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7/23/2019 Proyecto de Iluminación en Dialux
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PROYECTO DE ILUMINACIÓN EN DIALUX
ASIGNATURA : Sistemas Eléctricos de Distribución yUtilización.
DOCENTE : Dr. Ing. Justo Oquelis Cabredo.Ing. Hugo Fiestas Chevez.
ALUMNOS : Espinoza Pariona, GiancarloTello Ríos, Tommy MartínTorres Díaz, Henry Baltazar
Piura, 10 de Noviembre del 2014
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Proyecto Final de Simulación en Dialux1. Descripción del proyecto de iluminación a desarrollar ......................................................... 3
2. Valores de iluminación requeridos de acuerdo al RNE ......................................................... 4
3. Cálculos preliminares ............................................................................................................ 7
4. Selección de luminarias ....................................................................................................... 13
4.1. Distribución Fotométrica de la Luminaria ................................................................... 13
4.2. Rendimiento de la Luminaria ...................................................................................... 14
4.3. Sistema de Montaje .................................................................................................... 14
4.4. Grado de Protección.................................................................................................... 14
4.5. Factores de Reflexión recomendados ......................................................................... 14
5. Tipo de Luminaria a Utilizar ............................................................................................ 15
6. Simulación en Dialux. .......................................................................................................... 16
7. Conclusiones ....................................................................................................................... 18
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1.
Descripción del proyecto de iluminación a desarrollar
En el presente trabajo se desarrollará uno de los ambientes exteriores de nuestra
casa de estudios (UDEP), el cual es el Proscenio. Este ambiente es utilizado para
diferentes ceremonias y actividades que se llevan a cabo en la universidad, como
por ejemplo: verbenas de las diferentes facultades, actividades extracurricularescomo danza, teatro y no podemos olvidar las graduaciones a las que concurren
un número considerado de personas. Por este motivo es importante tener en
consideración varios aspectos relacionados con el alumbrado de exteriores.
El alumbrado exterior y el de seguridad deben estar próximos el uno al otro,
generalmente la misma instalación sirve para ambos propósitos. Además como
la mayor parte de actividades se realiza durante las horas del atardecer al
anochecer, el alumbrado exterior debe facilitar la aproximación y entrada al
mismo.
La iluminación de exteriores se realiza normalmente para cumplir con las
exigencias de una variedad de tareas y satisfacer las necesidades de una variedad
de personas, como por ejemplo el alumbrado de un proscenio, un campo
deportivo entre otros.
La visión de superficies verticales u oblicuas es, con mucha frecuencia, de
importancia fundamental en este tipo de iluminación. Además en la iluminación
de exteriores no hay ángulo standard de visión de 25° (o cualquier otro valor). La
visión es frecuentemente en todas las direcciones y por ello el problema significa
proveer una visión libre de deslumbramiento se hace mayor.
Los niveles de iluminancia generalmente son menores para las actividades al aire
libre, aun cuando algunas de las tareas visuales pueden presentar tanta dificultad
como las de interiores. Por este motivo podemos decir que proporcionar un nivel
de 500 luxes es impracticable y hasta imposible, tanto desde el punto de vista de
costos como de consumo energético.
Por otro lado, los aspectos estéticos están entre los principales propósitos quedeben ser satisfechos por la iluminación nocturna de estas áreas: acentuar las
características y los rasgos distintivos del ambiente y prolongar el tiempo
durante el cual se puede disfrutar del espacio residencial.
Existen diferentes sistemas de iluminación, entre ellos se encuentra el
alumbrado general (alumbrado de un espacio en el que no se tiene en cuenta las
necesidades particulares de ciertos puntos) y el alumbrado localizado (utilizado
para una tarea específica y controlado independientemente). Para el caso del
proscenio utilizaremos un alumbrado general + localizado debido a los
requerimientos que este presenta.
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2.
Valores de iluminación requeridos de acuerdo al RNE
Con respecto a los valores para nuestra simulación, consideraremos tanto las que
nos dan en la RNE, el código técnico de la Edificación de Phillips así como aquellas
normas internaciones que se encargan de la iluminación de espacios exteriores.
Para poder seleccionar una lámpara según los criterios de color recomendados
para un espacio o loca, utilizaremos la siguiente tabla.
