p 13 610 El Mc 20 004 h3 (Memoria de Calculo de Iluminacion)

CLIENTE

CALIDDA

PROYECTO

ESTACIÓN CAÑETE

REF. INTERNA ABANTIA

14003513

DOCUMENTO

MEMORIA DE CÁLCULO DE ILUMINACIÓN INTERIOR - EXTERIOR

Nº DOC

P-13-610-EL-MC-20-004

REALIZADO

REVISADO

APROBADO

FECHA

REVISION

ESTADO DEL DOCUMENTO

MOTIVO DE LA EDICIÓN

D.Paico/ 02.03.16

F. Barea/ 02.03.16

M.A.Rodulfo/ 02.03.16

02.03.16

A

Inicial

Para aprobación

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CÓDIGO DOCUMENTO: P-13-610-EL-MC-004 TÍTULO DOCUMENTO: MEMORIA DE CÁLCULO DE ILUMINACIÓN INTERIOR - EXTERIOR

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ÍNDICE Pag. 1. Objetivo ................................................................................................................. 4 2. Alcance 2. Alcance ........................... .............. .......................... .......................... ............................ ............................ .......................... ......................... ................... ....... 4 3. Códigos, Normas y Estándares ............................................................................ 4 3.1 Nacional ............................................................................................................ 4 3.2 Internacional ..................................................................................................... 4 4. Documentos de Referencia......................... ............ ......................... ......................... ............................ ............................ .................. ..... 5 5. Definiciones .......................................................................................................... 5 6. Abreviatura 6. Abreviatura........................ ........... ......................... ......................... .......................... ........................... ........................... .......................... ................... ...... 6 7. Ubicación .............................................................................................................. 6 8. Condiciones Ambientales.......................... ............. ......................... ......................... ............................ ........................... .................... ........ 7 9. Descripción del Sistema de Iluminación Interior y Exterior ............................. ................. .................. ...... 7 10. Cálculo de Iluminación por Método teórico ............................ .............. ........................... .......................... ............... 10 10.1 Iluminación Interior ....................................................................................... 10 10.2 Iluminación Exterior ...................................................................................... 20 11. Resultados ........................................................................................................ 26 11.1 Iluminación Interior ....................................................................................... 26 11.2 Iluminación Exterior ...................................................................................... 27 12. Anexos ......................... ............ .......................... .......................... ............................ ........................... ......................... .......................... ................... ...... 28 12.1 Simulación en DIAlux evo 5.2 (Iluminación interior).......................... ............. ......................... ............ 28 12.2 Simulación en DIAlux 4.1 (Iluminación Exterior) ............................ ............... .......................... ............... 29

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ÍNDICE DE IMÁGENES Pag. Imagen Nº 1 : Ubicación Geográfica Estación Cañete .................................................. 6 Imagen Nº 2 : Zonificación de La Estación Cañete ....................................................... 8 Imagen Nº 3 : Zona de Facilidades ............................................................................... 9 Imagen Nº 4 : Emplazamiento de Luminarias ............................................................. 18 Imagen Nº 5 : Tipos de Disposición de Luminarias ..................................................... 23 Imagen Nº 6 : Cálculo temático del Factor de Utilización ............................................ 24 Imagen Nº 7 : Cálculo temático del Factor de Utilización Para Luminaria Tempo....... 24

