Calculo De Instalaciones Elecricas

Cálculo de instalaciones de alumbrado de interiores

El cálculo de los niveles de iluminación de una instalación de alumbrado de interiores es bastante sencillo. A menudo nos bastará con obtener el valor medio del alumbrado general usando elmétodo de los lúmenes. Para los casos en que requiramos una mayor precisión o necesitemos conocer los valores de las iluminancias en algunos puntos concretos como pasa en el alumbrado general localizado o el alumbrado localizado recurriremos al método del punto por punto.

Método de los lúmenes

La finalidad de este método es calcular el valor medio en servicio de la iluminancia en un local iluminado con alumbrado general. Es muy práctico y fácil de usar, y por ello se utiliza mucho en la iluminación de interiores cuando la precisión necesaria no es muy alta como ocurre en la mayoría de los casos.

El proceso a seguir se puede explicar mediante el siguiente diagrama de bloques:

Datos de entrada

► 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.

► Determinar el nivel de iluminancia media (Em). Este valor depende del tipo de actividad a realizar en el local y podemos encontrarlos tabulados en las normas y recomendaciones que aparecen en la bibliografía.

► Escoger el tipo de lámpara (incandescente, fluorescente...) más adecuada de acuerdo con el tipo de actividad a realizar.

► Escoger el sistema de alumbrado que mejor se adapte a nuestras necesidades y las luminarias correspondientes.

► Determinar la altura de suspensión de las luminarias según el sistema de iluminación escogido.

Donde:

 h: altura entre el plano de trabajo y las luminarias

 h': altura del local

 d: altura del plano de trabajo al techo

 d': altura entre el techo y las luminarias

Locales de altura normal (oficinas, viviendas, aulas...) Lo más altas posibles

Locales con iluminación directa, semidirecta y difusa Mínimo:

Óptimo:

Locales con iluminación indirecta

Altura de las luminarias

► Calcular el índice del local (k) a partir de la geometría de este. En el caso del método europeo se calcula como:

Sistema de iluminación Índice del local

Iluminación directa, semidirecta, directa-indirecta y general difusa

Iluminación indirecta y semiindirecta

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

► Determinar los coeficientes de reflexión de techo, paredes y suelo. Estos valores se encuentran normalmente tabulados para los diferentes tipos de materiales, superficies y acabado. Si no disponemos de ellos, podemos tomarlos de la siguiente tabla.

Color Factor de reflexión (ρ)

Techo Blanco o muy claro 0.7

claro 0.5

medio 0.3

Paredes claro 0.5

medio 0.3

oscuro 0.1

Suelo claro 0.3

oscuro 0.1

En su defecto podemos tomar 05 para el techo, 0.3 para las paredes y 0.1 para el suelo.

► Determinar el factor de utilización (η,CU) a partir del índice del local y los factores de reflexión. Estos valores se encuentran tabulados y los suministran los fabricantes. En las tablas encontramos para cada tipo de luminaria los factores de iluminación en función de los coeficientes de reflexión y el índice del local. Si no se pueden obtener los factores por lectura directa será necesario interpolar.

Ejemplo de tabla del factor de utilización

► Determinar el factor de mantenimiento (fm) o conservación de la instalación. Este coeficiente dependerá del grado de suciedad ambiental y de la frecuencia de la limpieza del local. Para una limpieza periódica anual podemos tomar los siguientes valores:

Ambiente Factor de mantenimiento (fm)

Limpio 0.8

Sucio 0.6

Cálculos

► Cálculo del flujo luminoso total necesario. Para ello aplicaremos la fórmula

donde:

 ΦT es el flujo luminoso total

 E es la iluminancia media deseada

 S es la superficie del plano de trabajo

 η es el factor de utilización

 fm es el factor de mantenimiento

► Cálculo del número de luminarias (redondeado por exceso).

donde:

 N es el número de luminarias

 ΦT es el flujo luminoso total

 ΦL es el flujo luminoso de una lámpara

 n es el número de lámparas por luminaria

Emplazamiento de las luminarias

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

donde N es el número de luminarias

La distancia máxima de separación entre las luminarias dependerá del ángulo de apertura del haz de luz y de la altura de las luminarias sobre el plano de trabajo. Veámoslo mejor con un dibujo:

Como puede verse fácilmente, mientras más abierto sea el haz y mayor la altura de la luminaria más superficie iluminará aunque será menor el nivel de iluminancia que llegará al plano de trabajo tal y como dice la ley inversa de los cuadrados. De la misma manera, vemos que las luminarias próximas a la pared necesitan estar más cerca para iluminarla (normalmente la mitad de la distancia). Las conclusiones sobre la separación entre las luminarias las podemos resumir como sigue:

Tipo de luminaria Altura del local Distancia máxima entre luminarias

intensiva > 10 m e ≤ 1.2 h

extensiva 6 - 10 m e ≤ 1.5 h

semiextensiva 4 - 6 m

extensiva ≤ 4 m e ≤ 1.6 h

distancia pared-luminaria: e/2

Si después de calcular la posición de las luminarias nos encontramos que la distancia de separación es mayor que la distancia máxima admitida quiere decir que la distribución luminosa obtenida no es del todo uniforme. Esto puede deberse a que la potencia de las lámparas escogida sea excesiva. En estos casos conviene rehacer los cálculos probando a usar lámparas menos potentes, más luminarias o emplear luminarias

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