metodos de iluminacion interior

7/25/2019 Metodos de Iluminacion Interior

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Metodos de iluminacion InteriorEl clculo de los niveles de iluminacinde una instalacin de alumbrado de interiores esbastante sencillo.

A menudo nos bastar con obtener el valor medio del alumbrado general usando elmtodo de loslmenes.

Para los casos en que requiramos una mayor precisin o necesitemos conocer los valores de lasiluminancias en algunos puntos concretos como pasa en el alumbrado general localizado o elalumbrado localizado recurriremos al mtodo del punto por punto.

Mtodo de los lmenesLa finalidad de este mtodo es calcular el valor medio en servicio de la iluminancia en un localiluminado con alumbrado general.

Es muy prctico y fcil de usar y por ello se utiliza muc!o en la iluminacin de interiores cuando la

precisin necesaria no es muy alta como ocurre en la mayor"a de los casos.

El proceso a seguir se puede explicar mediante el siguiente diagrama de bloques

click sobre imagen para ver mas grande

Datos de entrada Dimensiones del local y la altura del plano de trabajo#la altura del suelo a la superficie

de la mesa de traba$o% normalmente de &.'( m.

Determinar el nivel de iluminancia media#Em%. Este valor depende del tipo de actividad arealizar en el local y podemos encontrarlos tabulados en las normas y recomendaciones queaparecen en la bibliograf"a.

Escoger el tipo de lmpara#incandescente fluorescente...% ms adecuada de acuerdo

con el tipo de actividad a realizar.

Escoger elsistema de alumbradoque me$or se adapte a nuestras necesidades y

las luminariascorrespondientes.
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Determinar laaltura de suspensinde las luminarias segn el sistema de iluminacin

escogido.

h: altura entre el plano de trabajo y las luminariash': altura del local

d: altura del plano de trabajo al techod': altura entre el plano de trabajo y las luminarias

Calcular elndice del local (ka partir de la geometr"a de este.

En el caso del m!todo europeose calcula como)


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*onde kes un nmero comprendido entre "y "#.

A pesar de que se pueden obtener valores mayores de +& con la frmula no se consideran pues ladiferencia entre usar diez o un nmero mayor en los clculos es despreciable.

Determinar loscoe$icientes de re$lexinde tec%o& paredes y suelo.

Estos valores se encuentran normalmente tabulados para los diferentes tipos de materialessuperficies y acabado. ,i no disponemos de ellos podemos tomarlos de la siguiente tabla.


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En su defecto podemos tomar 05 para el techo, 0.3 para las paredes y 0.1 para el suelo.

Determinar el factor de utilizacin(, CU) a partir del ndice del local y los factores de refle!i"n.

Estos #alores se encuentran ta$ulados y los suministran los fa$ricantes.

En las ta$las encontramos para cada tipo de luminaria los factores de iluminaci"n en funci"n de loscoeficientes de refle!i"n y el ndice del local.

%i no se pueden o$tener los factores por lectura directa ser& necesario interpolar.

'nterpolacinLa interpolacin consiste en apro-imar los valores de una funcin $(x normalmente desconocida

por otra conocida $(x. Aunque como $(xpueden utilizarse muc!os tipos de funciones lo msusual es usar funciones polinomiales de primer grado o lo que es lo mismo) apro-imar curvas porrectas.

ormalmente si el intervalo en que aplicamos esta apro-imacin es lo suficientemente peque/o elvalor interpolado se apro-imar bastante al real

Interpolaci"n lineal

'omando la primera iualdad y despeando *ueda+


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Eemplo de ta$la del factor de utiliaci"n

Determinar el $actor de mantenimiento ($m oconservacin de la instalacin.

Este coeficiente depender del grado de suciedad ambiental y de la frecuencia de la limpieza dellocal. Para una limpieza peridica anual podemos tomar los siguientes valores)

Clculos:


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Clculo del $lujo luminoso total necesario.

Para ello aplicaremos la frmula

donde+

-' es el fluo luminoso total

E es la iluminancia media deseada

% es la superficie del plano de tra$ao

es el factor de utiliaci"n

fmes el factor de mantenimiento

Clculo del nmero de luminarias.

redondeado por e!ceso

donde+

es el n/mero de luminarias

-'

es el fluo luminoso total

- es el fluo luminoso de una l&mpara

n es el n/mero de l&mparas por luminaria

Emplazamiento de las luminarias0na vez !emos calculado el nmero m"nimo de lmparas y luminarias procederemos a distribuirlassobre la planta del local.

En los locales de planta rectangular las luminarias se reparten de forma uniforme en filas paralelasa los e$es de simetr"a del local segn las frmulas)


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La distancia m-ima de separacin entre las luminarias depender del ngulo deapertura del !azde luzy de la altura de las luminarias sobre el plano de traba$o.

