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INSTITUTO NACIONAL DE CAPACITACIÓN PROFESIONAL ÁREA ELECTRICIDAD SEDE COLON – SEDE RENCA Profesor : José Guzmán Q.

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Apuntes de Clase Nº 9

Diseño de Iluminación

9.1. Introducción La iluminación es un arte y una ciencia. Por lo tanto no puede haber reglas rígidas ni ligeras que regulen el proceso de diseño. Como tampoco habrá una solución ideal u óptima para un problema de iluminación en particular. Lo importante, sin embargo, es tener en cuenta que el proceso de diseño consiste en dos fases bien diferenciadas. La primera de ellas empieza con el cliente, e incluye el estudio de los diferentes factores locales que influirán en el diseño. La segunda fase es el proceso de diseño mismo, y es aquí donde se toma la primera decisión entre muchas con respecto al diseño.

9.2. Factores que influyen en el diseño La iluminación es un arte y una ciencia. Por lo tanto no puede haber reglas rígidas ni ligeras que regulen el proceso de diseño. Como tampoco habrá una solución ideal u óptima para un problema de iluminación en particular. Lo importante, sin embargo, es tener en cuenta que el proceso de diseño consiste en dos fases bien diferenciadas. La primera de ellas empieza con el cliente, e incluye el estudio de los diferentes factores locales que influirán en el diseño. La segunda fase es el proceso de diseño mismo, y es aquí donde se toma la primera decisión entre muchas con respecto al diseño. Los factores más importantes dictados por el cliente que influirán en el diseño de la iluminación son los siguientes: ? ? ? ? ? ?

Función del espacio Dimensiones y detalles del espacio Mobiliario y disposición Estilo ( estética ) Decoración Presupues Presupuesto to de iluminación i luminación

9.2.1. Función del Espacio El punto de partida para cualquier diseño de iluminación es la función asignada al espacio en cuestión. Este puede ser un área de esparcimiento, como la sala de estar de un hotel, donde el énfasis se pone por completo en el confort visual del ambiente. Por otro lado, puede ser un área de trabajo, como una oficina, en cuyo caso se debe considerar la naturaleza de la tarea visual. Tam Tambié bién n es impo import rtant ante e que que la func función ión y el el espa espac cio se vean ean en com combin binac ación. ión. Por Por ejem ejemplo, plo, el tipo tipo de de iluminación necesario para facilitar la lectura y la escritura en una oficina será diferente a aquel apropiado para las mismas tareas en una fábrica o en el living de una casa.

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9.2.2. Dimensiones y Detalles del Espacio Lo que se necesita, es la máxima información del espacio a iluminar. Planos de arquitectura, con posiciones y dimensiones de ventanas y puertas. Cortes y elevaciones, que muestren las alturas de los cielos y los espacios disponible.

9.2.3. Mobiliario y Disposición Con el objeto de poder especificar el sistema de iluminación más apropiado para un lugar determinado, el tipo de luminarias que se utilizarán, su ubicación y el lugar hacia el que estarán dirigidas, es necesario tener conocimiento de cómo se distribuirá y amoblará el espacio. Normalmente a esto se le llama Layout Layout Interior Interior.

9.2.4. Estilo ( Estética ) Para elegir una solución determinada en cuanto a la iluminación, que abarca la elección del tipo de lámpara y de luminaria ( diseño, color, apantallamiento, etc.), se deben tener en cuenta la arquitectura y el estilo general del espacio en cuestión, y la imagen que el cliente desea crear. Por ejemplo, en las áreas públicas más más decorativ decorativas as de un hotel, hotel, la l a iluminación il uminación será más decorativa decorativa que aquella apropiada para las l as áreas de servicio, donde el énfasis estará puesto en la eficiencia y el ahorro de energía.

9.2.5. Decoración Si se quiere conocer el número de luminarias necesario para lograr un cierto nivel de iluminación y las relaciones de luminancia, será por lo general necesario hacer cálculos de iluminación detallados. Esto requiere información acerca de la decoración empleada en el interior, ya que esta afectara las reflectancias del cielo, paredes, piso según los materiales que se usen.

9.2.6. Presupuesto de Iluminación El presupuesto de iluminación que el cliente tenga en mente también jugará un rol importante en la determinación de cuan lejos pueda llegar el diseñador en su búsqueda de la mejor solución posible para la iluminación. Por lo tanto, se deben pedir detalles sobre este punto, junto con toda la información mencionada más arriba, antes de embarcarse en el proceso de diseño mismo.

9.3. Decisiones Básicas en el Diseño 9.3.1. Elección del sistema de iluminación Es un hecho que el sistema de iluminación a utilizar será influenciado por la función del espacio, su ocupación, las tareas visuales que se llevarán a cabo allí y el estilo de la decoración. Para una mayor conveniencia, los sistemas de iluminación empleados en interiores pueden dividirse en aquellos que tienen un propósito más funcional ( sistemas primarios ) y aquellos que suplen los espacios

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no cubiertos por la iluminación funcional ( sistemas secundarios ).