Índice de
Reproducción
Cromática (Ra)
Grupo de
Rendimiento
de Color
Cálido < 3300 K Neutro
3300-5000 K
Frío > 5000K
Excelente
90-100
1 A Halógenas
Fluorescencia
Lineal yCompacta
Fluorescencia
Lineal y
Compacta
Fluorescencia
Lineal y
Compacta
Bueno 80-90
2 A Fluorescencia
Lineal y
compacta. Sodio
Blanco
Fluorescencia
lineal y
compacta.
Halogenuros
e inducción.
Razonable
70-80
1 B Halogenuros
metálicos
Halogenuros
metálicos
Halogenuros
metálicos
Mala < 70 2 B Mercurio. Sodio Mercurio
FUENTE: Guía Técnica de Eficiencia Energética en Iluminación. Comité Español de
Iluminación.
Con respecto al tono de luz o temperatura de Color, tenemos:
Tono de Luz
Temperatura de Color Tipo de Actividad o de Iluminación
Tonos Cálidos < 3000 K
Entornos decorados con tonos claros.
Áreas de descanso. Salas de espera.
Zonas con usuarios de avanzada edad.
Áreas de esparcimiento. Bajos niveles
de iluminación.
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Tonos Neutros 3300 – 5000 K
Lugares con importante aportación de
luz natural. Tareas visuales de
requisitos medios
Tonos Fríos > 5000 K
Entornos decorados con tonos fríos.
Altos niveles de iluminación. Para
enfatizar la impresión técnica. Tareas
visuales de alta concentración.
FUENTE: Guía Técnica de Eficiencia Energética en Iluminación. Comité Español de
Iluminación.
En cuanto a los parámetros de iluminación recomendados para diferentes
espacios son:
Tipo dependencia o
actividad
Iluminación
Media
horizontal (lux)
Clase de calidad al
deslumbramiento
directo
Grupo de
Rendimiento de
Color
Biblioteca
Ambiental
Zona lectura
Estantería de
libros
200
500
200
B
B
B
1B
1B
1B
Salón de Actos
General
Escenario
200
700
C
-
1B
1B
Comedor 200 C 1B
Almacenes 100 E 2A
FUENTE: Guía Técnica de Eficiencia Energética en Iluminación. Comité Español de
Iluminación.
Tomando en cuenta los lugares de pública concurrencia según la Norma Europea,
esta juzga al índice de Reproducción Cromática (Ra) como un factor más
importante de calidad que la Iluminancia Mantenida o la Temperatura de Color
como se verá en la tabla que se adjunta a continuación:
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Áreas Comunes
N° Ref. Tipo de interior E (Luxes) UGRL RA Observaciones
1.1
Halls de entrada 100 22 80 UGR solo si es
aplicable
1.2 Guardarropas 200 5 80
1.3 Salones 200 22 80
Restaurantes y Hoteles
2.1
Recepción, caja,
conserjería
300 22 80
2.2 Cocinas 500 22 80
Debería haber una
zona de transición
entre la cocina y
restaurante.
2.3 Pasillos 100 25 80
Niveles Inferiores
aceptables durante
la noche
Teatros, Salas de Conciertos y Salas de Cines
3.1Salas de ensayo,
camerinos
300 22 80
La iluminación de
espejos para
maquillajes debe
estar libre de
deslumbramientos.
Ferias, pabellones de exposiciones
4.1Alumbrado
General 300 22 80
FUENTE: Código Técnico de la Edificación - Phillips.
Tomando en cuenta los niveles de Iluminación media, decimos que:
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3.
Cálculos preliminares
Para los cálculos se necesitan algunos conceptos previos. Los cálculos que se
realizarán son los concernientes para Iluminación de Exteriores. La disposición
de nuestras luminarias es la siguiente: Unilateral.
En donde ‘a’ es el ancho de la calzada. En nuestro caso este será el ancho del
proscenio. D es la distancia que hay entre luminarias. De esta forma la sección a
iluminar sería ‘S’=a*d.
Factor de utilización:
Es una media de rendimiento del conjunto lámpara-luminaria y se define como
el cociente entre el flujo útil U
(el que llega a la calzada) y el que emite la
lámpara L
.
Una primera forma de resolver el problema es determinar la distancia de
separación entre luminarias.
Para ello se calcular la distancia de separación entre las luminarias que garantice
un nivel de iluminación Em medio determinado. Se conoce:
Ancho de la calzada ‘a’ Altura de los puntos de luz ‘h’
Flujo luminoso de la lámpara (inicial) 0 L
Disposición de puntos de luz.