1emoslo me$or con un dibu$o)


Como puede #erse f&cilmente, mientras m&s a$ierto sea el ha y mayor la altura de la luminariam&s superficie iluminar& aun*ue ser& menor el ni#el de iluminancia*ue llear& al plano de tra$aotal y como dice la ley in#ersa de los cuadrados.

e la misma manera, #emos *ue las luminarias pr"!imas a la pared necesitan estar m&s cercapara iluminarla (normalmente la mitad de la distancia).

as conclusiones so$re la separaci"n entre las luminarias las podemos resumir como siue
http://www.blogger.com/fotometria/magnitud.html#Iluminhttp://www.blogger.com/fotometria/magnitud.html#Ilumin


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,i despus de calcular la posicin de las luminarias nos encontramos que la distancia de

separacin es mayor que la distancia m-ima admitida quiere decir que la distribucin luminosaobtenida no es del todo uniforme.

Esto puede deberse a que la potencia de las lmparas escogida sea e-cesiva.

En estos casos conviene re!acer los clculos probando a usar lmparas menos potentes msluminarias o emplear luminarias con menos lmparas.

Comprobacin de los resultadosPor ltimo nos queda comprobar la validez de los resultados mirando si la iluminancia mediaobtenida en la instalacin dise/ada es igual o superior a la recomendada en las tablas.

Mtodo del punto por puntoEl m2todo de los l/menes es una forma muy pr&ctica y sencilla de calcular el ni#el medio de lailuminancia en una instalaci"n de alum$rado eneral.

ero, *u2 pasa si *ueremos conocer c"mo es la distri$uci"n de la iluminaci"n en instalacionesde alum$rado eneral localiadoo indi#idualdonde la lu no se distri$uye uniformemente o c"moes e!actamente la distri$uci"n en el alum$rado eneral.

En estos casos emplearemos el m2todo del punto por punto *ue nos permite conocer los #aloresde la iluminancia en puntos concretos.

Consideraremos *ue la iluminancia en un punto es la suma de la lu pro#eniente de dos fuentes+

una componente directa, producida por la lu *ue llea al plano de tra$ao directamente delas luminarias,

y otra indirecta o reflejadaprocedente de la refle!i"n de la lu de las luminarias en eltecho, paredes y dem&s superficies del local

u directa

u indirecta pro#eniente del techo

u indirecta pro#eniente de las paredes

En el eemplo anterior podemos #er *ue s"lo unos pocos rayos de lu ser&n perpendiculares alplano de tra$ao mientras *ue el resto ser&n o$licuos.
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Esto *uiere decir *ue de la lu incidente so$re un punto, s"lo una parte ser#ir& para iluminar elplano de tra$ao y el resto iluminar& el plano #ertical a la direcci"n incidente en dicho punto.


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Componentes de la iluminancia en un punto

En general para !acernos una idea de la distribucin de la iluminancia nosbastar con conocer los valores de la iluminancia sobre el plano de traba$o2 es

decir la iluminancia !orizontal.

,lo nos interesar conocer la iluminancia vertical en casos en que se necesitetener un buen modelado de la forma de los ob$etos #deportes de competicinescaparates estudios de televisin y cine retransmisiones deportivas...% oiluminar ob$etos en posicin vertical #obras de arte cuadros esculturas pizarrasfac!adas...%

Para utilizar el mtodo del punto por punto necesitamos conocer previamente lascaracter"sticas fotomtricas de las lmparas y luminarias empleadas ladisposicin de las mismas sobre la planta del local y la altura de estas sobre el

plano de traba$o.

0na vez conocidos todos estos elementos podemos empezar a calcular lasiluminancias.

3ientras ms puntos calculemos ms informacin tendremos sobre ladistribucin de la luz.

Esto es particularmente importante si trazamos losdiagramas isolu-de lainstalacin.4omo ya !emos mencionado la iluminancia !orizontal en un punto se calculacomo la suma de la componente de la iluminacin directams la de lailuminacin indirecta.

Por lo tanto)

E 4 Edirecta Eindirecta

Componente directa en un puntoFuentes de luz puntuales. odemos considerar fuentes de lu puntuales

las l&mparas incandescentes y de descara *ue no sean los tu$os fluorescentes.En este caso las componentes de la iluminancia se calculan usando las f"rmulas

*onde 5 es la intensidad luminosade la lmpara en la direccin del punto quepuede obtenerse de los diagramas polares de la luminaria o de la matriz de

intensidadesy ! la altura del plano de traba$o a la lmpara.En general si un punto est iluminado por ms de una lmpara su iluminanciatotal es la suma de las iluminancias recibidas)
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6inalmente los valores reales de las iluminancias en cada punto se calculan a partir de losrelativos obtenidos de las curvas aplicando la frmula

Componente indirecta o reflejada en un puntoara calcular la componente indirecta se supone *ue la distri$uci"n luminosa de la lu refleada esuniforme en todas las superficies del local incluido el plano de tra$ao.

e esta manera, la componente indirecta de la iluminaci"n de una fuente de lu para un puntocual*uiera de las superficies *ue forman el local se calcula como+

donde+

es la suma del &rea de todas las superficies del local.

es la reflectancia media de las superficies del local calculada como

siendo la reflectancia de la superficie 6i

y -es el fluo de la l&mpara

Problema resueltoMtodo de los lmenes1. 7ueremos dise8ar una instalaci"n de alum$rado para una na#e industrial de 100 m de laro por30 m de ancho y 9 m de altura.

ara ello utiliaremos l&mparas de #apor de sodio a alta presi"n de :00 ; de potencia con un fluoluminoso de 50000 lm.