ÍNDICE DE TABLAS Pag. Tabla N° 1: Coordenadas UTM Estación Cañete .......................................................... 7 Tabla N° 2: Condiciones Ambientales ........................................................................... 7 Tabla N° 3: Normativa EM 0.10 Instalaciones Eléctricas Interiores ............................. 11 Tabla N° 4: Coeficientes de Reflexión de Techo, Paredes y Piso ............................... 14 Tabla N° 5: Factor de utilización para Luminaria fluorescente 2x54W-Philips ............ 15 Tabla N° 6: Factor de utilización para Luminaria Donwlight 2x26W-Philips ................ 15 Tabla N° 7: Factor de mantenimiento por Norma Global ............................................. 16 Tabla N° 8: CNE Tabla 5-I TOMO IV Sistema de Distribución .................................... 20 Tabla N° 9: CNE Tabla 5-III TOMO IV Sistema de Distribución .................................. 21 Tabla N° 10: Relación Flujo Luminoso – Altura de Montaje ........................................ 22 Tabla N° 11: Relación Anchura-Altura ......................................................................... 22 Tabla N° 12: Selección del Factor de Mantenimiento.................................................. 23 Tabla N° 13: Límites para Comprobación ................................................................... 26 Tabla N° 14: Resultados Finales de Iluminancia (lux) ................................................. 26 Tabla N° 15: Resultados Finales de Iluminancia (lux) ................................................. 27

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1. Objetivo Este documento tiene como objetivo establecer los niveles de iluminación del proyecto “Estación Cañete” para interiores y exteriores en la Zona de Facilidades y la Zona de procesos respectivamente.

2. Alcance El sistema de iluminación interior y exterior se adecuará para la Zona de Facilidades y la Zona de procesos usando métodos de cálculo y simulaciones bajo el software Dialux evo 4.12 -5.2 para analizar las curvas fotométricas, y cálculos lumínicos.

3. Códigos, Normas y Estándares 3.1 Nacional 

CNE – Utilización

“Código Nacional de Electricidad – Utilización 2011”.



EM 010

“Instalaciones Eléctricas Interiores”



RM N° 111-2013-MEN/DM

“Reglamento de seguridad Salud en el trabajo con electricidad 2013”.



DS 005-2012-TR

“Reglamento de la ley de Seguridad y Salud en el Trabajo”.

3.2 Internacional 

IEEE - STD 80

“Institute of Electrical and Electronics Engineers Guide for Safety in AC Substation Grounding”.



IEEE - STD 142

“Institute of Electrical and Electronics Engineers Recommended Practice for Grounding of Industrial and Commercial Power Systems”.



ANSI – C2

“American National Standards Institute – National Electrical Safety code”.

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

NFPA - 70

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“National Fire Protection Association – National Code Electrical”.



IEC 60529

NFPA70-NEC



“Grado de protección”. “National Electrical Code”.

4. Documentos de Referencia 

P-13-610-E-PL-20-011 (Plano Diagrama Unifilar Eléctrico )



P-13-610-E-LI-20-002 (Lista de Cargas Eléctricas )



P-13-610-E-PL-20-004 (Plano de Iluminación –Ubicación Planta)

5. Definiciones 

Dialux: Programa para el cálculo y diseño de iluminación .



Curvas fotométricas: Luz emitida por un aparato de iluminación que se representa a través de un sistema gráfico.



Lúmenes: Unidad de medición del flujos luminoso (lm).



Iluminación localizada: Iluminación diseñada para iluminar un área pequeña, quedando el área iluminada en más intensidad en un punto.



Iluminación general: Iluminación diseñada para proporcionar luz de forma uniforme a un área determinada.



Iluminación general-localizada: Iluminación diseñada para proporcionar luz de forma uniforme a un área determinada y a la vez en un punto en especial con mayor intensidad.



Luminaria: Aparatos que sirve de soporte y conexión a la red eléctrica a las lámparas.



Iluminancia: Cantidad de flujo luminoso que incide sobre una superficie.

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6. Abreviatura 

IP: Grado de protección contra polución y humedad.



W: Watts



V: Tensión de servicio (Volt).



A: Amperios (Ampere).



Lux : Unida de Iluminancia.

7. Ubicación El proyecto está ubicado en el Distrito de San Vicente de Cañete, Provincia de Cañete, departamento de lima, el terreno se localizado adyacente al derecho de vía del ducto de Transporte de Gas del Perú (TGP).

