INTRODUCCIN A LAINTRODUCCIN A LA

LUMINOTECNIALUMINOTECNIA

PROYECTO PROFUNDIZA PROYECTO PROFUNDIZA

Departamento de TecnologaDepartamento de TecnologaI.E.S. LLERENAI.E.S. LLERENA

EJEMPLO PRCTICO PARA EL CLCULO DE LA ILUMINACIN DE UN LOCALEJEMPLO PRCTICO PARA EL CLCULO DE LA ILUMINACIN DE UN LOCAL

INTRODUCCIN En este apartado vamos a exponer el mtodo de los lmenes para establecer el nmero de luminarias necesario en un determinado local que precise una iluminacin uniforme.

Se debe conocer antes cules son las dimensiones del local, as como el tipo de lmpara y luminaria que se utiliza, de manera que no slo se pueda calcular su nmero sino tambin evaluar si ofrecen el nivel de iluminancia adecuado o no.

Una buena iluminacin puede llegar a conseguir que los lugares en los que vivimos y trabajamos se conviertan en algo ms que un simple lugar de trabajo u ocio. Gracias a un buen diseo lumnico se pueden crear ambientes ms que agradables, casi mgicos, sin por ello nunca olvidar que las instalaciones lumnicas sean energticamente sostenibles.

Los parmetros que definen la calidad de una iluminacin dependen de la finalidad de la misma (iglesias, teatros, sala de conciertos, aulas, museos, etc.) pero en todo caso han de responder a ciertas exigencias comunes como las siguientes:

1. Nivel de iluminacin: iluminancias que se necesitan (niveles de flujo luminoso (lux) que inciden en una superficie)

2. Distribucin de luminancias en el campo visual.3. Limitacin del deslumbramiento.4. Modelado: limitacin del contraste de luces y sombras creado por el sistema de

iluminacin.5. Color: color de la luz y la reproduccin cromtica6. Esttica: seleccin del tipo de iluminacin, de las lmparas y de las luminarias.

Si se siguen todos estos parmetros se conseguir un buen diseo lumnico, sin olvidar nunca que la eleccin adecuada de cantidad y calidad de la iluminacin va en funcin del espacio que se va a iluminar y de la actividad que l se realizar.

Despus de tener claro el esquema, te proponemos un ejemplo que tienes que ir haciendo paso a paso. En l se desarrollan con ms claridad los puntos anteriores.

Ejemplo de clculo:

Vamos a disear cmo iluminar correctamente el aula de Tecnologa en la que nos encontramos. Para simplificar los clculos vamos a simplificar tambin la forma del local y slo haremos los clculos para la parte donde se emplazan las mesas, con forma rectangular.Los acabados del aula: paredes, suelo y techo son los que estn a la vista.

Determina el nmero de luminarias que necesitaremos y cmo has de colocarlas para obtener un nivel adecuado de iluminacin uniforme.Cuando termines con este ejemplo vas a ser capaz de:

Calcular el flujo luminoso total necesario en un determinado espacio. Determinar el nmero de luminarias que precisas para alcanzar el nivel de iluminacin

adecuado. Establecer el emplazamiento de las luminarias, es decir, la distancia a la que debes

instalar las luminarias para iluminarlo uniformemente. Evaluar si el nmero de luminarias que has determinado antes es el correcta o no,

gracias los puntos anteriores.

1. Empieza calculando el flujo luminoso total que necesitas en el aula:

Lgicamente, si quieres averiguar en el flujo luminoso que necesitas que aporten las lmparas que vas a colocar, es importante que antes, analices el tipo de aula que tienes. Su forma y sus acabados influyen notoriamente en cmo reflexiona la luz en ese determinado espacio.Para calcular el flujo luminoso, sigue los siguientes pasos:

1.1. Datos de entrada (del local, lmparas y luminarias):

Examina el local y los elementos que tienes. No olvides apuntar los datos que vayas averiguando:

1.1.1. Analiza las dimensiones del local o zona a iluminar:

a = ancho (en m) =

b = largo (en m) =

H = alto (en m) =

1.1.2. Fija la altura del plano de trabajo :

Ahora fjate en el tipo de actividad que se va a realizar en el aula. En el aula normalmente se dar clase y los alumnos estarn sentados en mesas. Es en esas donde tienes que verificar si se cumplen los niveles adecuados de iluminacin.Es por tanto importante que fijes la altura del plano de trabajo que siempre depender del tipo de actividad que se realice en esa zona determinada.Generalmente, se considera la altura del suelo a la superficie de la mesa de trabajo, normalmente de 0,85 m. (que es la medida estandard).En casos como pasillos, vestbulos, halls, etc. se considera que la altura del plano de trabajo es 0.

En nuestro caso, como tienes un aula donde se va a dar clase, pero tambin se harn actividades de tipo prctico, las mesas tienen una altura de m , que ser nuestra altura del plano de trabajo.

