Proyecto luminaria central ciclo combinado

Departamento de Ingeniera ElectricaFacultad de Ciencias Fsicas y MatematicasUniversidad de ChileEL5003 - Taller de Proyecto

Informe

Proyecto de alumbrado

Profesor:Arturo Otto V.

Autores:Daniel Friedman

Eileen Guevara

Victor Daz O.

Fecha:11 de junio de 2015

EL5003 - Taller de Proyecto

Indice

1. Introduccion 3

2. Memoria de calculo de alumbrado 42.1. Metodo 1: Cavidades zonales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2.1.1. Coeficiente de utilizacion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.1.2. Factor de mantenimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.1.3. Cantidad de lamparas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2.2. Metodo 2: Software de aplicacion LumenLux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3. Cuadro de cargas conforme a normas 8

4. Tableros de alumbrado 94.0.1. Norma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94.0.2. Dimensionamiento y especificaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

5. Lista de materiales y equipos 10

6. Modelo, tipo y fabricante de luminarias 116.1. Alumbrado interior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116.2. Alumbrado exterior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116.3. Alumbrado publico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

7. Presupuesto del proyecto 13

8. Conclusiones 14

9. Bibliografa 15

10.Anexos 1610.1. Plano de canalizaciones electricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1610.2. Plano de ubicacion de luminarias interiores y exteriores . . . . . . . . . . . . . . . . 1810.3. Plano de montaje tpico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

1


Indice de tablas

1. LUX utilizados segun sala . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42. Indice de reflexion segun color . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53. Numero de lamparas (N) por cuarto obtenidas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64. Simbologa de codigos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75. Cuadro de carga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86. Dimensiones de tableros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97. Presupuesto de luminaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Indice de figuras

1. Curva de sensibilidad aproximada del ojo humano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32. Plano de canalizacion de luminaria 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163. Plano de canalizacion de luminaria 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174. Plano de ubicacion de luminaria 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185. Plano de ubicacion de luminaria 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196. Plano de montaje luminaria interior modelo ARIES 228 FH 28 W/840 . . . . . . . 207. Plano de montaje luminaria exterior modelo MAX 1 70 W DIFUNDENTE HQI TS

70/NDL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218. Plano de montaje luminaria publica modelo CITY 100 SAP . . . . . . . . . . . . . 21

2


1. Introduccion

En las obras de importancia se hace necesario especificar y construir sistemas de iluminacionapropriados para talleres, areas de trabajo, bodegas, sotanos, areas publicas, etc. En estricto rigorel proyecto de iluminacion es una actividad que compete principalmente a arquitectos o ingenierosindustriales. A pesar de esto el proyectista electrico siempre se ve involucrado en la definicion delas soluciones tecnicas e incluso en actividades propias de la arquitectura, como la definicion delos niveles de iluminacion dados por los sistemas de iluminacion proyectados.

Se debe considerar que no toda la iluminacion es necesariamente artificial, por lo que duranteel da los niveles de iluminacion son distintos.

Para trabajar en luminotecnia se utilizan las unidades del lumen y del lux. El lumen es lapotencia lumnica, dada por la potencia neta de la onda electromagnetica corregida por la curvade sensibilidad del ojo humano, una curva aproximadamente gaussiana centrada en 540 [THz]correspondiente al amarillo dorado de 0.55 micrometros. El lux representa el flujo de potencialumnico, correspondiente a un lumen en un metro cuadrado.

Figura 1: Curva de sensibilidad aproximada del ojo humano

3


2. Memoria de calculo de alumbrado

2.1. Metodo 1: Cavidades zonales

Primero que todo se expondra el nivel de iluminacion propuesto para cada sala, segun lafuncionalidad de esta.