Sistemas Primarios de Iluminación Los sistemas primarios de iluminación más comunes son aquellos que proporcionan: ? ? ?

Iluminación Iluminación General Iluminación Localizada Iluminación Local más Iluminación General

Iluminación General Un sistema de iluminación general ( fig.9.1 ) proporciona la iluminancia horizontal requerida sobre toda el área con un cierto grado de uniformidad. Cuando se utiliza sola, la iluminancia media debe ser igual a la iluminancia iluminan cia requerida para para la tarea visual visual específica. específica.

Fig. 9.1 Iluminac I luminación ión G eneral eneral Probablemente, la mayor ventaja de la iluminación general es que permite total flexibilidad en la ubicación de las tareas. ( cuidado es sí con plantas abiertas, que se colocan tabiques de separación de baja altura, ya que, en algunos casos, se puede perder uniformidad ). Su mayor desventaja es, sin duda, que se gasta energía en iluminar toda el área al nivel necesario para las tareas más críticas. La iluminación general puede ser obtenida con sistemas de luz : Directa , Directa-Indirecta y Solo Indirecta.

Iluminación Directa : La iluminación general se obtiene normalmente utilizando sistemas directos. Como su nombre lo indica, esta implica el uso de luminarias cuya superficie de emisión de luz es dirigida hacia abajo. La luz es, por lo tanto, directa. Este sistema es : Fácil de instalar, más eficiente, Buena uniformidad, máxima flexibilidad para el usuario.

Fig. 9.2 Iluminación General Directa

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Las luminarias se colocan en una disposición regular ( grupos o filas ) a lo largo de todo el cielorraso. Pueden estar empotradas en éste, montadas sobre su superficie, o suspendidas.

Iluminación Indirecta : La iluminación general también se puede proporcionar de manera indirecta. En este caso, la superficie de emisión de luz de la luminaria ( que esta sobre la altura de visión para evitar problemas con el deslumbramiento ) está dirigida hacia arriba, y la luz se refleja hacia abajo desde el cielo y las paredes.

Fig. 9.3 Iluminación General Indirecta Esta iluminación es inherentemente indirecta y difusa, y proporciona un modelo limitado. Las luminarias de iluminación indirecta pueden ser independientes, estar suspendidas del cielo, montadas en la pared, o incorporadas al mobiliario. Como este tipo de iluminación forma parte del ambiente, es necesario y fundamental, su diseño ( elemento decorativo ). Con respecto a la cantidad de luz proporcionada, este sistema es ineficiente, se necesitan más luminarias para obtener el mismo nivel de iluminación que con luz directa. O tro aspecto aspecto de la luz lu z indirecta, indirecta, es su capacidad de mostrar mostrar todas las imperfeccio imperfecciones nes del ciel cielo o ( desde el punto de vista constructivo ).

Iluminación Directa-Indirecta : La iluminación general también se puede proporcionar de manera directa-indirecta. En este caso, la luz al plano de trabajo es proporcionada en forma mixta, con luz directa desde la luminaria y en forma indirecta por la luz reflejada en el cielo y paredes.

Fig. 9.4 Iluminación General Directa-Indirecta La altura del cielo es importante en este sistema y el indirecto, la luz que llega al cielo, debe proporcionar una cierta uniformidad en el cielo, para que no se produzcan manchas de luz, que estéticamente resultan desagradables y poco armoniosas en el espacio.

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Iluminación Localizada Al igual que la iluminación general, la iluminación localizada ( fig.9.5 ) proporciona iluminación para toda la habitación, pero con luminarias dispuestas de manera funcional con respecto a las tareas visuales o a las áreas de trabajo. Fuera de estos principales lugares de interés ( como en áreas de circulación ) la iluminancia normalmente se limita a alrededor del 50 por ciento de la iluminancia necesaria para la tarea visual.

Fig. 9.5 Iluminación Localizada La iluminación localizada también puede ser obtenida con sistemas de luz : Directa , DirectaIndirecta y Solo Indirect I ndirecta. a.

Iluminación Directa : La ventaja de luminarias agrupadas funcionalmente es que éstas se pueden distribuir de manera tal que se minimicen las sombras molestas, el deslumbramiento directo o las reflexiones de velo. Tam Tambié bién n brin brinda dan n una una mejo mejorr ut utilizac ilización ión de la luz luz en el áre área a des design ignad ada. a. La La des desv vent entaja es es que que gen gener eralm almen entte

Fig. 9.6 Iluminación Localizada Directa Se deben tomar las precauciones necesarias para el reposicionamiento de las luminarias según los cambios en la distribución de la habitación. La solución alternativa consiste en encender determinadas luminarias en un arreglo de iluminación general. Esto da mayor flexibilidad en la en la iluminación, pero se pierde el control total sobre la dirección de incidencia de la luz.

