LUMINOTECNIA.pdf

FACULTAD DE INGENIERIAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

CURSO INSTALACIONES EN EDIFICACIONES

TEMA LUMINOTECNIA

DOCENTE ING. MARIO FELIX QUISPEALAYA HERNANADEZ

2017

MAGNITUDES Y UNIDADES FLUJO LUMINOSO

Definición Símbolo Unidad de medida

: Cantidad de luz emitida por una fuente de luz en todas las direcciones. : Φ (Phi) : LUMEN (Lm)

FLUJO LUMINOSO

Símil hidráulico

EJEMPLOS:

SIMIL HIDRAULICO

: Cantidad de agua que sale de una esfera hueca en todas las direcciones.

EFICIENCIA LUMINICA: Definición : Flujo que emite la fuente de luz Φ por cada unidad de potencia eléctrica W consumida para su obtención. Símbolo :η Unidad de medida

:

Formula

:

𝑳𝒖𝒎𝒆𝒏 𝒘𝒂𝒕𝒕

𝛈=

𝚽 𝒘

INTENSIDAD LUMINOSA: Definición : Parte del flujo emitido por una fuente luminosa en una dirección dada, por el ángulo sólido que lo contiene Símbolo :I Unidad de medida : CANDELA (cd)

INTENSIDAD LUMINOSA

SIMIL HIDRAULICO

Símil hidráulico: intensidad de un chorro de agua en una dirección La distribución luminosa de la intensidad varía en función de los distintos tipos de ampollas, casquillos, etc. y por con el uso de luminarias se podrá dirigir la intensidad en la dirección que más convenga. Con la ayuda de un fotogoniómetro, en un laboratorio, se calcula la intensidad de la fuente en todas direcciones del espacio. Como resultado, la intensidad queda definida por un conjunto de vectores (I) si se unen todos los extremos de los vectores generan un sólido llamado sólido fotométrico.

Si se corta el sólido fotométrico con un plano que pase por el eje de simetría, se obtiene la curva fotométrica de la fuente de luz que representa la intensidad luminosa de la fuente de luz para cualquier dirección. En la Imagen 12 se muestra un ejemplo de curva fotométrica.

ANGULO SOLIDO:

ILUMINACIÓN Ó ILUMINANCIA: Definición Superficie dada) Símbolo Unidad de medida

: Es el flujo luminoso por unidad de superficie. (Densidad de luz sobre una :E : LUX (Lux = Lumen/m²)

ILUMINACION O ILUMINANCIA Símil hidráulico

SIMIL HIDRAULICO

: cantidad de agua por unidad de superficie

LUMINANCIA: Definición : Intensidad luminosa emitida en una dirección dada por una superficie luminosa o iluminada. (Efecto de “brillo” que una superficie produce en el ojo) Símbolo :L Unidad de medida : candela por metro cuadrado (cd/m²)

LUMINANCIA

SIMIL HIDRAULICO

La luminancia es la magnitud que el ojo puede detectar, mide el brillo de las fuentes de luz o de los objetos tal como los ve el ojo humano. A mayor luminancia mayor es la sensación de claridad. Pero se debe vigilar porque una luminancia muy elevada puede producir deslumbramiento no deseado.

FUENTES DE LUZ LÁMPARA INCANDESCENTE: Una lámpara incandescente es un dispositivo que produce luz mediante el calentamiento por efecto Joule de un filamento metálico, en la actualidad wolframio, hasta ponerlo al rojo blanco, mediante el paso de corriente eléctrica. Con la tecnología existente, actualmente se consideran poco eficientes ya que el 90% de la electricidad que consume la transforma en calor y solo el 10% restante en luz.

LÁMPARA FLUORESCENTE: La luminaria fluorescente, también denominada tubo fluorescente, es una luminaria que cuenta con una lámpara de vapor de mercurio a baja presión y que es utilizada normalmente para la iluminación doméstica e industrial. Su gran ventaja frente a otro tipo de lámparas, como las incandescentes, es su eficiencia energética.

