A51 METODO DE LOS LUMENES cap

UMSS – FCyT Método de los Lúmenes________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________Instalaciones Eléctricas I Cap. 5 / 1

CAPITULO 5

METODO DE LOS LUMENES

5.1 INTRODUCCIÓN

Se desarrolla a continuación el Método de los lúmenes para la aplicación en el alumbradode interiores.

Al proyectar un sistema de alumbrado, lo primero que se requiere es elegir un equipo queproporcione el máximo confort visual y el más alto rendimiento. Por consideraciones de ordenpráctico. La zona a iluminar puede condicionar seriamente dicha elección. Por ejemplo, muchostipos de luminarias no son absolutamente recomendables en zonas donde exista mucha suciedad.

Los factores de conservación ó pérdida de luz tienen una influencia mayor al elegir elequipo, y se consideran detalladamente en el proceso de cálculo. El factor económico intervienesiempre, y puede obligar a adoptar una combinación de alumbrado general y alumbrado local.

Es necesario un completo análisis de la tarea visual, incluyendo las consideracionesrelativas al tamaño, reflectancia, y contrastes con el fondo.

Una vez determinadas las luminarias que se van a utilizar y el nivel de iluminaciónrequerido, es posible calcular el número de luminarias necesarias para producir tal iluminación.

5.2 APLICACION DEL METODO DE LOS LUMENES

El método de los lúmenes de fácil aplicación proporciona la iluminación media de un local,este método se emplea para las áreas más amplias en que la iluminación es sensiblemente uniforme.

Este método esta basado en la determinación del flujo luminoso necesario para obtener unailuminación media deseada en el plano de trabajo.

Consiste resumidamente, en la determinación del flujo luminoso en Lux a través de laecuación:

Si se conoce el rendimiento de la luminaria ηL la relación será:

5.2.1 Elección de la luminar ia

Existe una serie de recomendaciones referentes a la elección del tipo de luminarias,separación y altura de montaje, tendentes a lograr la adecuación del diseño realizado a la geometríadel local, a conseguir una buena uniformidad de distribución y a impedir la presencia dedeslumbramientos molestos. Estas recomendaciones son:

δη ××

=ΦSE

Φ : Flujo total emitido por el total de las lámparas en lúmenesE : Iluminación media requerida por el ambiente a iluminar en LuxS : Area del local en m2

η : Factor de utilización del localδ : Factor de depreciación

δηη ×××

=ΦL

SE

(5.1)

(5.2)

Z

e

o

n

P

D

F

D

r

i

v

e

r

T

r

i

a

l

w

w

w

.

z

e

o

n

.

c

o

m

.

t

w



a) Tipo de luminar ia

Ø Altura del local hasta 4 (m) .......................................Luminaria extensivaØ Entre 4 y 6 (m) .......................................................... SemiextensivaØ Entre 6 y 10 (m) ........................................................ SemiintensivaØ Más de 10 (m) ........................................................... Intensiva

b) Altura de las luminar ias sobre el plano de trabajo

Ø Altura mínima: h = 2/3 h’Ø Altura aconsejable: h = 3/4 h’Ø Altura optima: h = 4/5 h’

La altura de las luminarias sobre el plano de trabajo se elegirá entre estos tres valoresteniendo en cuenta que a mayor altura de las luminarias necesitaremos mayor potencia instaladapara lograr el mismo nivel de iluminación y que acercar las luminarias al plano de trabajo va endetrimento de la uniformidad. Para iluminación indirecta o semiindirecta, se tomará una altura delas luminarias sobre el plano de trabajo inferior a la altura óptima.

5.2.2 Factor de Depreciación (δ)

El factor de depreciación del servicio de la luminaria, mide la relación entre el flujoluminoso emitido por la luminaria al final del periodo considerado para iniciar el proceso demantenimiento.

Con el tiempo los equipos de iluminación acumulan polvo, las lámparas emiten menorcantidad de luz y el rendimiento visual en consecuencia es más bajo.