Tenemos que:
0
U
L
U m E S 0 L
L
m d f C
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A partir de las cuales obtenemos:
m L
m d
E S
f C
En donde:
Em: iluminación media
S: superficie a iluminar=a*d
Η: Factor de utilización
Fm: Factor de mantenimiento
Cd: coeficiente de depreciación de las lámparas
Pero como S=a*d, podemos despejar:
L m d
m
f C d
E a
Otro método conociendo la distancia entre luminarias, consiste en determinar el
tipo de luminaria dependiendo del nivel recomendado de iluminación.
Primero determinaremos el rango de flujo luminoso que debe tener nuestra
luminaria, para ello recurrimos a la tabla 1.
Tabla N°1: Rango de flujo luminoso.
Como la altura de las luminarias es de 10 m, el flujo luminosos recomendado esde 10000 a 20000 lúmenes. La luminaria escogida tiene las siguientes
propiedades:
Figura N°1: Propiedades de la luminaria.
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Como se puede ver la luminaria tiene un flujo luminoso de 35030 lúmenes el cual
se encuentra dentro del rango recomendado.
Ahora necesitamos el diagrama isolux de la luminaria. Este se encuentra en el
catálogo de Philips al cual podemos acceder a través de Dialux.
Figura N°2: Diagrama Isolux de la luminaria empleada.
En donde las coordenadas son las distancias relativas, las cuales son la razón
entre la longitud real y la altura a la cual se encuentra la luminaria. Los
porcentajes representan la iluminación relativa, es decir el porcentaje de
iluminación respecto a la iluminación máxima, siendo la iluminación máxima de
1560 lux.
Para determinar la iluminación media del proscenio se ha decidido determinar la
eliminación de distintos puntos de esta. Para ello se ha dividido simétricamente
el proscenio y hallado la iluminancia de una de sus mitades. Las medidas de unamitad tomadas son las siguientes:
1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11
12 13 14 15
16 17 18 19
20 21 22 2324 25 26
27 29 3028 31 32
34
33
35 36 37 3938 40
20 m
18 m
5 m
Escenario
2.5 m
3 m
Figura N°3: Medidas de una mitad del proscenio.
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Se consideraron dos luminarias para este caso. Las cuales están indicadas por los
círculos negros con sus respectivas direcciones.
Mediante una tabla de Excel se determinó la iluminación de cada uno de estos
puntos.
Escenario
Punto X Y Xr Yr Er E1 E2 ET
1 5 0 0.6 0 396.2 265.3 284.3 549.6
2 2.5 0 0.3 0 413.18 276.7 189.5 466.2
3 0 0 0.0 0 413.18 276.7 113.7 390.4
4 -2.5 0 -0.3 0 413.18 276.7 94.8 371.5
5 -5 0 -0.6 0 396.2 265.3 75.8 341.1
6 5 3 0.6 0.4 424.5 284.3 284.3 568.6
7 2.5 3 0.3 0.4 424.5 284.3 189.5 473.8
8 0 3 0.0 0.4 452.8 303.2 113.7 416.9
9 -2.5 3 -0.3 0.4 424.5 284.3 94.8 379.1
10 -5 3 -0.6 0.4 424.5 284.3 75.8 360.1
11 5 6 0.6 0.7 452.8 303.2 265.3 568.5
12 2.5 6 0.3 0.7 509.4 341.1 151.6 492.7
13 0 6 0.0 0.7 566 379.0 113.7 492.7
14 -2.5 6 -0.3 0.7 509.4 341.1 94.8 435.9
15 -5 6 -0.6 0.7 452.8 303.2 75.8 379.0
16 5 9 0.6 1.1 441.48 295.6 265.3 560.9
17 2.5 9 0.3 1.1 452.8 303.2 151.6 454.818 0 9 0.0 1.1 452.8 303.2 113.7 416.9
19 -2.5 9 -0.3 1.1 452.8 303.2 94.8 398.0
20 -5 9 -0.6 1.1 441.48 295.6 75.8 371.4
Promedio 444.4Tabla N°2: Niveles de iluminación del escenario.
Donde E se termina a partir de la siguiente ecuación:
2 2
2
35030 2* * * *
1000 1000 10
U d lum
E Er Er
lum h lum
Como se puede observar el punto de mayor iluminación tiene 568.6 lux. Y el
promedio del proscenio es de 444.4 lux. El cual según la tabla 3 es de 100-500lux.