Iluminación Indirecta : Tam Tambié bién n es pos posible ible prop proporc orciona ionarr una exc excelent elente e iluminac iluminación ión localiz localizad ada a utiliz utilizan ando do la técnica de luz indirecta. Pero nuevamente, es en general recomendable combinar la luz indirecta casi desprovista de sombras con luz más direccional, por razones estéticas.

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Fig. 9.7 Iluminación Localizada Indirecta La mayor flexibilidad en la iluminación se obtiene incorporando las luminarias al mobiliario o utilizando unidades de iluminación indirecta independientes.

Iluminación Localizada + Iluminación General La iluminación localizada se obtiene colocando luminarias de iluminación directa cerca de la tarea visual con él propósito de iluminar sólo un área pequeña. Es una manera económica de proporcionar iluminancias altas sobre un área reducida, y a veces permite una cierta graduación de la iluminación según las necesidades, aunque graduada incorrectamente, puede causar deslumbramiento molesto a los trabajadores más próximos. La iluminación local sola es pocas veces recomendables. Para ajustarse a los requerimientos correspondientes a las diferencias de luminancia en el área de tareas, debe utilizarse junto con una iluminación general ( fig. 9.8 ) esto es por lo menos el 20 por ciento del nivel de iluminación localizada.

Fig. 9.8 Iluminación Localizada más Iluminación General La iluminación localizada es aconsejable cuando: ? ? ? ?

El trabajo comprende tareas visuales muy críticas, que requieren iluminancias de 1000 lux o más. La observación de formas o texturas requiere que la luz provenga de una dirección en particular. La iluminación general no penetra en ciertas áreas debido a obstrucciones. Se necesitan iluminancias más altas para beneficio de trabajadores mayores o con una capacidad visual reducida.

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El área se ocupa solo en parte durante periodos largos.

Sistemas Secundarios de Iluminación Las tres formas de iluminación primaria expuestas más arriba son perfectamente adecuadas para usar solas a los efectos de crear buenas condiciones de visión. Y, excepto en el caso de iluminación indirecta, el modelado producido es aceptable para la mayoría de las aplicaciones. Sin embargo, cuando se requiere algo más que una iluminación puramente funcional, como en un buen restaurante, generalmente se incluye alguna forma de iluminación secundaria para crear el “ambiente” apropiado. Los sistemas secundarios de iluminación incluyen: ? ? ? ? ?

Iluminación de Acentuación Iluminación Ilu minación de Efect Efectos os Iluminación Decorativa Iluminación incorporada a la arquitectura Iluminación de ambientación

Iluminación de Acentuación Una forma en la que la iluminación puede ayudar a crear ambiente y destacar lo mejor de la decoración interior es enfatizando objetos o características particulares, o desviando la atención hacia una parte del del campo campo de visión. visión. Esto Esto se se logra utilizando utili zando iluminación de acentuación acentuación ( fig. 9.9 ).

Fig. 9.9 Iluminación de Acentuación La mayor mayor parte parte de la iluminación de acentuación acentuación se se crea utilizando spots spots.. Siendo Siendo bien direccionales, éstos se pueden dirigir ( si es necesario desde una cierta distancia ) para iluminar exactamente el lugar que se desee. El acento producido puede consistir en una diferencia de brillo o profundidad del color sobre una superficie, o en un juego de luz y sombra sobre un objeto atractivo para ayudar ayudar a acent a centuar uar su forma. O tro tipo de iluminación ilu minación de acentuación acentuación es aquella que se obtiene colocando la fuente de luz cerca del objeto o la superficie a iluminar.

Iluminación de Efectos En términos generales, mientras que la iluminación de acentuación se utiliza para acentuar una característica particular de un interior, la iluminación de efectos se emplea cuando se desea crear una ca-

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racterística atractiva. En otras palabras, aquí es la luz misma la que proporciona el interés, y no el objeto iluminado por ella. Una técnica muy utilizada consiste en emplear luces directas empotradas en el cielo, para crear distribuciones de luz atractivas sobre una pared adyacente (comúnmente llamado Wall Washer ). Este efecto se muestra en la fig. 9.10.

Fig. 9.10 Iluminación de Efectos

Iluminación Decorativa Decorativa Es el nombre utilizado para describir el uso de luminarias o lámparas atractivas con el objetivo de proporcionar puntos de interés en un interior. (fig. 9.11).