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tros datos: !os coeficientes de refle"in de paredes # tec$o se considerarn cero debido a %ue

los materiales empleados &superficies # estructuras metlicas' tienen coeficientes derefle"in e"tremadamente bajos.

Es recomendable %ue el sistema de iluminacin se instale por lo menos a (.( m delsuelo) pues en la estructura superior de la na*e) $asta ( metros del suelo) e"isten e%uiposde transporte) como +ras) destinadas al traslado de objetos pesados a distintos puntosde la na*e.


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En el tec$o e"isten clarabo#as %ue ofrecen una iluminacin diurna m,nima de -( lu"lo suficientemente $omo+nea a la altura del suelo. En dic$a na*e slo se trabajar ded,a.

El ni*el de iluminacin aconsejado para las acti*idades %ue se desarrollan en el locales de /0 lu" en el suelo.

1e pide determinar con cul de los tres tipos de luminarias propuestas obtendremos la

mejor solucin.

1olucinEste es un ejemplo de problema resuelto con el mtodo de los lmenes.2enemos una +ran na*e %ue %ueremos iluminar con una iluminacin$omo+nea de /0 l".

Datos de entrada:Dimensiones del local:

laro+ 100 m

ancho+ 30 m

altura total+ 9 m

altura del plano de tra$ao+ 0 (nos piden la iluminancia a ni#el del suelo)

3i*el de iluminancia media.os piden 9>0 l! pero teniendo en cuenta *ue s"lo se tra$aa de da y la iluminancia de la lu solares de ?5 lu!, la iluminancia proporcionada por la iluminaci"n ser&+

Em4 /0 5 -( 4 0( l"

!mparas.Usaremos l&mparas de #apor de sodio a alta presi"n de :00 ; y 50000 lm de fluo.

6ltura de suspensin de las luminarias: 5.5 m

7ndice del local.ado el tipo de luminarias propuestas (de iluminaci"n directa), nos encontramos con un caso deiluminaci"n directa. or lo tanto+

Coeficientes de refle!i"n.os coeficientes del techo y las paredes se suministran en el enunciado.Como no nos dicen nada del suelo tomaremos la hip"tesis m&s pesimista #ista en las ta$las.

Determinacin del coeficiente de utilizacin&8'.@ partir de los factores de refle!i"n y el ndice del local se leen en las ta$las los factores de
http://www.blogger.com/iluint2.html#mlumhttp://www.blogger.com/iluint2.html#mlum


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utipaci"n.

En este caso particular de$eramos interpolarya *ue no disponemos de #alores para A 4 :.=B perocomo la diferencia entre el coeficiente para : y 5 es muy pe*ue8a podemos apro!imar con los#alores de :.

Factor de mantenimiento.En este caso los #alores #ienen incluidos en las ta$las de las luminarias.Como no nos dicen nada so$re la suciedad am$iental tomaremos los #alores medios.

Clculos:C&lculo del fluo luminoso total.

!uminaria 9

!uminaria

!uminaria ;

or /ltimo se calcula el n)mero mnimo de luminarias necesarias.

Este es un #alor de referencia pues es normal *ue al emplaar las luminarias y hacer lascompro$aciones posteriores necesitemos un n/mero mayor de ellas.

!uminaria 9


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!uminaria

!uminaria ;

Emplazamiento de las luminarias:6inalmente s"lo nos *ueda distri$uir las luminariasso$re la planta del local y compro$ar *ue ladistancia de separaci"n entre ellas es inferior a la m&!ima admisi$le.

En este caso la separaci"n m&!ima #iene indicada en las ta$las de las luminarias.

Click sobre imagen para agrandar

e todas las luminarias propuestas, la UMI@


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odemos calcular el nue#o n/mero necesario tomando como distancia de separaci"n la distanciam&!ima (3.>5 m) y usando las f"rmulas usadas para distri$uirlas.

%i hacemos las operaciones necesarias podremos #er *ue ahora se necesitan =0> luminarias.

En este caso es indiferente utiliar la UMI@5 :00 4 3: A;

Distribucin $inal de las luminarias*

Click sobre imagen para agrandar

Problema resueltomtodo del punto por punto.

9.


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D dado *ue conocemos todos los datos (h 4 = m, I 4 >0 cd y los diferentes#alores de alfa) solo *ueda sustituir y calcular+

Como podemos #er, la mec&nica de c&lculo es siempre la misma. @s pues,losresultadosfinales son

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