Algunos de estos factores pueden ser eliminados por medio del mantenimiento realizado alos equipos de iluminación. En la práctica para normalizar los efectos de estos factores, admitiendouna buena mantención periódica, podemos adoptar los siguientes valores del factor de depreciación:

PERIODO DE MANTENIMIENTOAMBIENTE2500 Hrs. 5000 Hrs. 7500 Hrs.

Limpio 0.95 0.91 0.88Normal 0.91 0.85 0.80Sucio 0.80 0.68 0.57

(Tab. 5.1) Factores de depreciación

5.2.3 Indice de Local (K)

El índice de local K depende de las dimensiones del recinto a ser iluminado y puede serdeterminado a través de la ecuación

h : altura entre el plano de trabajo y las luminariash' : altura del locald : altura del plano de trabajo al techod' : altura entre el plano de trabajo y las luminarias

Z

e

o

n

P

D

F

D

r

i

v

e

r

T

r

i

a

l

w

w

w

.

z

e

o

n

.

c

o

m

.

t

w

Z

e

o

n

P

D

F

D

r

i

v

e

r

T

r

i

a

l

w

w

w

.

z

e

o

n

.

c

o

m

.

t

w



Para luminarias predominantemente directas

Para luminarias predominantemente indirectas:

5.2.4 Factor de Utilización (η)

El factor de utilización del local, ó simplemente factor de utilización, mide la relación entreel flujo luminoso que llega al plano de trabajo y el flujo luminoso total emitido por las lámparas.

Parte del flujo luminoso emitido por una lámpara es absorbido por la luminaria en la cualesta instalada y no contribuye al nivel de iluminación del local. El resto del flujo de la lámpara esradiado una parte hacia arriba y otra hacia abajo, es decir, por encima y por debajo de un planohorizontal que pase por el centro de la lámpara.

La parte de flujo radiada directamente sobre el plano de trabajo es la que contribuye enmayor cuantía al nivel de iluminancia. Solamente una parte dirigido hacia el techo y las paredes seconvierte en flujo útil en el plano de trabajo, algunas veces después de varias reflexiones.

(Fig. 5.1) Distribución del flujo luminoso emitido por las lámparas

El factor de utilización depende de:

Ø La distribución luminosa de la luminariaØ El rendimiento de la luminariaØ Las reflectancias del techo, paredes y pisoØ El índice del local KØ La disposición de las luminarias en el local

Para cada tipo de luminaria, en las hojas de datos Fotométricos se dan los factores deutilización en función del índice de local y de las diferentes reflectancias de techo, paredes y pisorepresentados por los valores 1 – 3 – 5 – 7 ó 0,1 - 0,3 – 0,5 – 0,7 que representan lo mismo.

Plano de trabajo

1. Radio directamente al plano de trabajo2. Dirigido hacia las paredes por debajo de la luminaria3. Dirigido hacia las paredes por encima de la luminaria4.Dirigido hacia el techo

H. Altura al plano de trabajo

1

2

3

4

3

2

H

)( bahbaK+×

×=

a : Ancho del localb : Largo del localh : Altura de la luminaria al plano de trabajo(5.3)

)('23

bahbaK+××

××= (5.4)

Z

e

o

n

P

D

F

D

r

i

v

e

r

T

r

i

a

l

w

w

w

.

z

e

o

n

.

c

o

m

.

t

w

Z

e

o

n

P

D

F

D

r

i

v

e

r

T

r

i

a

l

w

w

w

.

z

e

o

n

.

c

o

m

.

t

w



SUPERFICIE COLOR FACTOR DE REFLEXIÓN (ρ)

Blanco 0,7Claro 0,5TechoMedio 0,3Claro 0,5Medio 0,3ParedesOscuro 0,1Claro 0,3

Piso Oscuro 0,1

(Tab.5.2) Factores de reflexión de techo, pared y piso

También se puede utilizar las reflectancia de los colores y materiales de la tabla 5.3