Fig. 9.11 Iluminación Ilu minación Decorativa Decorativa

Iluminación integrada a la Arquitectura La iluminación integrada a la arquitectura ( a veces llamada iluminación estructural ) es aquella que tiene correlación con la arquitectura del interior, y hacia la cual busca desviar la atención de una manera u otra. Es un método muy discreto de proporcionar luz ya que se utilizan cornisas, doseleras, plafones, etc. para ocultar la fuente a la visión (fig.9.12)

Iluminación de Ambientación La iluminación de ambientación ambientación no es una técnica técnica específica específica de iluminación. il uminación. Es en en cambio cambio la posibilidad de encender o graduar los distintos elementos de iluminación para crear una ambientación determinada de acuerdo con la actividad que se desarrolla (fig.9.13).

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Fig. 9.12 Iluminación Ilumina ción Integrada Integrada a la Arquitectura Arquitectura

Fig.9.13 Fig.9. 13 Iluminación Iluminació n de Ambientación Ambientación

9.4. Control de la Iluminación Una parte importante de los gastos corrientes de una instalación de iluminación está integrada por los gastos de energía. El ahorro en estos gastos de energía es posible controlando la iluminación de manera tal que su nivel sea siempre el que realmente se necesita. O tra razón para ejercer un control control en la l a iluminación il uminación tiene que ver ver con la eficiencia y el confort de de las personas, que se pueden mejorar si aquellos afectados por la iluminación pueden graduarla según sus necesidades y preferencias personales.

9.4.1 Tipos de Control Vario tipos de control tiene disponible el diseñador de la iluminación: ? ? ? ?

?

Sensores de niveles de iluminación pueden ser usados para encender, apagar o regular la iluminación, dependiendo de la cantidad de luz natural disponible en una habitación. Sensores de movimiento ( ocupación ) que encienden las luces cuando las personas entran a una habitación y vuelven a apagarse cuando ellos se van. Interruptor horario ( reloj ) que mantiene apagado o encendido la iluminación por un periodo de tiempo especifico. Una variedad de controles manuales se pueden usar para encender, apagar y regular lámparas fluorescentes ó incandescentes, prefijar escenas dentro de la sala y que pueden ser activadas por el toque de un botón. Control centralizado se puede usar para automáticamente encender, apagar o regular la iluminación en un tiempo determinado o bajo ciertas condiciones especiales.

9.4.1 Descripción de los controles Los principales tipos de control de la iluminación son los siguientes : ? ? ? ?

Control encendid encendido o / apagado apagado ( O n/O n/ O ff ). Sensor de nivel de iluminación Sensor de movimiento Interruptor Horario

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Control manual regulado Control centralizado

Control ontrol Encendido Encendido / Apagado Apagado Interruptores est estándar ándar on/ off y relés pueden ser ser usados para hacer funcionar bancos de luces. La creatividad del diseñador en este caso, dará, los diferentes encendidos y apagados, tomando en cuenta diferentes criterios para realizar la selectividad de encendido y apagado. Por ejemplo luminarias cerca de las ventanas pueden estar en circuitos independientes, para estar apagadas cuando ingrese mucha luz natural a la sala. Sin embargo, se debe tener en cuenta que la uniformidad de la iluminación puede resultar afectada, con el criterio de selectividad elegido.

Sensor de Nivel Nivel de Luz Este tipo de sensores puede usarse cerca de la ventana para que automáticamente la iluminación pueda regularse o apagarse cuando el nivel de luz natural sube por sobre el nivel de iluminación definido por el usuario. En espacios con luz del día abundante, la instalación de sensores de luz, prefijados a un cierto nivel de luz, puede reducir grandemente el consumo de energía. (fig.9.14). También se pueden usar estos sensores para mantener el flujo luminoso. Normalmente los niveles de iluminación siempre están sobre especificados, debido al factor de mantenimiento. Esto significa que las lámparas estarán reguladas cuando ellas están nuevas. La potencia luminica aumenta en ellas gradualmente cuando envejecen para compensar la perdida en el tiempo.

Sensor de luz

Fig. 9.14 Sensor de luz próximo a la ventana

Sensor de Movimiento El sensor sensor de movimiento movimiento cumple tres tres funciones básicas :

? ? ?

Automáticamente enciende las luces cuando una sala es ocupada, Mantiene encendidas la iluminación sin interrupción mientras el espacio es ocupado, Apaga las luces dentro de un periodo de tiempo prefijado después que la sala ha sido desocupada.

Los sensores de movimiento vienen en tres variedades básicas : Infrarrojo pasivo, ultrasonido y tecnología dual que es una combinación de pasivo y ultrasonido.

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Los sensores infrarrojos pasivos son activados por el movimiento de un cuerpo que emite calor dentro de su campo de visión.