Tabla 1: LUX utilizados segun sala

Codigo Nombre espacio LUX

K13 Cuartos de cambio 200K24 K03 Control centralizado Edificio de administracion 400

K02 Bodega de materiales 150K01 Taller y oficinas 400K05 Almacenamiento temporal 150K06 Almacenamiento de lubricantes 150K07 Almacenamiento de qumicos 150K22 Laboratorio electrico 200K21 Laboratorio qumico 200K23 Sala de muestreo de agua 200K26 Hall de recepcion 150K27 Sala de primeros auxilios 400K04 Puerta de entrada 150F02 Sala de control subestacion 250F03 Plantas de tratamiento de aguas 120G32 Estacionamientos 120

2.1.1. Coeficiente de utilizacion

Hace referencia a la proporcion entre el flujo util y el flujo total emitido:

cu =ut

(1)

El flujo util depende de distintos factores, como por ejemplo del ndice de reflexion dado porcolor de las murallas y el techo del espacio estudiado. En este caso todos los techos seran de colorblanco y las murallas de color claro, por lo que los ndices de reflexion seran de 70 % en el techo yde 50 % en las murallas.

4


Tabla 2: Indice de reflexion segun color

Color Reflexion

Blanco 70 %Claro 50 %Medio 30 %Oscuro 10 %

Otro factor que influeye en el flujo util es el dimensionamiento de la sala estudiada, ya que siel lugar es estrecho y alto desperdiciara mucho mas flujo luminoso que si este es ancho y bajo. Elcoeficiente espacial (K) queda determinado de la siguiente forma:

K =0,8A+ 0,2L

h(2)

Siendo A el ancho, L el largo y h la altura del lugar estudiado.Segun esto y apoyandose en tablas conocidas, se obtiene el coeficiente de utilizacion segun elcoeficiente espacial, el tipo de luminaria y el ndice de reflexion del lugar.

2.1.2. Factor de mantenimiento

A medida que pasa el tiempo ocurren perdidas en el flujo luminoso de las lamparas y en lareflexion del reflector o de transmision del difusor o refractor que producen una variabilidad en laeficiencia de la luminaria. Agregando un factor de mantenimiento asociado a esto, se obtiene:

t =EAL

Cufm(3)

Siendo,t Flujo total necesario en Lm E Nivel luminoso en Lux A Anchura del local en metros L Largo

del local en metros Cu Coeficiente de utilizacion fm Factor de mantenimiento

2.1.3. Cantidad de lamparas

Finalmente, se obtiene la cantidad de lamparas a instalar segun:

N = fract (4)

Con:N Numero de lamparas a instalar t Flujo total necesario Flujo de la lampara elegida

2.2. Metodo 2: Software de aplicacion LumenLux

Por simplicidad este fue el metodo elegido para el desarrollo del trabajo. Se procede como sigue.Utilizando el software LumenLux e introduciendole las siguientes variables:

Modelo de lampara

5


Tono de luz deseado

Lux necesarios segun objetivo del cuarto

Dimensiones (largo, ancho y alto)

Plano de trabajo

Se obtiene la siguiente tabla:

Tabla 3: Numero de lamparas (N) por cuarto obtenidas

Codigo LUX Ancho Largo Alto Plano de Tipo Tono N LUX medioesperados [m] [m] Alto trabajo [m] lampara de luz obtenidos

K13 200 4,5 2,5 3 0,8 ARIES 228 blanco 2 30028 W/840

K24 K03 400 5 6 3 0,8 ARIES 228 blanco 4 32728 W/840

K02 150 7,5 4 4 0,8 ARIES 228 blanco 2 15928 W/840

K01 400 7,5 3 3 0,8 ARIES 228 blanco 6 45928 W/840

K05 150 3 3 3 0,8 ARIES 228 blanco 1 18728 W/840

K06 150 5 3 0,8 ARIES 228 blanco 2 26428 W/840

K07 150 3 3 3 0,8 ARIES 228 blanco 1 18728 W/840

K22 200 5 2 3 0,8 ARIES 228 blanco 2 29928 W/840

K21 200 2 2,5 3 0,8 ARIES 228 blanco 1 26228 W/840

K23 200 2 2,5 3 0,8 ARIES 228 blanco 1 26228 W/840

K26 150 2 10 3 0,8 ARIES 228 blanco 2 19928 W/840

K27 400 2 1 3 0,8 ARIES 228 blanco 1 36128 W/840

K04 150 1 1 3 1 MAX 1 70 W blanco 1 265difundente neutro

F02 250 1 4 3 0,8 ARIES 228 blanco 1 24828 W/840

F03 120 4 13 3 0,8 ARIES 228 blanco 3 16228 W/840

G32 120 2 7 5 1 CITY 100 SAP Luz Dia 1 139

6


La simbologa de cada cuarto respecto a su codigo se muestra a continuacion:

Tabla 4: Simbologa de codigos

Codigo Nombre espacio

K13 changing roomsK24 K03 Control centralizado Edificio de administracion

K02 Bodega de materialesK01 Taller y oficinasK05 Almacenamiento temporalK06 Almacenamiento de lubricantesK07 Almacenamiento de qumicosK22 Laboratorio electricoK21 Laboratorio qumicoK23 Sala de muestreo de aguaK26 Hall de recepcionK27 Sala de primeros auxiliosK04 Puerta de entradaF02 Sala de control subestacionF03 Plantas de tratamiento de aguasG32 Estacionamientos

7


3. Cuadro de cargas conforme a normas

Un cuadro de carga es un tablero metalico de interruptores termomagneticos utilizados para laproteccion y desconexion de pequenas cargas electricas y en este caso de alumbrado.

Debido al tipo de cargas utilizadas este es un cuadro de cargas trifasicas. Se define la separacionsegun tableros de alumbrado ubicados geograficamente a lo largo de la central.

El diseno de los tableros se realiza a siguiendo la norma chilena de electricidad 4/2003 Instalacio-nes de consumo en baja tensionpublicada por la superintendencia de electricidad y combustibles.

Tabla 5: Cuadro de carga

C1 ARIES 228 28W 19 31 W 589 W 949 WCITY 100 SAP 3 120 W 360 W

C2 ARIES 228 28W 4 31 W 124 W 124 W

C3 ARIES 228 28W 3 31 W 93 W 301 WCITY 100 SAP 1 120 W 120 W

MAX 1 70W DIFUNE 1 88 W 88 W

C4 ARIES 228 28W 3 31 W 93 W 93 W

Total de carga 1467 W

8


4. Tableros de alumbrado

4.0.1. Norma

Los tableros de alumbrado estan regidos por la norma 4/2003, de instalaciones de bajo consumo.Los tableros son equipos electricos de la instalacion que concentran dispositivos de proteccion

y de comando. Se determina la cantidad de tableros para salvaguardar la seguridad y para obtenerla mejor funcionabilidad y flexibilidad de operacion en la instalacion.

Los tableros se instalan en lugares seguros y facilmente accesibles, estampados de forma visible,legible e indeleble con su marca de fabricacion, tension de servicio, corriente nominal y numero defases. En este caso se trabaja de manera trifasica a tension 380 [V] fase-fase.

Segun la norma los tableros se montan dentro de cajas, gabinetes o armarios dependiendo desu tamano. Cuentan con dos cubiertas, una cubre equipos y una puerta exterior. La cubierta cubreequipos impide el contacto de cuerpos extranos con las partes energizadas. Cuenta con perforacionespara las palancas y perillas de operacion de los dispositivos de proteccion y operacion. Esto permiteoperar abriendo solo la puerta exterior.

Los conductores de alimentacion llegan barras metalicas de distribucion desde donde se hacenlas derivaciones a los dispositivos de comando o proteccion del tablero. Estas barras se montansobre soportes aislantes. El dimensionamiento de las barras se hace segun la tabla 6.4 de la norma4, dada por la corriente permanente en amperes que debe alimentar.

4.0.2. Dimensionamiento y especificaciones

Los tableros se montan dentro de gabinetes, aptos para consumos de mediana capacidad ydimensiones, y en cajas aptas para consumos de baja capacidad y dimensiones reducidas.

Tabla 6: Dimensiones de tableros

Tension de servicio fase neutro [V] Corriente permanente [A] Potencia alimentada [W]

Tablero 1 220 4.31 949Tablero 2 220 0.56 124Tablero 3 220 1.37 301Tablero 4 220 0.42 93

Los tableros 2 y 4 se montan dentro de cajas embutidas en muros. Los tableros 1 y 3 se montanen gabinetes sobrepuestos en muros. En ambos casos se montan con una sola barra de cobrerectangular desnuda de 12x2 mm2. Segun la tabla 6.4 de la norma, esto tiene una capacidad de110 amperes, muy superior a las necesidades de la instalacion.