LÁMPARA FLUORESCENTE COMPACTA - LÁMPARA DE BAJO CONSUMO: La lámpara compacta fluorescente o CFL (sigla del inglés compact fluorescent lamp) es un tipo de lámpara fluorescente que se puede usar con casquillos de rosca Edison normal (E27) o pequeña (E14). En comparación con las lámparas incandescentes, las CFL tienen una vida útil mayor y consumen menos energía eléctrica para producir la misma iluminación. De hecho, las lámparas CFL ayudan a ahorrar costes en facturas de electricidad, en compensación a su alto precio dentro de las primeras 500 horas de uso.

LAMPARAS DE VAPOR DE MERCURIO A ALTA PRESION:

LÁMPARAS DE HALOGENUROS METÁLICOS Las lámparas de halogenuros metálicos es otra variedad de las lámparas de vapor de mercurio. En el interior del tubo de descarga se añaden aditivos metálicos para potenciar determinadas zonas de espectro visible de modo que aumenta su rendimiento, tanto luminoso como de color. La composición espectral de estas lámparas es muy completa y se puede adaptar a las necesidades del usuario porque depende de la composición de los metales añadidos.

LÁMPARAS DE VAPOR DE SODIO A BAJA PRESIÓN Las lámparas de vapor de sodio se pueden asimilar en cuanto funcionamiento y forma a las lámparas de vapor de mercurio. Las diferencias se encuentran en los componentes del tubo de descarga como se verá más adelante. Este tipo de lámparas produce un rendimiento lumínico muy elevado gracias a que las radiaciones producidas se concentran en la zona del espectro visible donde la percepción visual es máxima. Como se vió, esta zona pertenece al color amarillo, color característico de las lámparas de sodio. Por lo tanto son lámparas que se utilizan para aprovechar la agudeza visual, pero por contra la reproducción cromática es muy baja. La lámpara de vapor de sodio a baja presión fue la primera lámpara de este tipo.

LÁMPARA DE VAPOR DE SODIO DE ALTA PRESIÓN Las lámparas de vapor de sodio de alta presión son las más avanzadas. Las radiaciones emitidas por estas lámparas representan un espectro de emisión con bandas más anchas. Se mejoran las características de las lámparas, pero la eficacia luminosa y la reproducción cromática siguen siendo el punto débil de estas lámparas. El tubo de descarga llega a alcanzar temperaturas de 1000ºC

LUMINARIAS: Según la Norma UNE-EN 60598-1, se define luminaria como aparato de alumbrado que reparte, filtra o transforma la luz emitida por una o varias lámparas y que comprende todos los dispositivos necesarios para el soporte, la fijación y la protección de lámparas, (excluyendo las propias lámparas) y, en caso necesario, los circuitos auxiliares en combinación con los medios de conexión con la red de alimentación.

1. ARMADURA O CARCASA: Es el elemento físico mínimo que sirve de soporte y delimita el volumen de la luminaria conteniendo todos sus elementos. 2. EQUIPO ELÉCTRICO: Sería el adecuado a los distintos tipos de fuentes de luz artificial y en función de la siguiente clasificación: - Incandescentes normales sin elementos auxiliares. - Halógenas de alto voltaje a la tensión normal de la red, o de bajo voltaje con transformador o fuente electrónica. - Fluorescentes. Con reactancias o balastos, condensadores e ignitores, o conjuntos electrónicos de encendido y control. - De descarga. Con reactancias o balastos, condensadores e ignitores, o conjuntos electrónicos de encendido y control. 3. REFLECTORES: Son determinadas superficies en el interior de la luminaria que modelan la forma y dirección del flujo de la lámpara. En función de cómo se emita la radiación luminosa pueden ser: - Simétrico (con uno o dos ejes) o asimétrico. - Concentrador (haz estrecho menor de 20º) o difusor (haz ancho entre 20 y 40º; haz muy ancho mayor de 40º). - Especular (con escasa dispersión luminosa) o no especular (con dispersión de flujo). - Frío (con reflector dicroico) o normal.