1.1.3. Determina el nivel de iluminancia media (Em) que ha de tener el aula.

Este valor depende del tipo de actividad que se va realizar en el local.Los valores del nivel de iluminancia media se encontran tabulados en las Normas Europeas UNE y otros reglamentos.

Conclusin: Nivel de iluminancia media que pretendemos:

1.1.4. Identifica el tipo de lmpara que vas a utilizar.

En este caso, la lmpara escogida es una fluorescente. Se ha elegido porque tiene una aceptable reproduccin de color en cualquiera de sus posibilidades, y es ms eficiente, energticamente hablando, que las incandescentes.Recuerda que a la hora de disear existen distintas opciones: incandescente halgena, fluorescente, halogenuros metlicos, led, etc. y en cada caso hay que elegir la ms adecuada al tipo de actividad a realizar.

1.1.5. Identifica el tipo de luminaria que vas a utilizar. No olvides que tambin tendras que elegir la luminaria ms apropiada a cada caso concreto, ponderando factores como la eficiencia energtica, deslumbramientos, esttica y precio. Para ello habras de consultar los catlogos de los distintos fabricantes de luminarias tcnicas.Toda la informacin que necesitas la puedes buscar online. No tienes ms remedio que recurrir a ellos ya que cada luminaria, segn como est fabricada, modifica el flujo de la lmpara que lleva dentro. En nuestro caso son luminarias simples, con tubos a la vista, por ser ms econmicos, y los valores de flujo que tomemos sern los de las propias lmparas.

Presta atencin a los datos extrados de la informacin del fabricante de la luminaria (tabla entregada). Fjate en que la luminaria tiene 2 lmparas cada una de ellas...

Flujo de cada lmpara:

Flujo de cada luminaria:

1.1.6. Determina la altura de suspensin a la que vas a colocar las luminarias .

Generalmente, como es nuestro caso, la altura de suspensin de las luminarias para locales de altura normal ser aquella que resulte de colocar las luminarias lo ms alto posible; para otros casos existen frmulas, que ahora no vienen al caso.

Haramos ahora un esquema con las distintas alturas a las que tienes los elementos en el aula. Sera un esquema como el que tienes a continuacin En nuestro caso:

h =

1.2.Calcula el coeficiente o factor de utilizacin (Cu)

El coeficiente de utilizacin, nos indica la relacin entre el nmero de lmenes emitidos por la lmpara y los que llegan efectivamente al plano ideal de trabajo. Los fabricantes de luminarias proporcionan para cada modelo unas tablas, que son las denominadas tablas del factor de utilizacin. Este coeficiente ser tanto ms grande cuanto mayores sean los coeficientes de reflexin, mayores la altura y longitud y menor la altura del plano de trabajo. Tambin, lgicamente, influir si el alumbrado es directo o no, pues una distribucin concentrada dirigir la luz prioritariamente hacia abajo, originando que una menor proporcin de luz incida en las paredes y techos, obteniendo as una considerable mejora en el rendimiento de las instalaciones

En esas tablas encontrars, para cada tipo de luminaria, los factores de iluminacin en funcin de los coeficientes de reflexin y el ndice del local. Si no se puedes obtener los factores por lectura directa en la tabla ser necesario que interpoles. Como para deducir el coeficiente de utilizacin has de averiguar antes el ndice del local y los coeficientes de reflexin de las superficies del aula, tendrs que calcularlos antes:

a. Calcula el ndice del local (k)El ndice del local (k) se averigua a partir de la geometra de este. Para iluminacin directa como nuestro caso), semidirecta,directa-indirecta y general difusa

(existe otra frmula distinta para iluminacin indirecta y semiindirecta)

Donde k es un nmero comprendido entre 1 y 10. A pesar de que se pueden obtener valores mayores de 10 con la frmula, no se consideran pues la diferencia entre usar diez o un nmero mayor en los clculos es despreciable. En nuestro caso el coeficiente del local ser:

K =

Donde k es un nmero comprendido entre 1 y 10. A pesar de que se pueden obtener valores mayores de 10 con la frmula, no se consideran pues la diferencia entre usar diez o un nmero mayor en los clculos es despreciable.

b. Calcula de los coeficientes de reflexin.Recuerda que la reflexin de la luz depende el tipo de material o superficie en el que incide, por tanto, no es lo mismo que los acabados del local sean de un material u otro en cuanto a la luz se refiere. Los coeficientes de reflexin de techo, paredes y suelo se encuentran normalmente tabulados para los diferentes tipos de materiales, superficies y acabado. Si no disponemos de ellos, podemos tomarlos de la siguiente tabla:

En nuestro caso: Color Factor de reflexin ()

TechoBlanco o muy claro 0.7claro 0.5medio 0.3

Paredesclaro 0.5medio 0.3oscuro 0.1

Sueloclaro 0.3oscuro 0.1

En este momento, ya has establecido el ndice del local (k) y los coeficientes de reflexin de las superficies del aula,por tanto, ya puedes averiguar el coeficiente de utilizacin (Cu).

