Alumbrado Interior

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DE LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL SEDE MARACAY- NÚCLEO ARAGUA UNEFA

ALUMBRADO INTERIOR Ing. Eléctrica XI Término

Integrantes Bande, Antonio Castillo, Onela Curto, Gian Paolo Lugo, Rosmery Quintero, Julian Rondon, Pedro

ALUMBRADO INTERIOR •Factores de desempeño El flujo luminoso emitido por la luminaria se evalúa por medio de la eficiencia de la luminaria, es decir el flujo luminoso de la luminaria en servicio dividido entre el flujo luminoso de la lámpara.

•Eficiencia de la luminaria (rendimiento ( ))

L

L

Es la relación del flujo luminoso emitido por una luminaria, medido bajo condiciones prácticas especificadas para una suma de los flujos individuales de las lámparas funcionando fuera de la luminaria en condiciones especificas.

•Eficiencia del Local (

)

Se relacionan los valores de coeficiente de reflexión del techo, paredes y piso.

ALUMBRADO INTERIOR 

Índice Local (K)

Relación entre las dimensiones del local 

Iluminación directa



Iluminación indirecta

K

ab h ( a  b)

a= ancho del local b= largo del local h= plano base útil o altura de las luminarias sobre el plano de trabajo H’= distancia del techo al plano de trabajo H pen = altura del soporte de la luminaria H pl.tr.= altura del plano de trabajo

Fu L  R

ALUMBRADO INTERIOR



Factor de utilización (FU) El flujo luminoso final ( útil) que incide sobre el plano de trabajo, esta avalado por el factor de utilización, éste indica , por lo tanto, la eficiencia luminosa del conjunto lámpara, luminaria y local.

Para determinar el factor de utilización, si se tiene una tabla (de Fu) proporcionada por el catálogo del fabricante , esta tabla nada más es el valor de la eficiencia del local ya multiplicado por la eficiencia de la luminaria, que se encuentra por la intersección del índice local (K) y de la reflactancias de techo, paredes y pisos en este orden.

ALUMBRADO INTERIOR 

Cálculo de la eficiencia del local Una vez que se calcula el índice local (K), se debe procurar identificar los valores de reflectancia del techo, paredes y piso, para esto, se selecciona la indicación de la curva de distribución luminosa que más se asemeja a la luminaria a ser utilizada en el proyecto, en la intersección de la columna de reflectancias y la fila de índice del local, se encuentra el valor de eficiencia del local



Cálculo de la eficiencia de la Luminaria Ciertos catálogos proporcionan una curva de distribución luminosa junto a la curva zonal de una luminaria. La curva zonal indica el valor de la eficiencia de la luminaria en porcentaje.

“Curva de distribución luminosa de una luminaria”

ALUMBRADO INTERIOR 

Fundamentos del proyecto de iluminación

1.-Selección de la lámpara y de la luminaria más adecuada. 2.-Cálculo de la cantidad de luminarias. 3.-Arreglo de las luminarias en el local. 4.-Cálculo de la viabilidad económica.

ALUMBRADO INTERIOR Métodos de las eficiencias para el cálculo de iluminación general Se aplica la siguiente secuencia de cálculo: 1. Selección de la lámpara adecuada 2. Selección de la luminaria apropiada 3. Calculo de la cantidad de luminaria Para el cálculo de la cantidad de luminarias se usa el siguiente método, que es necesario para verificar la luminaria media (Em)

ALUMBRADO INTERIOR Métodos de las eficiencias para el cálculo de iluminación general El valor de la iluminación media se calcula como:

La eficiencia del local corresponde a:

La eficiencia de la luminaria es:

ALUMBRADO INTERIOR El flujo luminoso emitido en el local esta dado por:

Si se multiplica ambos lados de la ecuación anterior por se tiene:

De aquí:

ALUMBRADO INTERIOR Ahora (1 sustituyendo ) en (2) tenemos que:

Pero:

Entonces:

ALUMBRADO INTERIOR Para el cálculo del número de lámparas preciso, se debe tomar en consideración el factor de depreciación Fd para impensar el desgaste y el tipo de mantenimiento de los equipos a lo largo del tiempo.

También:

Adecuación de los resultados de un proyecto: Si la cantidad de luminarias resultantes de calculo no son compatibles con la distribución deseada, se recomienda siempre que se aumente el número de luminarias y no su disminución, para que no se perjudique el nivel de iluminación deseado.