4. DIFUSORES: Elemento de cierre o recubrimiento de la luminaria en la dirección de la radiación luminosa. Los tipos más usuales son: - Opal liso (blanca) o prismática (metacrilato traslúcido). - Lamas o reticular (con influencia directa sobre el ángulo de apantallamiento). - Especular o no especular (con propiedades similares a los reflectores). 5. FILTROS: En posible combinación con los difusores sirven para potenciar o mitigar determinadas características de la radiación luminosa

CLASIFICACION POR LA EMISION DEL FLUJO De acuerdo con el porcentaje de flujo luminoso total distribuido por encima y por debajo del plano horizontal, se clasifican en:

CALSIFICACION: Las luminarias según su uso se clasifican en: -

Residenciales Comerciales Industriales Decorativas Exteriores Alumbrado publico

METODOS DE ILUMINACION: ALUMBRADO GENERAL. A través de este método obtienen niveles de iluminación razonablemente uniformes en el área estudiada mediante un emplazamiento simétrico de las luminarias, siempre cuidando que la relación entre la separación y la altura de montaje se encuentre dentro de los límites establecidos por el fabricante sobre la base de las características de distribución luminosa de las luminarias.

Se recomienda el empleo de este método de iluminación en talleres, oficinas, aulas y todos aquellos Locales donde se requiera una buena uniformidad luminosa, con niveles luminosos entre medios y bajos. ALUMBRADO GENERAL LOCALIZADO. En este método las luminarias se colocan en zonas específicas de trabajo donde se necesitan altos niveles de iluminación y las áreas adyacentes reciben luz de estas. Se recomienda la utilización de este método en locales con mayores requerimientos de iluminación que en el método anterior y donde las exigencias de uniformidad luminosa no sean tan rigurosas, aunque en general se recomienda lograr una adecuada relación de brillos. Los tipos de luminarias utilizadas deben ser: directas, semidirectas o directas – indirectas, debido a la necesidad de la componente directa sobre el plano de trabajo.

ALUMBRADO SUPLEMENTARIO. Este método permite alcanzar altos niveles de iluminación en puntos específicos de trabajo mediante el emplazamiento de fuentes luminosas adicionales y su combinación con el alumbrado general o el localizado. Se recomienda fundamentalmente cuando se requieran altos niveles de iluminación, los cuales no sean económicamente alcanzables con el uso de otro método. Tiene su mayor aplicación en puestos de trabajo donde se requiere alta precisión, como son: máquinas herramientas, mesas de dibujo, etc.

Con el objetivo de no crear un elevado contraste entre el alumbrado general y el suplementario utilizado en un local, se recomienda guardar una determinada relación:

MÉTODOS DE CÁLCULO MÁS EMPLEADOS El cálculo de una instalación de alumbrado depende de muchos factores, al igual que el diseño la correcta valoración de los mismos posibilitará la toma de decisiones para alcanzar el fin propuesto con éxito. Al igual que otras aplicaciones técnicas, el cálculo del número de lámparas y luminarias para suministrar el nivel de iluminación requerido a una instalación puede requerir el uso de técnicas matemática complicadas o el uso de tablas, gráficas y formulaciones más sencillas. De hecho existen diferentes métodos abreviados para resolver este tipo de cálculo con distintos grado de exactitud y en dependencia del objetivo que se desee alcanzar, los más importantes son: · Método de la I.E.S. (Cavidades Zonales o método de los lúmenes) · Método de la C.I.E... · Método Punto por Punto.