Busca en la tabla siguiente, en la que se ha depreciado la incidencia de la reflexin del suelo:

En nuestro caso el factor o coeficiente de utilizacin ser Cu =

1.3. Determina el factor o coeficiente de mantenimiento (fm) o conservacin de la instalacin:Este coeficiente depender del grado de suciedad ambiental y de la frecuencia de la limpieza del local. Para una limpieza peridica anual podemos tomar los siguientes valores:

Ambiente Factor de mantenimiento (fm)Limpio 0.8Sucio 0.6

En nuestro caso el coeficiente o factor de mantenimiento ser fm =

Clculos:

1.- Ahora s, con todos los datos que has averiguado, ya puedes calcular el flujo luminoso total necesario:Para ello, aplica la frmula vista anteriormente:

donde:

T es el flujo luminoso totalE es la iluminancia media deseada En nuestro caso, el flujo luminoso total ser:S es la superficie del plano de trabajo es el factor de utilizacin T =fm es el factor de mantenimiento

2. Determina el nmero de luminarias que precisas para alcanzar el nivel de iluminacinadecuado.

donde:

N es el nmero de luminarias En nuestro caso, y redondeando por exceso:T es el flujo luminoso totalL es el flujo luminoso de una lmpara N =n es el nmero de lmparas por luminaria.

3. Establece el emplazamiento de las luminarias.

Una vez has calculado el nmero mnimo de luminarias que necesitas tiene que proceder a distribuirlas sobre la planta del aula, es decir, tendrs que averiguar la distancia a la que debes instalarlas para iluminar local uniformemente.En los locales de planta rectangular, si queremos una iluminacin uniforme las luminarias se reparten de forma uniforme en filas paralelas a los ejes de simetra del local segn las frmulas:

Es importante que no olvides que las luminarias prximas a la pared necesitan estar ms cerca para iluminarla (normalmente lamitad de la distancia a la que coloques el resto).

Por lo tanto, el esquema de colocacin de las luminarias del aula, segn los resultados obtenidos,es el siguiente (hacer esquema aqu):

4. Evala si el nmero de luminarias que has determinado antes gracias alospuntos anteriores es correcto o no,.

Por ltimo, nos queda comprobar la validez de los resultados mirando si la iluminancia media obtenida en la instalacin diseada es igual o superior a la recomendada en las tablas.

Conclusin para nuestro caso:

(Comparar con lo valores obtenidos en el apartado 1.1.3)

5. CONCLUSIN

En este ejercicio prctico has utilizado el mtodo de los lmenes para calcular el nmero de luminarias necesario en un determinado zona o local que precise una iluminacin uniforme, y tambin has aprendido a cmo distribuirlas. De esta manera, puedes evaluar, al final, si la luminaria y la lmpara que contiene proporcionan el nivel de iluminancia adecuado o no para el sitio previsto.

Tabla citada en el apartado 1.1.5

LAMPARAS FLUORESCENTES

Colores del luz - Grupos Luz daBlanco

froBlanco

universalBlanco clido

Luz da

blanco

Blanco clido

INTERNA

Luz da

Blanco

Blanco clido

BIOLUX

Equivalencias OSRAM 10 20 25 30 11 21 31 41 12 22 32 72Equivalencia PHILIPS 54 33 25 29 86 84 83 82 95 94 93

equivalencia Sylvania D CW UW WW DX186CWX1

84 WWX183XLX18

2 194 193

Equivalencia Mazda Luz DaBlanca

Ind. Brillante Incandia

Confort

Harmona

Aurora Solana

tipo de Lmpara Potencia

mm

Lonf. mm Flujo Luminoso, lmenes Flujo Luminoso, lmenes Flujo Luminoso, lmenes

L8 W/... 16 288 330 450 300 300L10 W/... 16 470 500 660L13 W/... 26 517 700 950 650L15 W/... 26 438 720 950 950 950 650 650L16 W/... 26 720 950 1300 1300 850L18 W/... 26 590 1050 1150 1050 1150 1300 1450 1450 1450 1000 1000 1000 1000L30 W/... 26 895 1800 1800 2300 2400 2400 2400 1600L36 W/... 26 1200 2500 3000 2500 3000 3250 3450 3450 3450 2350 2350 2350 2300

L36 W/... -1 26 970 2300 3100 3100 2100L38 W/... 26 1047 2300 3200 3200L58 W/... 26 1500 4000 4800 4000 4800 5200 5400 5400 5400 3750 3750 3750 3700