ALUMBRADO INTERIOR Definición de los puntos de iluminación: Los puntos de iluminación se deben distribuir preferiblemente en forma uniforme dentro del local, tomando en consideración el arreglo o distribución de los muebles, el direccionamiento de la luz para alguna mesa de trabajo y el tamaño propio de la luminaria, se recomienda que la distancia “a” o “b” entre las luminarias sea el doble de las distancias entre estas y las paredes laterales.

ALUMBRADO INTERIOR Recomendaciones en cuanto a distancias entre luminarias y paredes laterales:

ALUMBRADO INTERIOR Calculo

de

iluminación

dirigida:

Si la distancia d entre una fuente de luz y el objeto a ser iluminado no es cuando menos 5 veces mayor que las dimensiones físicas de la fuente de luz, entonces se puede calcular la luminancia por el llamado METODO DE ILUMINANCIA PUNTUAL , donde se aplica la formula:

Donde: I= Intensidad luminosa tomada verticalmente sobre el punto considerado.

Este método demuestra que la iluminancia (E) es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, por ejemplo, si se duplica la distancia entre la fuente de luz y el objeto; se reduce la iluminación sobre el objeto a un cuarto de su valor.

Si la incidencia de la luz no es perpendicular al plano del objeto, la formula es entonces:

Como: Se tiene que:

ALUMBRADO INTERIOR De manera que la luminancia (E) en un punto es la sumatoria de todas la luminancias incidentes sobre este punto y que provienen de distintos puntos de luz. O sea:

ALUMBRADO INTERIOR Evaluación

del

consumo

de

energía:

El calculo de alumbrado para proporcionar un buen nivel de iluminación requiere de un cierto numero de lámparas y luminarias, pero también es necesario determinar la partencia instalada para así poder determinar los costos de la engría, y de esta manera hacer un estudio de rentabilidad para los distintos proyectos que se presente.

ALUMBRADO INTERIOR Potencia total instalada: Es la sumatoria de potencia de todos los aparatos instaladlas para iluminación, se trata de la potencia de una lámpara multiplicada por la cantidad de unidades utilizadas (n) y sumada a la potencia consumida de todos los reactores, transformadores y/o ignitores; por lo que se deben tener datos orientativos referentes a las perdidas de los equipos auxiliares (watts) para los distintos tipos de lámparas.

ALUMBRADO INTERIOR Debido a que los valores resultantes son elevados, la potencia total instalada se acostumbra expresar en kilo watts, de acuerdo con la ecuación:

Donde: W= Potencia consumida por el grupo Lámparas + accesorios.

ALUMBRADO INTERIOR Densidad de potencia: Es la potencia total instalada en watts por cada metro cuadrado de superficie.

Esta cantidad resulta muy útil para cálculos futuros del dimensionamiento del sistema de aire acondicionado, o bien para los proyectos de una instalación.

En comparación con proyectos de alumbrado, solo se hace efectiva cuando se toman en cuenta niveles de iluminancia iguales para diferentes sistemas. En otras palabras, un sistema de iluminación es mas eficiente que otro. Si representa el mismo nivel de iluminancia del otro, pero consume menos watts/m2

ALUMBRADO INTERIOR Densidad de potencia relativa: Es la densidad de potencia total instalada por cada 100 lux de iluminancia, es decir:

o también:

ALUMBRADO INTERIOR

*Evaluación de costos. *costos de inversión. *costos de operación. *Un factor decisivo en el costo de operación. *Calculo de rentabilidad.

ALUMBRADO INTERIOR

ILUMINACION EN LA INDUSTRIA ¿QUE PERMITE UNA BUENA ILUMINACION EN LA INDUSTRIA?

ALUMBRADO INTERIOR DISPOSICION DE LAS LUMINARIAS LAS LUMINARIAS SE PUEDEN DISPONER DE ACUERDO A CRITERIOS RELACIONADOS CON LAS DIMENSIONES DEL LOCAL POR ILUMINAR Y LA RELACION ENTRE ESTAS DIMENSIONES. EN LA TABLA SIGUIENTE, SE DAN ALGUNAS INDICACIONES ACERCA DE LA SELECCIÓN DEL TIPO DE FUENTE LUMINOSA

ALUMBRADO INTERIOR

ALUMBRADO INTERIOR NOTAS PRINCIPALES DE LA TABLA A) LOCALES DE CATEGORIA 1 (ESTRECHOS), LUMINARIAS CON TUBOS FLUORESCENTES MONTADAS EN LA PARED A UNA ALTURA DE 4 A 5 METROS CON RESPECTO AL SUELO. B) LOCALES DE CATEGORIA 2 (ANCHO Y ALTO) LUMINARIAS CON LAMPARAS DE VAPOR DE MERCURIO O SODIO SUSPENDIDAS DEL TECHO.