Tabla N°4: Niveles de iluminación media.
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También se determinó el nivel de iluminación de todo el proscenio:
Proscenio
Punto X Y Xr Yr Er E1 E2 ET
1 9 20 1.1 2.4 113.2 75.8 0 75.8
2 6 20 0.7 2.4 113.2 75.8 0 75.8
3 3 20 0.4 2.4 113.2 75.8 0 75.8
Escenario
4 0 20 0.0 2.4 113.2 75.8 265.3 341.1
5 3 20 0.4 2.4 113.2 75.8 284.3 360.1
6 6 20 0.7 2.4 113.2 75.8 303.2 379.0
7 9 20 1.1 2.4 113.2 75.8 295.6 371.4
8 0 17.5 0.0 2.1 141.5 94.8 276.7 371.5
9 3 17.5 0.4 2.1 141.5 94.8 284.3 379.1
10 6 17.5 0.7 2.1 141.5 94.8 341.1 435.9
11 9 17.5 1.1 2.1 141.5 94.8 303.2 398.0
12 0 15 0.0 1.8 169.8 113.7 276.7 390.4
13 3 15 0.4 1.8 169.8 113.7 303.2 416.9
14 6 15 0.7 1.8 169.8 113.7 379 492.7
15 9 15 1.1 1.8 169.8 113.7 303.2 416.9
16 0 12.5 0.0 1.5 283 189.5 276.7 466.2
17 3 12.5 0.4 1.5 283 189.5 284.3 473.8
18 6 12.5 0.7 1.5 226.4 151.6 341.1 492.719 9 12.5 1.1 1.5 226.4 151.6 303.2 454.8
20 0 10 0.0 1.2 424.5 284.3 265.3 549.6
21 3 10 0.4 1.2 424.5 284.3 284.3 568.6
22 6 10 0.7 1.2 396.2 265.3 303.2 568.5
23 9 10 1.1 1.2 396.2 265.3 295.6 560.9
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24 9 10 1.1 1.2 396.2 265.3 0 265.3
25 6 10 0.7 1.2 396.2 265.3 0 265.3
26 3 10 0.4 1.2 424.5 284.3 0 284.3
27 9 5 1.1 0.6 424.5 284.3 0 284.3
28 6 5 0.7 0.6 452.8 303.2 0 303.2
29 3 5 0.4 0.6 509.4 341.1 0 341.1
30 0 5 0.0 0.6 566 379.0 0 379.0
31 3 5 0.4 0.6 509.4 341.1 0 341.1
32 6 5 0.7 0.6 452.8 303.2 0 303.2
33 9 5 1.1 0.6 424.5 284.3 0 284.3
34 9 0 1.1 0.0 396.2 265.3 0 265.3
35 6 0 0.7 0.0 452.8 303.2 0 303.2
36 3 0 0.4 0.0 452.8 303.2 0 303.2
37 0 0 0.0 0.0 452.8 303.2 0 303.2
38 3 0 0.4 0.0 452.8 303.2 0 303.2
39 6 0 0.7 0.0 452.8 303.2 0 303.2
40 9 0 1.1 0.0 396.2 265.3 0 265.3
Promedio 355.3Tabla N°4: Niveles de iluminación del proscenio.
Como se puede observar la iluminación promedio es de 355.3 lux. La cual se encuentra aún dentro del rango recomendado de iluminación.Con esto concluimos que las luminarias utilizadas son adecuadas.
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4. Selección de luminarias
Las luminarias a utilizar se pueden analizar por características de montaje,
eléctricas o por condiciones operativas, pero siempre cumpliendo los establecido
en las normas, las cuales definen como luminaria al aparato de alumbrado que
reparte, filtra o transforma la luz emitida por una o varias lámparas y que
comprende todo los dispositivos necesarios para el soporte, la fijación y la
protección de lámparas. Para las luminarias a instalar se deben considerar los
siguientes aspectos:
Distribución fotométrica de la luminaria.
Rendimiento de la luminaria.
Sistema de montaje.
Grado de protección (IP XXX)
1 cifra: grado de estanqueidad al polvo o partículas sólidas. 2 cifra: grado de estanqueidad a los líquidos.
3 cifra: determina la resistencia al impacto.
Clase eléctrica.
Cumplimiento de la normativa que les aplica.