Fig. 9.15 Sensor Infrarrojo Pasivo

Los sensores sensores de de ultra sonido sonido emiten emiten un patrón de sonido inaudible inaudi ble y leen el sonido reflejado. Ellos son activados por el cambio en el patrón de sonido reflejado. Este tipo de sensor detecta movimientos muy menores que el tipo infrarrojo. Este tipo de sensor es ideal para salas con puestos de trabajo, donde la línea de visión del sensor no esta siempre disponible. Los sensores con tecnología dual usan infrarrojos pasivos y ultra sonido para minimizar los riegos de una activación falsa. Por supuesto que estos sensores son los más caros.

Interruptor Horario ( Reloj ) Este sistema controla la iluminación en un periodo de tiempo prefijado. Se equipan con un reloj interior mecánico o digital, el cual se puede ajustar manualmente o automáticamente se ajusta al periodo del año en curso.

Control Manual Regulado La regulación manual da a los ocupantes de un espacio confort y satisfacción, como también la oportunidad de ayudar a ahorrar energía. Proporciona a la personas la flexibilidad instantánea de cambiar los niveles de iluminación de acuerdo a sus necesidades individuales. Una de las mayores desventajas de los métodos manuales es que si bien los ocupantes pueden darse cuenta de que la luz natural es insuficiente y prender las luces, no hay nada que les indique que deben apagarlas si la luz natural es adecuada. adecuada. Aquí los sistemas de control van desde los más sencillos, como por ejemplo, el control de una oficina individual, hasta el control de una gran sala ( auditórium ), con control remoto de encendido, escenas prefijadas, también luz dinámica para vitrinas, etc. El la fig.9.16 se muestra un diagrama esquemático del sistema Scenio de Philips , el cual a través de botones pulsadores de pared, se puede regular las luces de la oficina.

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Fig. 9.16 Control manual de luces ( sistema Scenio de Philips )

Control Centralizado Un sistema de control centralizado puede coordinar un grupo de subsistemas y así aumentar la eficiencia y la flexibilidad total de la instalación de luz. Normalmente este control forma parte del control total de la instalación, el cual tiene los servicios del edificio como ascensores, aire acondicionado, etc. etc. Estos sistemas por su complejidad son difíciles de proyectar en forma independiente, por tal motivo, normalmente son realizados por la propia compañía que ofrece el sistema, además tienen un costo elevado y hay que tener en cuenta que no siempre los sistemas son compatibles con otros sistemas de control, como el del aire acondicionado.

Fig. 9.17 Control Centralizado ( sistema Helio de Philips )

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9.4.2 9.4.2 Luz eléctrica y Luz Natural La luz natural tratada cuidadosamente puede integrarse como un complemento a la iluminación artificial dentro de un recinto. La comunicación visual entre el interior y el exterior son de gran importancia en la concepción de un recinto. Las aperturas que crean esta relación dan vida, luz, sonido, calor, ventilación. Permiten el contacto con el transcurso del día y las estaciones del año, son una proyección del hombre hacia su horizonte lejano. El uso de la luz natural trae consigo el ahorro de energía, Una parte considerable de la energía utilizada en un edificio comercial está destinada a iluminar el interior del mismo. La luz natural, siempre que haya una cantidad suficiente, permite reducir el nivel de iluminación, lo que trae aparejado un ahorro de energía.

Parámetros físicos físicos de la la luz luz natural Tal Tal com como o en la ilumina iluminac ción art artific ificial, ial, la luz luz nat natura urall se se pue puede de carac aracteriz erizar ar por por su su nivel, nivel, dis disttribuc ribución ión de de luz, color, y rendimiento de color. Pero la luz natural tiene una dimensión extra: la fuerte dependencia del tiempo de todos estos parámetros, ya que La luz natural es dinámica. La forma en que la potencia de la luz natural se distribuye sobre este hemisferio depende del tipo de cielo. Por ejemplo, un cielo despejado produce una iluminación bastante direccional con fuertes efectos de sombra, mientras que un cielo nublado estos contrastes de brillo se reducen al mínimo. La calidad de la luz natural, según lo indica su temperatura de color correlativa y su índice de reproducción del color, dependen de la posición del sol y de las condiciones atmosféricas: la primera puede variar entre 4000°K(sol 4000°K(sol directo) y 100000° 10000 0°K(cielo K(cielo azul despeja despejado), do), mientras que el último es generalmente de por lo menos 95.