ALUMBRADO INTERIOR C) LOCALES DE CATEGORIA 3 (ANCHOS Y DE ALTURA MEDIA), LUMINARIAS CON TUBOS FLUORESCENTES EN TECHO. D) LOCALES DE CATEGORIA 4 (ANCHO Y BAJO), TUBOS FLUORESCENTES EN FILA CONTINUA

ALUMBRADO INTERIOR DISPOSICION DE LOS APARATOS DE ILUMINACION Y RECOMENDACIONES DE USO EN LOCALES INDUSTRIALES. CATEGORIA A CATEGORIA B

ALUMBRADO INTERIOR CATEGORIA C

CATEGORIA D

ALUMBRADO INTERIOR EJEMPLO 1 . CALCULO DE LUMINARIA PARA INDUSTRIA SIDERURGICA SE DESEA ILUMINAR UN LOCAL DE DIMENSIONES DE 15X30 Y UNA ALTURA DE 9m .SE REQUIERE UN NIVEL DE ILUMINACION DE 300 lux, EL FACTOR DE MANTENIMIENTO ES M=0.7 Y EL FACTOR DE UTILIZACION ES DE U=0.6

ALUMBRADO INTERIOR EL NIVEL DE ILUMINACION TOTAL ES: NF=(ExS)/(MxU)=(300x450)/(0.7x06)=321428 lumen ESTE ES UN LOCAL DE CATEGORIA 2 (ALTO Y ANCHO), SE HAN SELECCIONADO PARA ESTE CASO LAMPARAS DE VAPOR DE SODIO DE 250 WATTS, CON UN NIVEL DE ILUMINACION DE 2500 lumen. EL NUMERO DE LAMPARAS REQUERIDOS ES: NUMERO DE LAMPARAS=321428/25000=13

ALUMBRADO INTERIOR FACTORES QUE AFECTAN LA CALIDAD DE LA ILUMINACIÓN  Nivel

de iluminación adecuado.

Limitaciones de deslumbramiento. Proporción armoniosa entre luminancias. Efecto de luz y sombra. Reproducción de colores. Tonalidad del color de la luz y temperatura del color

ALUMBRADO INTERIOR

ALUMBRADO INTERIOR MÉTODO DEL FLUJO TOTAL PARA EL CÁLCULO DEL ALUMBRADO EN INTERIORES Se requieren los siguientes elementos: E = Nivel de iluminación medio que se pretende realizar (Lux). ∅= Flujo luminosos total emitido por la lámpara (en lumen). S = Superficie total del local por iluminar en m2. m= Factor de utilización. K = Indice del local.

ALUMBRADO INTERIOR MÉTODO DEL FLUJO TOTAL PARA EL CÁLCULO DEL ALUMBRADO EN INTERIORES Para distribution con luz directa, semidirecta y mixta, el índice del local se calcula con la expresión:

a.b K h(a  b) a = Ancho del local en metros. b = Largo del local en metros. H = Altura de las luminarias sobre el plano de trabajo en metros.

ALUMBRADO INTERIOR MÉTODO DEL FLUJO TOTAL PARA EL CÁLCULO DEL ALUMBRADO EN INTERIORES Para distribuciones con luz semidirecta o indirecta, el Indice Local se calcula como:

3.a.b K 2H(a  b)

ALUMBRADO INTERIOR MÉTODO DEL FLUJO TOTAL PARA EL CÁLCULO DEL ALUMBRADO EN INTERIORES La fórmula base para el cálculo del flujo luminoso total para iluminar un local, según este método es la siguiente:

E.S T  .M Entonces, considerando a L como el flujo luminosos que Produce cada lámpara, se puede obtener el número de Lámparas como el cociente:

T Num.lámparas  L

ALUMBRADO INTERIOR MÉTODO DEL FLUJO TOTAL PARA EL CÁLCULO DEL ALUMBRADO EN INTERIORES En resumen, el procedimiento de cálculo es el siguiente: 1. Obtener las características del local por iluminar. 2. Obtener el nivel de iluminación (E) en Lux. 3. Determinar la superficie del local en m2. 4. Calcular el índice del local. 5. Obtener las tablas del coeficiente de reflexión del techo y las paredes. 6. Definir el tipo de lámpara (potencia) y tonalidad (color).