4.1. Distribución Fotométrica de la Luminaria
La distribución de luz de una luminaria depende del tipo de fuente de luz y
del componente óptico que incorpore: celosía, reflectores, lentes,
diafragmas, pantallas, etc. En la siguiente tabla se da a conocer algunos tiposde aplicaciones para cada tipo de distribución.
Desde el punto de vista fotométrico la luminaria será la adecuada para el
tipo de actividad a desarrollar. De acuerdo a la clasificación C.I.E de
porcentaje de flujo en el hemisferio superior e inferior de la horizontal,
tenemos las siguientes clases:
Directa: hemisferio superior del 0 al 10%. Hemisferio inferior: 90 al 100%.
Semi – Directa: Hemisferio Superior del 10 al 40%. Hemisferio inferior 60 – 90%:
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Directa – Indirecta / General Difusa: Hemisferio Superior del 40 al 60%.
Hemisferio inferior del 40 al 60%.
Semi – Indirecta: Hemisferio superior del 60 al 90%. Hemisferio Inferior
del 10 al 40%.
Indirecta: Hemisferio superior del 90 al 100%. Hemisferio Inferior al 0 al10%:
4.2. Rendimiento de la Luminaria
El criterio fundamental será selección aquel modelo de luminaria que tenga
el mayor rendimiento, para la distribución fotométrica deseada. Esta
información se obtiene de los diagramas polares de distribución deintensidades luminosas que aportan los fabricantes.
4.3. Sistema de Montaje
Por las características de montaje que se presentan en este tipo de
instalaciones se pueden utilizar luminarias montadas sobre postes o mástiles
debido a que deben cubrir grandes áreas. Estas luminarias son conocidas
como tipo viario, decorativo o de proyección.
4.4.
Grado de ProtecciónLas luminarias de alumbrado general no necesitan de un grado de
estanqueidad elevado, al tratarse de luminarias abiertas. Debemos recordar
que el rendimiento mínimo de una luminaria abierta es del 60%.
4.5. Factores de Reflexión recomendados
El equilibrio de la reflectancia media de cada una de las superficies que
componen el local, así como la de todos aquellos elementos que componen
el mobiliario del mismo, deben brindar al observador un confort visual.
Podemos considerar los siguientes valores de reflexión.
Figura N°5: Distribución Fotométrica
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Superficie Valores de Reflexión
Techos 0.70 – 0.80
Paredes 0.50 – 0.70
Divisiones 0.50 – 0.70
Pizarra Oscura 0.05 – 0.20
Suelos 0.15 – 0.20
Personas 0.50 – 0.70
FUENTE: Guía Técnica de Eficiencia Energética en Iluminación. Comité
Español de Iluminación.
5. Tipo de Luminaria a Utilizar
En esta oportunidad se utilizaran luminarias de tipo proyector de utilización
exterior para lámparas de descarga elipsoidal mate y tubular clara. Brinda una
iluminación general.
Figura N°6: Luminaria Tipo Proyector
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6.
Simulación en Dialux.
Figura N°7: Vista de Planta del Diseño Realizado
Figura N°8: Isométrico del Diseño Realizado
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Como podemos darnos cuenta los valores obtenidos en nuestra simulación si
corroboran los cálculos mostrados anteriormente. Podemos decir que el
promedio de iluminación en la zona del escenario es aproximadamente de 562.5.
Figura N°9: Simulación en Dialux
Figura N°10: Valores de la Simulación en Dialux
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7.
Conclusiones
Podemos concluir que la iluminación de ambientes exteriores especiales como
proscenios, patios de actuación entre otros requieren de una iluminación media
que se encuentra entre los 100 a 500 luxes.
Debemos tener en cuenta que para este tipo de ambientes debemos utilizar un
sistema de alumbrado general y localizado; es decir una iluminación
propiamente del espacio exterior que es el proscenio en sí y otra netamente
centrada en el escenario en donde se llevará a cabo una determinada
presentación.
En el presente trabajo se ha considerado que el nivel del proscenio con respecto
a la vereda que se muestra en las imágenes anteriores es el mismo ya que el
programa no permite realizar estos desniveles de superficie. Podemos por lo
tanto decir que los resultados mostrados son muy cercanos a la realidad pero no
exactos.
Así mismo en la simulación en Dialux no se ha considerado la parte anterior del
proscenio donde se encuentran otro tipo de luminarias, ya que consideramos
que esta parte no pertenece a nuestro campo de estudio, pues toda actividad o
ceremonia se realiza ya se en la primera planta o segunda pero no en la parte de
atrás.