Disponibilidad de iluminación natural Una medida de esta disponibilidad significa conocer la cantidad de luz del sol y de cielo disponibles en una localidad específica, en un cierto día del año, hora y condición de cielo. Conocer onocer esta esta disponibil disponi bilidad idad al exterior exterior permite estimar estimar la cantidad de luz que podrá podrá estar dentro del recinto, y así regular su presencia. La IES ha generado una serie de gráficos de disponibilidad de iluminación natural, permitiendo encontrar la entrega de luz para distintas condiciones y de acuerdo al emplazamiento solar de la localidad. Ver tabla 9.1

Penetración de Luz Natural La cantidad de luz natural que entra a un recinto está determinada en parte por la potencia de la luz natural en un determinado momento en el tiempo, pero también por el tamaño y la posición de las ventanas y por la presencia de obstrucciones en el flujo de la luz natural. La IES diseño un sistema para obtener la cantidad de luz natural que estará disponible en un espacio, este sistema no será tratado, ya que escapa a los objetivos del curso. Sin embargo, la tecnología actual de software de cálculos de iluminación, incorporan el calculo de luz natural, con lo cual se puede obtener en forma mucho más precisa y rápida la cantidad de luz que habrá en un recinto en particular, según las condiciones que lo afectan.

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Integración de la Luz Natural con la Luz Artificial La clave para el diseño de un sistema de iluminación integrado ( natural + artificial ) reside en la estrategia del control de iluminación, a pesar de que puede haber momentos en que los niveles de luz natural también necesitan ser reducidos. Se puede obtener un ahorro de energía sustancial encendiendo o graduando automáticamente la instalación de luz de acuerdo con la cantidad de luz natural disponible (fig. 9.18)

Fig. 9.18 Graduación y encendido de la luz en función de la luz natural presente. El encendido se puede realizar a través de simples controles de fotocélulas, mientras que para la regulación se necesitan unidades electrónicas más complejas. Pero cualquiera sea el sistema que se adopte, la luz artificial no debe ser reducida a menos que la iluminación total en cualquier estación de trabajo exceda la iluminancia del diseño en un factor determinado, por ejemplo 1,5. El sistema de control TRIOS de Philips tiene la posibilidad de realizar la regulación en función de la luz natural, el modelo es el 1020/ 1025, con el cual se puede puede regular la intens i ntensidad idad de las lámparas, a través través de ballast electrónicos regulables analógicos ( 0-10 Vdc ). Esquema en fig.9.19

9.5. Mantenimiento ( factor de mantención ) La iluminancia proporcionada inicialmente por una instalación de iluminación disminuirá de, manera gradual durante el uso debido a una reducción en los lúmenes de la lámpara, a las lámparas que se quemen, y a la acumulación de suciedad en las lámparas, luminarias y superficies de la habitación. Sin embargo, es posible mantener la iluminancia en o sobre el mínimo valor permitido ( denominado valor mantenido ) limpiando el equipo de iluminación y las superficies de la habitación y cambiando las lámparas quemadas o gastadas a intervalos adecuados de acuerdo con un programa de mantenimiento previamente acordado.

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El valor valor de dicho programa de mantenimiento mantenimiento se se indica en la fig.9.20 fig.9.2 0 Clarament Cl aramente, e, en el caso caso ilustrado, la iluminancia en el sistema no mantenido disminuirá hasta el 40 por ciento del valor inicial dentro de los tres años y continuará decayendo. Pero con una limpieza anual y un recambio de lámparas y

Fig. 9.19 Sistema Trios con Regulación de luz natural. de pintura pintura cada tres tres años la iluminancia i luminancia llega ll ega al 60 por ciento del del valor inicial. ini cial. En tres años, el sistema sistema mantenido proporciona una iluminancia 50 por ciento mayor que la del sistema sin mantenimiento.

Fig. 9.20 Variación de la iluminancia iluminancia a lo largo de la vida.

Por lo tanto, un programa de mantenimiento bien diseñado y operado presentará los siguientes beneficios:

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Mantendrá los niveles de iluminación en o sobre los valores recomendados. Reducirá los gastos de capital y de funcionamiento Asegurará que la instalación misma y el interior en general tengan una apariencia satisfactoria.

Pero aún con un programa de mantenimiento bien diseñado y operado es inevitable cierta pérdida en la iluminancia. Por eso, al diseñar la instalación de iluminación se debe considerar cualquier depreciación en la emisión de luz proporcionando una iluminancia superior a la requerida. La cantidad extra dependerá del factor de mantenimiento aplicado a los cálculos de la iluminación.

9.5.1 Depreciación de la Emisión de Luz Suciedad en lámparas y luminarias La mayor parte de la perdida de luz se puede atribuir a la suciedad que se acumula en las lámparas y en las superficies de control de luz (reflejada, refractada o difusa) de las luminarias. La velocidad de depreciación causada por la suciedad que se deposita en las superficies de control de la luz es afectada por el ángulo de inclinación, la terminación, y la temperatura de la superficie, por el grado de ventilación o hermeticidad de la luminaria, y por el grado de contaminación de la atmósfera que rodea a la luminaria. La depreciación en la emisión de luz puede ser reducida seleccionando luminarias apropiadas para cada lugar determinado. Las luminarias de bases abiertas y superficies cerradas acumulan suciedad a mayor velocidad que aquellas que tienen ventilación. En las luminarias ventiladas, las corrientes de convección sacan el polvo y la suciedad hacia fuera a través de agujeros o ranuras en el dosel o reflector y los llevan fuera de las superficies de reflexión. En atmósferas altamente contaminadas es preferible utilizar luminarias herméticas o a prueba de polvo, algunas de las cuales pueden tener un filtro interior que permite que se lleve a cabo la respiración necesaria.