ALUMBRADO INTERIOR MÉTODO DEL FLUJO TOTAL PARA EL CÁLCULO DEL ALUMBRADO EN INTERIORES 7. Seleccionar (en su caso) el tipo de luminaria. 8. Obtener el factor de utilización (m). 9. Indicar el tipo de mantenimiento. 10.Calcular el flujo total (∅T). 11.Calcular el número de lámparas requerido. 12.Calcular la potencia total requerida por la instalación.

ALUMBRADO INTERIOR MÉTODO DEL FLUJO TOTAL PARA EL CÁLCULO DEL ALUMBRADO EN INTERIORES EJEMPLO 2. Cálculo de iluminancias por el método de punto a punto. La siguiente figura muestra la curva de distribución de una determinada luminaria, la cual está equipada con dos lámparas fluorescentes de 36W, calcular la iluminancia que incide en un punto a 30º de inclinación con respecto al eje longitudinal de la luminaria que se encuentra a una altura de 2.00 m del plano al punto.

EJEMPLO 2. Cálculo de Iluminancias por el método de punto a punto

Curva de distribución luminosa

Esquema representativo

ALUMBRADO INTERIOR MÉTODO DEL FLUJO TOTAL PARA EL CÁLCULO DEL ALUMBRADO EN INTERIORES EJEMPLO 3. Se desea iluminar un pequeño taller con paredes y techo de color café claro, que tiene 5m de ancho, 7.5 m de largo y 4 m de altura del techo. Calcular el número de lámparas para obtener Sobre un plano de trabajo a 0.80 m sobre el suelo, un nivel de iluminación de 250 Lux.

ALUMBRADO INTERIOR MÉTODO DEL FLUJO TOTAL PARA EL CÁLCULO DEL ALUMBRADO EN INTERIORES EJEMPLO 3.

ALUMBRADO INTERIOR MÉTODO DEL FLUJO TOTAL PARA EL CÁLCULO DEL ALUMBRADO EN INTERIORES EJEMPLO 4. Cálculo de Iluminación dirigida (uso de fuente de luz con reflector). Calcular la distancia (d’) de una luminaria equipada con equipo OSRAM, DECOSTAR,51, 50W /12V, 10º cuyo haz de luz incide en una superficie de 0.70 m de diámetro.

ALUMBRADO INTERIOR METODO DE LA CAVIDAD DE LA ZONA Definiciones •Cavidad de techo •Cavidad de piso •Cavidad de cuarto

ALUMBRADO INTERIOR METODO DE LA CAVIDAD DE LA ZONA Definiciones Los cuartos se clasifican a su forma por ciertas relaciones de cavidad.

ALUMBRADO INTERIOR METODO DE LA CAVIDAD DE LA ZONA Relación de Cavidad para cuartos rectangulares

5 * h A  B  RC  A*B Relación de Cavidad para cuartos compuestos por mas de un rectangulares

2,5 * Area de la pared RC  Area del piso

ALUMBRADO INTERIOR METODO DE LA CAVIDAD DE LA ZONA Reflectancia Efectiva

Luz total reflejada Re flec tan cia  Luz total incidente Coeficiente de Utilización

Lumens en el plano de trabajo CU  Lumens de la lampara

ALUMBRADO INTERIOR METODO DE LA CAVIDAD DE LA ZONA Factor de Mantenimiento. Este factor toma en consideración la reducción de luz emitida por las lámparas o luminarias debido al envejecimiento y acumulación de suciedad. Numero requerido de lámparas y luminarias.

AP * DF NL  LPF * LPL * U * M

ALUMBRADO INTERIOR METODO DE LA CAVIDAD DE LA ZONA Arreglo y disposición de Luminarias. Para obtener una iluminación uniformemente distribuida es necesario tener una idea de la distribución mas apropiada para las luminarias.

ALUMBRADO INTERIOR EJEMPLO 5. Calculo de iluminación general por el método de las eficiencias. Realizar los cálculos necesarios para la iluminación de una oficina empleando el método de las eficiencias para calcular el número de luminarias y determinar la distribución de las mismas dentro de la oficina.

ALUMBRADO INTERIOR ÁREA DE TRABAJO

ALUMBRADO INTERIOR DATOS BÁSICOS Actividades a Realizar: Operación de computadoras personales. Actividades administrativas (lectura, escritura). Objetivos del Alumbrado: Proporcionar buenas condiciones de trabajo. Evitar reflejos en el monitor de las computadoras. Reducir al máximo el consumo de energía eléctrica.