9


5. Lista de materiales y equipos

24 luminarias ARIES 228 28 W/840.

1 luminaria MAX 1 70 W difundente para exterior.

4 luminarias CITY 100 SAP luminarias publicas para los estacionamientos.

4 tableros Powerlink con interruptores termomagenticos ECB-G3.

1110 metros lineales de cable 2x16 mm2.

2 gabinetes metalicos para montar sobre los muros.

2 cajas metalicas para embutir en los muros.

10


6. Modelo, tipo y fabricante de luminarias

6.1. Alumbrado interior

La primera eleccion realizada fue utilizar tubos fluorescentes ya que por su notable eficienciadisminuyen los gastos de energa y son mas amigables con el medio ambiente. Dentro de estaclasificacion se decidio usar el modelo ARIES 228 FH 28 W/840, ya que son caractersticos deoficinas y consumen solo 31[W], con potencia nominal de 28 [W] y un flujo luminoso nominal de2720[lm]. Otros aspectos son:

Cuerpo/marco: de chapa zincada y prepintada con esquineros de PC.

Reflector/optica: doble parabolico de aluminio anodizado y abrillantado de alta pureza 99.85,con gran control de la emision luminosa.

Portalamparas: en policarbonato con contactos de bronce fosforoso, 2A / 250V, codigo detemperatura T110.

Cableado: cable rgido de seccion 0.50 mm2, aislacion de PVC-HT resistente a 90oC. Bornerade conexion de 2b+T con seccion maxima de 2,5 mm2.

Equipo: balasto electronico de primera calidad. Alimentacion 230V / 50Hz.

Montaje: indicado para cielo rasos Armstrong (version europea: a pedido) y provistos consoportes adicionales para cielos rasos tipo durlock.

6.2. Alumbrado exterior

Se utilizo el tipo MAX 1 70 W DIFUNDENTE HQI TS 70/NDL de potencia nominal 75 [W](aunque en total consume 88[W] por lampara) con un flujo luminoso nominal de 5500[lm]. Suscaractersticas son:

Cuerpo de aluminio inyectado en una sola pieza con aletas de enfriamiento y tabique interiormetalico separador entre la cavidad optica y portaequipo.

Reflector/optica difundente de aluminio de alta pureza 99.85, martillado y anodizado conndice de reflexion de 85 % y baja iridiscencia.

Difusor/marco de vidrio frontal templado de 4 mm serigrafado, abisagrado y sujeto concuatro ganchos tipo clip.

Pintura poliester texturada horneada de alta resistencia.

Portalamparas de ceramica con contacto de cobre con punta de plata y resorte de aceroinoxidable. Codigo de temperatura T350, 2A / 1000V y tension de encendido 5kv.

Cableado interno con aislacion primaria de silicona y malla protectora de fibra de vidrio, yterminal.

11


Equipo constituido por balasto, ignitor electronico, capacitor y bornera de conexion confusible. Alimentacion 230V / 50Hz.

Montaje con escuadra de fijacion de acero con goniometro para facilitar la alineacion delartefacto.

6.3. Alumbrado publico

Corresponde a la luminaria utilizada para los estacionamientos. Se eligio el modelo CITY 100SAP de potencia nominal 100 [W], con un consumo electrico total de 120 [W] por lampara. Suflujo luminoso total es de 10000 [lm]. Sus caractersticas son:

Cuerpo en inyeccion de aluminio.

Reflector de aluminio anodizado y abrillantado de alta pureza, estampado en una solo pieza.

Lente de vidrio templado plano transparente de 4mm de espesor.

Pintura poliester microtexturada horneada de alta resistencia.

Portalamparas de ceramica con resorte bajo el contacto central, ranura inferior para el pasodel cable por el centro. Codigo de temperatura T270. 16A / 750V y tension de encendido5kv..

Cableado interno con aislacion primaria de silicona, malla protectora de fibra de vidrio yterminal.

Equipo constituido por balasto, ignitor electronico, capacitor y bornera de conexion confusible. Alimentacion 230V / 50Hz.