Suciedad sobre las Superficies de la Habitación La suciedad acumulada en cielos y paredes reduce el valor de reflectancia de los mismos y por lo tanto la cantidad de luz reflejada. La relación que esto tenga con él calculo de la iluminancia obviamente dependerá del tamaño de la habitación de que se trate y de la distribución de luz de las luminarias. El efecto será más pronunciado en habitaciones chicas o cuando haya luminarias con un gran componente indirecto.

Depreciación del lumen de la lámpara El rendimiento luminoso de todas las lámparas disminuye con el uso, pero la velocidad de dicha disminución varía ampliamente según los tipos de lámparas y los fabricantes. Los cálculos para la iluminación deben, por lo tanto, tener en cuenta la depreciación específica en el rendimiento luminoso de cada lámpara en particular.

Falla de la lámpara El promedio de vida de la lámpara depende del tipo de lámpara utilizado y, en el caso de lámparas a descarga, del ciclo de encendido. Las fallas en las lámparas causan no solo una reducción en los niveles de iluminación, sino que también pueden ocasionar una reducción inaceptable en el grado de uniformidad de la iluminación.

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9.5.2 Programa de Mantenimiento El intervalo más económico para la limpieza de una instalación de iluminación determinada dependerá del tipo de luminarias, la velocidad a la cual se acumule la suciedad, y el costo de la limpieza. Para obtener la máxima ventaja económica, el intervalo de limpieza de las luminarias debe estar relacionado con el intervalo de reposición de las lámparas. Las lámparas pueden cambiarse individualmente a medida que se queman ( recambio individual ) o se pueden cambiar las lámparas de toda la instalación de una vez, lo que se denomina recambio grupal. Lo más común es adoptar una combinación de ambos sistemas. En términos generales, en el caso de instalaciones grandes, se ahorra más dinero a través de un eficiente recambio grupal organizado que reemplazando las lámparas individualmente. Además, se puede aplicar un factor de mantenimiento más alto. Debido a que el cálculo de la instalación de iluminación depende del conocimiento del programa de mantención planificado, este último se debe cumplir si se quieren mantener los niveles de iluminancia calculados. La forma más económica y confiable de asegurar que las instalaciones de iluminación tengan un mantenimiento adecuado es contratando una empresa que se especialice en mantenimiento de iluminación.

9.5.3 Factor de Mantenimiento Cuando se determina el número de lámparas y luminarias necesarias para proporcionar la iluminancia requerida para una instalación de iluminación en particular, es usual aplicar un factor de mantenimiento a los cálculos. Este factor es la relación entre la iluminancia producida por el sistema de iluminación al final del periodo de mantenimiento y la iluminancia producida por el sistema cuando es nuevo. El factor de mantenimiento ( MF) toma en cuenta la depreciación total causada por los distintos factores ya descritos en esta sección, a saber:

MF = LLMF x LSF x LMF x RSMF Donde : LLMF LLMF = factor factor de mantenimiento mantenimiento del flujo de la lámpara LSF = factor de supervivencia supervivencia de la lámpara lámpar a LMF = factor factor de mantenimiento mantenimiento de la luminaria luminari a RSMF = factor factor de mantenimiento mantenimiento de de la superficie superficie de de la habitación habitación Estos diferentes factores se pueden obtener a partir de las tablas 9.1ª la 9.3. El factor de mantenimiento puede ser determinado cumpliendo el siguiente procedimiento paso por paso: 1. Determinar el intervalo óptimo para la reposición grupal de las lámparas según el tipo de lámpara en uso. Esto dependerá de los factores de supervivencia y de mantenimiento del flujo de la lámpara, junto con un conocimiento de los costos laborales, de lámparas y de electricidad. 2. O btener btener LLMF LLMF y LSF de la tabla 9.1 para el periodo establecido establecido en el paso 1 3. Evaluar la categoría de limpieza del interior, y determinar el intervalo para la limpieza de las luminarias y de las superficies de la habitación. 4. Obtener LMF de la tabla 9.2 para el periodo establecido en paso 3. 5. O btener btener RSMF RSMF de la tabla 9.3 para el periodo establecido establecido en el paso 3 6. Calcular MF según formula. Repetir el procedimiento, ajustando los distintos componentes hasta desarrollar un factor de mantenimiento y un programa de mantención satisfactorio.