COLORES REFLECTANCIA MATERIALES REFLECTANCIA

Blanco 0,70 – 0,85 Mortero 0,30 – 0,55Amarillo 0,50 – 0,75 Hormigón 0,25 – 0,50

Azul 0,40 – 0,55 Ladrillo 0,15 – 0,40Verde 0,45 – 0,65 Mármol blanco 0,60 – 0,70Rojo 0,30 – 0,50 Granito 0,15 – 0,25

Marrón 0,30 – 0,40 Madera 0,25 – 0,50Gris oscuro 0,10 – 0,20 Espejos 0,80 – 0,90

Negro 0,03 – 0,07 Acero pulido 0,50 – 0,65

(Tab. 5.3) Reflectancia de colores y materiales

Si no se conocen las reflectancias de un local se debe tomar la combinación 5-3-1 comotermino medio en locales con superficies de color claro.

Los índices 1-3-5-7 corresponden a 10 %, 30 %, 50 %, 70 % de reflectancia de lassuperficies oscuras, medias, claras y blancas respectivamente.

(Fig. 5.1) Ejemplo de tabla del factor de utilización de un fabricante de luminarias

Z

e

o

n

P

D

F

D

r

i

v

e

r

T

r

i

a

l

w

w

w

.

z

e

o

n

.

c

o

m

.

t

w

Z

e

o

n

P

D

F

D

r

i

v

e

r

T

r

i

a

l

w

w

w

.

z

e

o

n

.

c

o

m

.

t

w



(Fig. 5.2) Ejemplo de tabla del factor de utilización de Philips

5.3 CALCULO DEL NUMERO DE LUMINARIAS

Esta dado por la ecuación:

Redondeado por exceso

5.3.1 Distr ibución de las luminar ias

Una vez hemos calculado el número mínimo de lámparas y luminarias procederemos adistribuirlas sobre la planta del local. En los locales de planta rectangular las luminarias se repartende forma uniforme en filas paralelas a los ejes de simetría del local según las fórmulas:

donde N es el número de luminarias

El espacio que debe existir entre las luminarias depende de la altura útil, que a su vez puedeconducir a una distribución adecuada de la luz. La distancia máxima entre los centros de lasluminarias debe ser de 1 a 1,5 de la altura útil. El espacio de la luminaria a la pared debecorresponder a la mitad de este valor.

lnN

Φ×Φ

=N : Número de luminariasΦ : Flujo total requeridon : Número de lámparas por luminariaΦl : Flujo luminoso emitido por una lámpara

(5.5)

(5.6)

Z

e

o

n

P

D

F

D

r

i

v

e

r

T

r

i

a

l

w

w

w

.

z

e

o

n

.

c

o

m

.

t

w

Z

e

o

n

P

D

F

D

r

i

v

e

r

T

r

i

a

l

w

w

w

.

z

e

o

n

.

c

o

m

.

t

w



La figura indica la disposición correcta de las luminarias en una instalación:

(Fig. 5.3) Disposición de las luminarias en una instalación

Luego, de la figura se tiene

dy* dy

Debe cumplir la condición:

dx, dy deben ser menores a 1→1,5 de h

5.3.2 Separación entre luminar ias

La elección de una adecuada separación entre luminarias condicionara el mínimo númerode las mismas. En realidad, la separación de las luminarias es otro factor importante en launiformidad: evidentemente disponiendo un número mayor de luminarias con lámparas de menorpotencia, la uniformidad de la iluminación será favorecida, paro también se encarecerá lainstalación, por lo que es necesario llegar a una solución de compromiso entre ambascircunstancias. Así, se recomiendan las siguientes separaciones mínimas en función del tipo deluminaria empleado:

2*

2*

dxdx

dydy

=

=

h: altura entre el plano de trabajo y lasluminariash': altura del locald: altura del plano de trabajo al techod': altura entre el techo y las luminarias