CÁLCULO DE INSTALACIONES DE ALUMBRADO SEGÚN EL MÉTODO DE LÚMENES Uno de los métodos de cálculo de niveles de iluminación de una instalación de alumbrado de interiores más sencillo es el de lúmenes, éste método consiste en la obtención del valor medio del alumbrado general. DATOS DE ENTRADA Dimensiones del local: Los primeros datos de entrada serán entonces las dimensiones del local y la altura del plano de trabajo (la altura del suelo a la superficie de la mesa de trabajo), normalmente de 0.85 m.

a = Ancho (m) b = Largo (m) h´= Altura (m)

Determinar el nivel de iluminancia media (Em): Éste valor viene dado en lux, y depende del tipo de actividad a realizar en el local.

Determinar el tipo de lámpara a utilizar: Debemos determinar el tipo de lámpara, si será incandescente, fluorescente de descarga alta... etc, según el tipo de actividad que se realice en la instalación.

Determinar el sistema de alumbrado y las luminarias: Según las actividades a desarrollar y apoyándonos en la información descrita con anterioridad determinaremos si utilizaremos alumbrado general, general localizado o localizado y el tipo de iluminarias. Determinar la altura de suspensión de las luminarias según el sistema de iluminación escogido:

Calcular el índice del local (k): Éste índice se calcula a partir de la geometría del local, existen dos métodos, uno es el europeo y otro es el tradicional (recomendado):

Determinar los coeficientes de reflexión de techo, paredes y suelo: Para tal efecto podemos tomar como base la siguiente tabla:

Determinar el factor de utilización: Éste valor se calcula a partir del índice del local y los factores de reflexión:

Determinar el factor de mantenimiento (fm): Denominado también factor de conservación es un coeficiente que depende del grado de suciedad ambiental y de la frecuencia de la limpieza del local. Para una limpieza periódica anual podemos tomar los siguientes valores:

CALCULOS:

DONDE: ΦTOTAL Em S η fm

= Flujo luminoso total = Iluminancia media deseada = Superficie del plano de trabajo = Factor de utilización = Factor de mantenimiento

DONDE: N = Número de luminarias ΦTOTAL = Flujo luminoso total ΦLAMPARA= Flujo luminoso de una lámpara (dato del fabricante) n = Número de lámparas por luminaria (dato de diseño)

DETERMINAR LA DISTRIBUCIÓN DE LOS FOCOS DE ALUMBRADO:

DONDE: NTOTAL= NUMERO DE LUMINARIAS TOTAL CALCULAR LA POTENCIA INSTALDA:

PI=NL*PCL DONDE: PI = POTENCIA INSTALADA (WATTS) NL = NUMERO DE LAMPARAS PCL = POTECIA DE CADA LAMPARA (WATTS)

CALCULAR LA DESIDAD DE CARGA:

𝐷𝐶 = DONDE: DC = DENSIDAD DE CARGA PI = POTENCIA INATALADA A = AREA DE LOCAL

𝑃𝐼 𝐴

COMPROBACIÓN DE LOS RESULTADOS: Por último, nos queda comprobar la validez de los resultados mirando si la iluminancia media obtenida en la instalación diseñada es igual o superior a la recomendada en la Tablas

DONDE: NL =Numero de luminarias. N = Numero de lámparas. ΦL= Flujo luminoso de una lámpara (dato del fabricante). Cu = Coeficiente de utilización. Cm = Factor de mantenimiento. S = Superficie de trabajo.

BIBLIOGRAFIA http://grlum.dpe.upc.edu/manual/fundamentosIluminacion-magnitudesLuminosas.php https://arquitecturaldesing.wordpress.com/2014/11/04/conexo-2014-luminotecnia/ http://www.areatecnologia.com/electricidad/luminotecnia.html http://www.taringa.net/posts/ciencia-educacion/11740809/Tipos-de-Lamparas.html http://grlum.dpe.upc.edu/manual/sistemasIluminacion-fuentesDeLuz-LamparasDeDescarga.php http://diver-noticias.blogspot.pe/2011/07/lamparas-de-bajo-consumo-lamparas.html http://www.tuveras.com/luminotecnia/lamparasyluminarias.htm