Montaje con soporte para instalacion horizontal para columna de 42/60 mm. Triple regu-lacion del angulo de montaje.

12


7. Presupuesto del proyecto

Tabla 7: Presupuesto de luminaria

Cantidad Costo unitario Costo total

Instalacion y suministro de luminaria 34 2820137,1528 W 29 84,079.0870 W 1 45,502.99100 W 4 84,085.21

Red Calpe 2x16 mm2 1110 1120 1,243,200Tierra de proteccion 2 37,400 74,800Control en luminaria 34 4,356 148,104Montaje sobre techo 29 22,650 656,850

Empalme 2 155,000 310,000

Total neto 5,253,091.150Iva 998,087.3185

Total 6,251,178,469

Los costos de la obra civil e instalacion de los equipos estan incluidos en el presupuesto de lacentral. El costo de los equipos total es 6,251,178,469 pesos chilenos, con el dolar a 613 pesos.

13


8. Conclusiones

Para determinar la cantidad de luces que deben instalarse en un cuarto existe el metodode cavidades zonales, el cual es simple de comprender, muy intuitivo y preciso, pero tienela desventaja de ser largo cuando se quiere calcular muchos cuartos. Ante esto, es muypractico contar con el software LumenLux que contiene todas las especificaciones de distintasluminarias y calcula rapidamente el nivel de LUX y cantidad de luminarias a instalar porcuarto, ademas de presentar el diagrama de disposicion correspondiente.

Es muy importante para los trabajadores del montaje de la luminaria contar con todos losplanos presentados en este trabajo, pues contienen toda la informacion sobre que cablear,donde instalarlas, la alimentacion que necesitan, las dimensiones y las caractersticas nece-sarias.

El cuadro de cargas es una herramienta muy util para conocer rapidamente la distribucionde luminarias necesarias.

El diseno de los tableros electricos es fundamental para que el proyecto sea seguro y funcional.Es importante estudiar bien aspectos como: accesibilidad del tablero frente a emergencias,que tengan facil manipulacion y que solo personal capacitado los manipule. Ante esto, seguirla norma establecida se vuelve imprescindible al momento de su diseno y construccion.

14


9. Bibliografa

Bianchi, E. Elementos de luminotecnia. Marzo 2015.

Norma 4/2003. Instalaciones de consumo en baja tension. Octubre de 2003.

Software Lumenlux, de iluminacion tecnica Lumenac.

http://www.rexel.cl/ecommerce/product.php?id product=1547

http://www.rexel.cl/ecommerce/product.php?id product=1229

15


10. Anexos

10.1. Plano de canalizaciones electricas

Figura 2: Plano de canalizacion de luminaria 1

16


Figura 3: Plano de canalizacion de luminaria 2

17


10.2. Plano de ubicacion de luminarias interiores y exteriores

Figura 4: Plano de ubicacion de luminaria 1

18


Figura 5: Plano de ubicacion de luminaria 2

19


10.3. Plano de montaje tpico

3.0

7.51.9 3.8

1.2

Figura 6: Plano de montaje luminaria interior modelo ARIES 228 FH 28 W/840

20


Figura 7: Plano de montaje luminaria exterior modelo MAX 1 70 W DIFUNDENTE HQI TS70/NDL

Figura 8: Plano de montaje luminaria publica modelo CITY 100 SAP

21

IntroduccinMemoria de clculo de alumbradoMtodo 1: Cavidades zonalesCoeficiente de utilizacinFactor de mantenimientoCantidad de lmparas

Mtodo 2: Software de aplicacin LumenLux

Cuadro de cargas conforme a normasTableros de alumbradoNormaDimensionamiento y especificaciones

Lista de materiales y equiposModelo, tipo y fabricante de luminariasAlumbrado interiorAlumbrado exteriorAlumbrado pblico

Presupuesto del proyectoConclusionesBibliografaAnexosPlano de canalizaciones elctricasPlano de ubicacin de luminarias interiores y exterioresPlano de montaje tpico

Proyecto luminaria central ciclo combinado

Documents

Transcript of Proyecto luminaria central ciclo combinado