ALUMBRADO INTERIOR DIMENSIONES FíSICAS DEL LOCAL Largo (a)

10 m

Ancho (b)

7.5 m

Plano de trabajo

3.5 m

Altura del plano de trabajo

0.80

ALUMBRADO INTERIOR MATERIALES DE CONSTRUCCION Techo: Recubrimiento de yeso pintado color blanco (0.5m). Paredes: Pintadas de color verde claro, con dos paredes con cortinas de color verde claro. Piso: Alfombra color verde oscuro.

ALUMBRADO INTERIOR CONSIDERACIONES Nivel de iluminación adecuado: Em = 500 Lux Factor de depreciación: Fd = 1.25 Distribución de las luminarias: Homogénea

ALUMBRADO INTERIOR CONSIDERACIONES Factor de Luz y Sombra: Colocar las luminarias de forma lateral a las mesas de trabajo. Tonalidad del color de la luz: Se recomienda luz de color blanca neutra. Reproducción de colores: se recomienda que sea de 80, aunque depende de la lámpara seleccionada.

ALUMBRADO INTERIOR SELECCIÓN DE LAS LÁMPARAS Con la información anterior se puede seleccionar la lámpara adecuada en función de sus características proporcionadas por el fabricante. En este caso se selecciono: OSRAM LUMILUX 36W/21

ALUMBRADO INTERIOR DATOS DE LA LAMPARA Los datos mostrados en el catalogo de la lámpara LUMILUX 36W/21 son: Flujo luminoso: 3350 Lumen. Temperatura de color: 4000 K Blanca Neutra Índice de reproducción de color: 85

ALUMBRADO INTERIOR CÁLCULOS Área: A  a.b  10m  7,5m  75m

2

Altura del Local (con respecto al plano de trabajo):

H  3.5m  0.8m  2.7m 0.5m

Plano básico útil : h  H  0.5m  2.2m

H=2.7m 2.2m

3.5m

0.8m

Plano de trabajo

ALUMBRADO INTERIOR CÁLCULOS Índice Local:

10  7,5  m a.b K   1.950 h a  b  2.2m   10m  7,5m 2

Factor de depreciación: Fd = 1.25

ALUMBRADO INTERIOR CÁLCULOS Coeficiente de Reflexión:

Techo    0.80 1

Paredes    0.60 2

Piso    0.20 3

Color

Absorción %

Reflexión %

Blanco

15-20

80-85

Marfil

20-30

70-80

Crema

30-45

65-70

Amarillo Pálido

35-40

60-65

Amarillo

40

60

Rosa

40

60

Verde Claro

40

60

Gris Claro

40-45

55-60

Gris

50-65

35-50

Anaranjado

55

45

Rojo Pálido

60-65

35-40

Rojo Ladrillo

65-70

30-35

Verde Oscuro

70-80

20-30

Azul oscuro

80-85

15-20

Caoba

88-92

8-12

Negro 95-98 2-5 Porcentajes de Reflexión Absorción de acuerdo a los colores

ALUMBRADO INTERIOR CÁLCULOS Nivel de iluminación deseado: Em = 500Lx Índice de reproducción de colores: 85 (fabricante)

ALUMBRADO INTERIOR CÁLCULOS De acuerdo con el tipo de Luminaria (LUMILUX 36W/21 ) y los datos proporcionados por el fabricante se tiene: Flujo Luminoso = 3350 Lumen. Número de Lámparas/Luminaria; Z= 2 Factor de utilización = Fu = 0.54 Factor de flujo luminoso del reactor = Bf = 1.003

ALUMBRADO INTERIOR CÁLCULOS Cantidad de Lámparas: 

Em  A  Fd 500  75  1.25   26   Fu  Bf 3350  0.54  1.003

Cantidad de Luminarias: N

Nº Lamparas 26   13 Nº Lamparas / Lu min aria 2

ALUMBRADO INTERIOR DEFINICIÓN DE LOS PUNTOS DE ILUMINACIÓN

ALUMBRADO INTERIOR EVALUACIÓN DEL COMSUMO DE ENERGÍA Cantidad de Luminarias N = 15 Cantidad de Lámparas n = 30 Nivel de iluminación alcanzado: Z  N    Fu  Bf 2  15  3350  0.54  1.003  A  Fd 75  1.25 E  580 E

ALUMBRADO INTERIOR EVALUACIÓN DEL COMSUMO DE ENERGÍA Potencia Total instalada: Pt 1080 w D   14,4 A 75m m 2

2

Densidad de Potencia: Pt  n  W

lamp

 30  36  1080 w

Densidad de Potencia relativa: D 

D  100 14.4  100 w   2,48 por cada 100Lx E 580Lx m 2

ALUMBRADO INTERIOR

ANEXOS