, ma educativo,ha preso forma nel progetto “color stone” rivolta ai bambini.Infatti, attraverso l’utilizzo dei tre colori primari (rosso, verde eblu) il bambino sfiorando la superficie può sommare osottrarre molti colori dello spettro, apprendendointuitivamente i valori elementari della sintesi additiva esottrattiva. Il funzionamento di questo ipotetico gioco si basasulla miscelazione di una fitta rete di led rgb protetti da unasuperficie-scocca plastica che interagisce con il tatto umano

124

RICERCA NUOVI CONCEPTS DI LUCE DELLA FACOLTÀ DI DESIGN E ARTI VENEZIA / IT

Muri di Luce 1

Caterina Bolge, Chiara Basso,

Luca Fioraso.

Oltre alle combinazioni

cromatiche uniformi è possibile

sfruttare la tecnologia LED per

creare ambientazioni evocative in

linea con lo stato d’animo

dell’utente. In questo caso i Muri

di Luce ripropongono una

situazione di quiete e tranquillità

con tinte sfumate dal violetto al

blu generando così sensazioni

mattutine di pace e serenità.

Walls of light 1

Apart from chromatic and

uniform combinations it is

possible to apply LED technology

in order to create evocative

ambient that corresponds to the

user’s mood. In this case the

Walls of Light offer a peaceful

and quite atmosphere with

shades ranging from violet to

blue which generate morning

sensations of peace and

cheerfulness.

125

LUCE 297/298 1-2/2012

generate spectacular and emotional effects of rare beauty.

Decomposition of rays of light through refractive phenomena

of the matter may generate surprising chromatic effects also

on the sites that are not directly exposed to natural light, but

are clearly subjected to reflections and refractions of rays of

light. An attempt to reproduce such demonstrations of nature

entails a need to reorganise primordial elements of an artificial

scene. The spaces created by Decaro, Picco and Pizzutilo

are real experimental light-cocoons consisting of tight, propa-

gating membranes. Lighting stripes of different width and

chromaticity pass through or circle the membranes. In this

case it is the presence of the observer inside the space that

modifies the final visual result. Conversely, when the space

does not assume the design form but an object itself, a

monolith, able to set up the visual field of the observer

through its chromatic and lighting valence, the reference to a

project of “blind light” is implicit. A monolith which assumes a

formal force of a suspended three-dimensional and almost

fluctuant volume by the absence of noticeable mechanical

supports, consisting of an elastic propagating surface

stretched and sustained on an aluminium frame, is able to ir-

radiate variable monochromatic light flow in all the directions.

The combination of these lighting panels in space deter-

mines, due to their position and orientation, not only a distri-

bution order, with a consequent route of the observer, but also

lighting interaction, one with respect to the other. This phe-

nomenon influences the surrounding space generating lumi-

nous effects with three-dimensional chromatic fields that

visually identify distinct physical portions in space. Finally, the

work entitled “Wall of Light” expresses this part of research

thought which focuses on the entire abstraction of the visual

component of technology with respect of architectural interi-

ors, as it coincides with architecture itself. It is an image of a

room whose geometric structure could emanate the light and

module, according to preset scenarios revoking the effects of

sky, sunsets and simple or complex chromatic effects. Lateral

walls are transformed in large luminous windows assuming di-

mensions of the entire walls. It is not necessary to indicate the

obvious presence of technology, but only to evoke the mean-

ing of light which may induce to remove or reinforce a physi-

cal character of space. In this last case, similarly as in the

previous ones, dominates an idea that a physical and spatial

concept related to the visual perception represents a field to

be explored. However, it actually constitutes an area of design

and research. More than ever before, the students dispose at

a heritage of innovation which is so rich and malleable from

the technological point of view. Nonetheless, a vision which is

able to predict the trends and tendencies of future uses and

habits should focus on an integrated design approach in

which technology is not aim itself, but it constitutes opportuni-

ties for increasing number of new interpretations. In the same

way a sensitive design approach becomes also sustainable

thanks to its implications on the human nature and the envi-

ronment. For these reasons it is worth emphasizing not only a

growing number of research opportunities, but the fact that

young students have possibilities to learn about great poten-

tial of the mix of light, matter and psychology of vision which

always more characterise the contemporary communication

between design and architecture.

The works presented in the article, come from the course files

and represent a significant, but not exhaustive part of the

courses on Artificial Lighting, Micro and Nano Technologies

conducted by Prof. Alberto Pasetti at the Faculty of Design and

Arts, within the Master’s degree programme at product indus-

trial design.

Muri di Luce 2

Caterina Bolge, Chiara Basso,

Luca Fioraso.