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Si se adopta la reposición individual de lámparas en lugar de la reposición grupal, LSF será 1, todos los valores de MF se deben trabajar con dos decimales.

FACTOR DE MANTENIMIENTO 9.1 Factores de mantenimiento del flujo de la lámpara LLMF y de mortalidad de la lámpara LSF LAMPARA

FACTOR

Incandescente GLS Fluorescente TL-D Fluorescente TL-T Estándar Mercurio HPL Haluro Metalico HPI Sodio Alta Presion SON

HORAS DE FUNCIONAMIENTO * 1000 2 4 6 12 18

0.1

1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

0.93 0.5 0.96 1 0.94 1 0.97 1 0.93 0.97 0.98 1

LLMF LSF LLMF LSF LLMF LSF LLMF LSF LLMF LSF LLMF LSF

0.94 1 0.89 1 0.93 0.99 0.87 0.95 0.96 0.99

0.91 1 0.83 1 0.87 0.98 0.78 0.93 0.93 0.98

0.87 0.99 0.8 0.99 0.8 0.97 0.72 0.91 0.91 0.96

0.84 0.75 0.74 0.75 0.68 0.88 0.63 0.87 0.87 0.89

24

0.58 0.75 0.52 0.5 0.83 0.75

0.52 0.5

0.8 0.5

9.2 B62Factores de mantenimiento mantenimiento de la luminaria LMF TIEMPO TRANSCURRIDOS TRANSCURRIDOS ENTRE ENTRE LOS CICLOS DE DE LIMPIEZA LIMPIEZA - A OS -

TIPO DE LUMINARIA

0

0.5

1

2

3

AMBIENTE L N S

L

N

.9 .92 .88

.93

.89 .89 .83 .83

.89

.95

.9 .91 .88

.90

.86 .86 .83 .83

1

.93

.8 .89 .83

.89

.81 .81 .72 .72

Cerrado

1

.92 .92 .87 .87 .83 .83

.88 .88 .82 .82 .77 .77

.83 .83 .77 .77 .71 .71

.79 .79 .73 .65 .65

A prueba de polvo

1

.96

.9 .93 .91

.94

.90 .90 .86 .86

.91

.86 .86 .81 .81

.90 .90

.84 .84 .79 .79

Hacia arriba ( Indirecta )

1

.92

.8 .89 .85

.86

.81 .81 .74 .74

.77

.66 .66 .57 .57

.70 .70

.55 .55 .45 .45

CUALQUIERA

L

N

Lámpara desnuda

1

.95

Reflector con superficie abierta

1

Ref lector con superficie cerrada

S

S

L

N

S

.84 .84 .78 .78

.85 .85

.79 .79 .73 .73

.84

.80 .80 .75 .75

.79 .79

.74 .74 .68 .68

.80

.69 .69 .59 .59

.74 .74

.61 .61 .52 .52

9.3 Factores de mantenimiento de las superficies de la habitación RSMF TAMA TAMAÑO ÑO DE DE LA HABI HABITA TACI CION ON Indice K

FRACCION DEL DEL FLUJ FLUJO O DE LA LUMINARIA

Pequeña

Directa Direc. / Indir. Indirecta

TIEMPO TRANSC. ENTRE CICLOS DE LIMPIEZA - AÑOS 0.5 1 2 3 AMBIENTE L N S L N S L N S L N S .97 .9 .96 .95 .97 .94 .94 .93 .93 .95 .93 .93 .90 .90 .94 .94 .92 .92 .88 .88 .94 .8 .88 .84 .90 .86 .86 .82 .82 .87 .82 .82 .78 .78 .84 .84 .79 .79 .74 .74 .90 .8 .84 .80 .85 .78 .78 .73 .73 .81 .73 .73 .66 .66 .75 .75 .68 .68 .59 .59

Mediana


.98 .95 .92

.9 .97 .96 .9 .90 .86 .8 .87 .83

.98 .92 .88

.96 .96 .95 .95 .88 .88 .85 .85 .82 .82 .77 .77

.96 .89 .84

.95 .95 .94 .94 .85 .85 .81 .81 .77 .77 .70 .70

.96 .96 .86 .86 .78 .78

.95 .95 .94 .94 .82 .82 .78 .78 .72 .72 .64 .64

Grande


.99 .95 .92

.9 .97 .96 .9 .90 .86 .8 .87 .83

.98 .94 .88

.96 .96 .95 .95 .88 .88 .85 .85 .82 .82 .77 .77

.96 .89 .84

.95 .95 .94 .94 .85 .85 .81 .81 .77 .77 .70 .70

.96 .96 .86 .86 .78 .78

.95 .95 .94 .94 .82 .82 .78 .78 .72 .72 .65 .65

L : limpio ; N : normal ; S : sucio

INACAP -

Pagina Nº - 18

capitulo 9

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