Luminotecnia

INSTALACIONES EN EDIFICACIONES I - LUMINOTECNIA

H.ABEL F. V. LUMINOTECNIA La luminotecnia es la ciencia que estudia las distintas formas de producción de luz, así como su control y aplicación, es decir, es el arte de la iluminación con luz artificial para fines específicos. LA LUZ La luz es la sensación producida en el ojo humano por las ondas electromagnéticas. Se trata de campos electromagnéticos alternativos que transportan energía a través del espacio y se propagan bajo la forma de oscilaciones o vibraciones. Al igual que todos los movimientos ondulatorios, las ondas electromagnéticas se caracterizan por la longitud de onda y por la frecuencia

1 FLUJO LUMINOSO Es la cantidad de energía radiante emitida en el espacio por una fuente luminosa en la unidad de tiempo, percibida y evaluada en términos de respuesta visual según el valor fijado internacionalmente para la sensibilidad del ojo humano V():

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Dónde: N: flujo luminoso (cantidad de luz emitida por unidad de tiempo) en lúmenes (lm) Q: cantidad de luz emitida en lúmenes por segundo (lm @ s) t: tiempo de duración de la emisión en segundos (s). 2 INTENSIDAD LUMINOSA La intensidad luminosa es la cantidad de luz emitida por una fuente puntiforme que se propaga en una determinada dirección. Tal intensidad se define como el cociente del flujo emitido en una cierta dirección en un cono de ángulo sólido, por lo tanto:

Donde: I: intensidad luminosa en candelas (cd) N: flujo que incide sobre la superficie en lúmenes (lm) T: ángulo sólido en estereorradianes (sr) 3 LUMINANCIA (ILUMINACIÓN) El concepto de iluminación está orientado al proyecto luminotécnico. En efecto, se puede evaluar la cantidad de luz que emitida desde una fuente de luz, está presente sobre una superficie. Por tanto, la iluminancia o iluminación es la cantidad de flujo que incide sobre una superficie dividido por el tamaño de la misma. Así:

donde E: iluminancia en lux (lx) N: flujo que incide sobre la superficie (lm) A: área de la superficie afectada por el flujo (m2 ). 4 ILUMINANCIA Si la fuente luminosa no es puntiforme debemos considerarla en el ámbito de una determinada dimensión, por consiguiente la definición que había sido dada de intensidad luminosa no se puede seguir aplicando. De esta forma, será necesario introducir un nuevo concepto que evalúe la cantidad de energía luminosa emitida por estas superficies, ya sea una fuente de luz propia o una luz reflejada. El valor fotométrico introducido de esta manera es la luminancia que se define como la relación entre la intensidad luminosa de la fuente en la dirección de un observador y la superficie emisora así como la ve el mismo observador (o superficie aparente). Las unidades de medida utilizadas son la cd/m2 y el lm/sr×m2 (nit), siendo la relación fundamental dada por:

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donde L: luminancia en candelas por metro cuadrado (cd/m2) I: “intensidad luminosa en candelas en la dirección” A: área de la fuente en metros cuadrados (m2) : ángulo comprendido entre el ojo del observador y la recta normal a la fuente. Sistemas de alumbrado: Iluminación directa lámparas dirigidas hacia el suelo más económico, mayor rendimiento luminoso riesgo de deslumbramiento directo y aparición de sombras

1 2 Iluminación semidirecta: suelo + techo + paredes sombras + suaves y deslumbramiento menor recomendable para techos no muy altos y sin claraboyas 3 Iluminación semindirecta: techo + paredes Colores claros y blancos para evitar pérdidas y alto consumo energético 4 Iluminación indirecta: luz al techo Iluminación difusa: 50 % directa + 50 % indirecta

CALCULO DE ALUMBRADO - MÉTODO DE LOS LÚMENES El nivel de iluminación de un local, viene dado en función de la iluminancia media en el plano de trabajo, que se toma de 0,75 a 0,85 m del nivel de piso. Su nivel se fija de acuerdo a la tarea a realizar y en función de las dimensiones del lugar. Dicho valor se obtiene mediante la siguiente expresión:

Dónde: Emed : Nivel medio de iluminación [Lux] Φt : Flujo luminoso total de todas las luminarias [Lúmen] A : Superficie total del plano de trabajo [m2] η : Factor de utilización para el plano de trabajo fm : Factor de mantenimiento Nº 3

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Factor de utilización Parte del flujo luminoso emitido por una lámpara es absorbido por la luminaria en la cual se encuentra instalada, del resto del flujo, parte incide directamente al plano de trabajo y partes a través de reflexiones en el techo y las paredes. Por lo tanto este factor de reducción, tiene en cuenta la distribución de las luminarias, la reflectancia de los techos y paredes, la disposición de las luminarias, muebles y equipos que se encuentren en el lugar, etc. Para cada tipo de artefacto, y en función de la reflectancia de las paredes y techos y del índice del local, se encuentran tabulados en los distintos Manuales de Alumbrado, los factores de utilización. Se define como índice del local al siguiente valor:

Siendo: l : Longitud del local [m] a : Ancho del local [m] hm : Altura de montaje de la luminaria con respecto al plano de trabajo [m]

En las siguientes tablas se dan los valores para artefactos de uso en iluminación en oficinas y en locales industriales.

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Factor de mantenimiento o conservación En todo sistema de alumbrado hay una pérdida en la emisión luminosa de las lámparas por envejecimiento de las mismas, por acumulación de suciedad en la lámpara o en el artefacto. Lo mismo ocurre con el ensuciamiento de los techos y paredes, o con la reposición en tiempo de las lámparas quemadas. El factor de mantenimiento tiene en cuenta estos hechos y en cierta medida contempla un mantenimiento programado, ya que de no ser así al cabo de un tiempo el nivel luminoso proyectado se verá reducido a valores no compatibles con la tarea que se está desarrollando. De acuerdo con esto podemos considerar los siguientes índices: Local limpio: 0,80 Local medianamente limpio 0,70 Local sucio 0,60 También el grado de ensuciamiento depende de la actividad que se desarrolla, ya que puede generarse polvo, vapores, etc. Determinación del número de luminarias. Una vez obtenido el factor de utilización y adoptado un factor de mantenimiento determinamos:

N : Número de luminarias a colocar ΦL : Flujo luminoso de la luminaria elegida. Ubicación de las luminarias La ubicación de las luminarias debe ser acorde a la simetría del local, no debiendo estar distanciadas en valores no mayores que los recomendados en las tablas que nos dan los factores de utilización de acuerdo al tipo de luminaria. Nº 6