In questa visione sono stati

ricreati, attraverso tinte calde,

paesaggi e sensazioni esotiche.

Notiamo quindi come i Muri di

Luce si prestino a creare

qualsiasi tipologia di

combinazione cromatica

prestabilita o scelta dall’utente.

Walls of light 1

This view shows exotic

landscapes and sensations

created with warm shades.

Walls of Light thus lend

themselves to creating any type

of pre-set chromatic combination

or that selected by the user.

126

RICERCA NUOVI CONCEPTS DI LUCE DELLA FACOLTÀ DI DESIGN E ARTI VENEZIA / IT

Ponte luminoso, render

Anna Maria Laterza, Caterina

Marzolla.

Utilizzando le luci fluorescenti si è

creata una grafica che diventasse

anche un modo nuovo di dare

luce al ponte. L’uso di linee per lo

più orizzontali è dettato dalla

lunghezza del ponte e dal fatto

che sia un luogo di passaggio

veloce. In corrispondenza

dell’uscita dei binari del treno

sono indicati i numeri a loro

collegati in modo da avere una

veloce e immediata lettura.

Lighting bridge, render

A graphic design created by

means of fluorescent lights offers

a new source of bridge lighting.

The choice of mostly horizontal

lines is motivated by the bridge

length and a subway site. Along

with the platform exits their

corresponding numbers are

indicated in a way that can be

read quickly and immediately.

Ponte luminoso, stato di fatto

Anna Maria Laterza, Caterina

Marzolla.

Le fonti luminose sono sei

lampioni presenti solo nella parte

centrale, tutte le scale e gran

parte del camminamento

risultano carenti.

Lighting bridge,

current situation

Light sources are constituted by

six lampposts located only in the

central part; they are not present

at all the stairs and a major part

of walkway.

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LUCE 297/298 1-2/2012

progettuale sensibile diventa anche sostenibile grazie alle sue

implicazioni implicite sulla natura dell’uomo e sul suoambiente. Per questi motivi è interessante che le occasioni diricerca si moltiplichino ma soprattutto che i giovani studentisiano portati alla conoscenza delle grandi potenzialitàcontenute nel connubio tra luce, materia e psicologia dellavisione che, sempre più, caratterizzano il modo espressivodella comunicazione contemporanea tra design e architettura.

I lavori presenti nell’articolo, tratti dall’archivio del corso,rappresentano una parte significativa ma non esaustiva deicorsi di Illuminotecnica e Micro e Nano tecnologie tenuti dalProf. Alberto Pasetti presso la Facoltà di Design e Arti, all’internodella Laurea magistrale in disegno industriale del prodotto.

monocromatico variabile. La combinazione di questi pannelliluminosi nello spazio determinano, per loro posizione edorientamento, non solo un ordine distributivo, conconseguente percorso dell’osservatore ma soprattuttoun’interazione luminosa dell’uno nei confronti dell’altro.Questo fenomeno influenza per ricaduta lo spaziocircostante, generando effetti luminosi con campiturecromatiche tridimensionali che individuano visualmenteporzioni fisiche distinte dello spazio. Infine, il lavoro “muri diluce”, esprime quella parte del pensiero della ricerca che èorientato alla più completa astrazione della componentevisiva della tecnologia nei confronti degli spazi internidell’architettura in quanto coincide con l’architettura stessa.L’immagine di una stanza la cui struttura geometrica siaemanazione stessa della luce e questa possa modularsisecondo scenari prestabiliti rievocando gli effetti della voltaceleste, di tramonti o effetti cromatici semplici o compositi. Lepareti laterali si trasformano in grandi finestre luminose a tuttaparete, senza denotare presenze palesi di tecnologia ma soloevocando il significato che la luce può indurre nell’annullare orafforzare la fisicità dello spazio. In quest’ultimo caso, come inquelli precedenti, primeggia l’idea che un concetto fisico-spaziale legato alla percezione visiva rappresenti un territorioancora tutto da esplorare ma di fatto costituisce già materia diprogettazione e ricerca. Mai come oggi gli studenti hanno adisposizione un patrimonio di innovazione, dal punto di vistatecnologico, così ricco e malleabile. Tuttavia, una visionecapace di anticipare le tendenze e le declinazioni degli usi ecostumi futuri deve essere indirizzata al pensiero progettualeintegrato, in cui la tecnologia non rappresenti un fine a séstesso ma costituisca sempre un’opportunità di affacciarsi sunuove interpretazioni. Allo stesso modo un pensiero

Light in Iceage

Paolo Decaro, Carmen Picca,

Francesca Pizzutilo.