(5.7)

Z

e

o

n

P

D

F

D

r

i

v

e

r

T

r

i

a

l

w

w

w

.

z

e

o

n

.

c

o

m

.

t

w

Z

e

o

n

P

D

F

D

r

i

v

e

r

T

r

i

a

l

w

w

w

.

z

e

o

n

.

c

o

m

.

t

w



Ø Luminarias intensivas...............................d ≤ 1,2 hØ Semiintensivas o semiextensivas..............d ≤ 1,5 hØ Extensivas.................................................d ≤ 1,6 h

Esta separación condiciona el número mínimo de luminarias a instalar

5.4 EJEMPLO DE APLICACIÓN

Considerar un ambiente con las siguientes características 12 de ancho por 17 m de largoy una altura de 4 m, destinado a una biblioteca. Se sabe que el techo es blanco, las paredes claras yel piso oscuro. Determinar el número de luminarias TBS 912 – C1 (2 TLDRS 32 W)código comercial de la lámpara TLDRS 32 W-CO-25 necesarias en un ambiente normal con unperiodo de mantenimiento de 7 meses.

a) Cálculo del flujo luminoso

Iluminación requerida:

E = 400 lux (dato obtenido del capitulo 4)

Superficie:

Factor de depreciación:

δ = de la tabla (5.1) obtenemos para un ambiente limpio con un periodo de mantenimiento de 7meses = 5.000 hrs.

δ = 0.85

Para el cálculo del factor de utilización hallamos primero el índice de local K:

23,2)1712(15,3

1712)(

=+×

×=

+××

=bah

baK

22041712 mbas =×=×=

4m3.15 m.

0.85 m.

Z

e

o

n

P

D

F

D

r

i

v

e

r

T

r

i

a

l

w

w

w

.

z

e

o

n

.

c

o

m

.

t

w

Z

e

o

n

P

D

F

D

r

i

v

e

r

T

r

i

a

l

w

w

w

.

z

e

o

n

.

c

o

m

.

t

w



Con el dato de K = 2.23 y las reflectancias ρ ( 7 5 1 ) halladas en la tabla (5.2) buscamosel factor de utilización en la tabla (5.4) de la luminaria TBS 912 – C1 (2 x TLDRS 32 W):

Observamos que K esta entre los valores de K=2,00 y K=2,50 haciendo unainterpolación:

Luego el valor de Φ será:

b) Cálculo del número de luminarias

El número de luminarias redondeado por exceso para mantener la simetría de la superficie ailuminar es: 36 luminarias

c) Distribución de luminarias:

Debe cumplir la condición de que dx, dy deben ser menores a 1 → 1,5 de h

dx =2,83 < 3,15 dy = 2 < 3,15

6092,060,0

,223.260.062.0

25,2=⇒

−−

=−−

ηη

LúmenesSE→=

××

=××

=Φ 71,583.15785.06092,0

204400δη

luminariasln

N →=×

=Φ×

Φ= 52.33

350.2271,583.157

El dato de 2.350 lúmenes selos obtiene de la tabla (5.5)

)(122

*

)(26

12

)(42,1283,2

*

)(83,26

17

mdy

mdy

mdx

mdx

==

==

==

==

601,71217

04,5arg

604,5121736

arg

arg ≅=

×=

×=

≅=×=×=

anchoolNN

anchool

NN

anchool

totalancho

Z

e

o

n

P

D

F

D

r

i

v

e

r

T

r

i

a

l

w

w

w

.

z

e

o

n

.

c

o

m

.

t

w

Z

e

o

n

P

D

F

D

r

i

v

e

r

T

r

i

a

l

w

w

w

.

z

e

o

n

.

c

o

m

.

t

w

A51 METODO DE LOS LUMENES cap

Documents

Transcript of A51 METODO DE LOS LUMENES cap