Imagen Nº 1 : Ubicación Geográfica Estación Cañete

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COORDENADAS UTM (WGS84) PUNTO

NORTE

ESTE

1

348538.9683

8552329.6032

2

348570.3114

8552211.5127

3

348483.4496

8552146.9693

4

348469.2884

8552199.8889

Tabla N° 1: Coordenadas UTM Estación Cañete

8. Condiciones Ambientales DESCRIPCIÓN

UNIDAD

VALOR

Temperatura Máxima

°C

40

Temperatura Mínima Velocidad mínima de viento Máxima Humedad

°C

5

Km/h

85

%

82-88

Altitud

msnm

0-150 Zona sísmica 3 (RNE)

Zona Sísmica

Tabla N° 2: Condiciones Ambientales

9. Descripción del Sistema de Iluminación Interior y Exterior El sistema de iluminación interior será del tipo general – localizada , con lámparas fluorescentes y ahorradoras para el caso de baños, todas las luminarias serán grado IP66 , con tensión de 220 VAC monofásico y 60 Hz de frecuencia, su alimentación se brindará mediante energía normal vía Tablero TD-001 ( Ver Diagrama Unifilar P-13-610-EL-PL-20011). La selección de luminarias y el nivel correcto de iluminancia cumplirán la normativa actual para clases de tareas sisual según EM 0.10 Instalaciones Eléctricas Interiores.

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ZONA PROCESOS

7

ZONA FACILIDADES

Imagen Nº 2 : Zonificación de La Estación Cañete

El cumplimiento del nivel de iluminación y el tipo de luminarias, se realiza mediante cálculo teórico por el método de los lúmenes y se usó el software llamado Dialux para el caso de Iluminación Interior y exterior. Se detallará más delante sobre este software. El área de Comunicaciones y Control no se diseñará ni simulará el nivel de iluminación debido a que la Empresa Lavalin se encargará de la iluminación de dichos ambientes.

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Para el caso de iluminación exterior se usarán luminarias reflectoras IP66 que cubrirá todo el perímetro de la estación; los cálculos teóricos y las simulaciones en el software Dialux darán los resultados de la distancia de separación entre luminarias. Estas luminarias se usaran en la zona de procesos, en la zona de facilidades y en techo voladizo de dicha zona. La iluminación perimetral y de la zona de procesos se alimentará con energía estabilizada vía transformador de aislamiento y UPS, con salida del tablero T-UPS.

SALA ELECTRICA

CONTROL BAÑOS

GARITA

COMUNICACIONES ESCRITORIOS

Imagen Nº 3 : Zona de Facilidades

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10. Cálculo de Iluminación por Método teórico 10.1 Iluminación Interior El cálculo se basará en el Método de los Lúmenes, la finalidad de este método es calcular el valor medio de la iluminancia en un local, este método nos indicará los valores mínimos para diseño y en base a estos se simulará en el software.

Procedimiento del Método de los Lúmenes A. Definir el Nivel de Iluminación Se selecciona dependiendo el ambiente a iluminar, se tomara de referencia la Norma Técnica EM 010 Instalaciones Eléctricas Interiores. Para nuestro caso, los ambientes son oficinas. Entonces para nuestros casos tomaremos las siguientes iluminancias: -

Sala eléctrica : 500 Lux

-

Escritorios

: 500 Lux

-

Baños

: 100 Lux

-

Garita

: 300 Lux

-

Acceso Garita : 300 Lux

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Ambientes

Iluminancia

Calidad

Oficinas Oficinas generales y salas de computo Archivos

500 200

A‐B

Áreas generales en edificios Pasillos, corredores Baños Almacenes Subestaciones eléctricas al interior Alumbrado local Alumbrado general

100 100 100 500 200

C‐D

D‐E C‐D D‐E

B‐C A‐B

Tabla N° 3: Normativa EM 0.10 Instalaciones Eléctricas Interiores

B. Seleccionar Tipo de Luminaria El tipo de luminaria a utilizar deberá mostrar su nivel de iluminancia, cuantas lámparas serán necesarias en cada luminaria, la potencia en vatios y el grado de protección IP66. Entonces para nuestros casos tomaremos las siguientes Luminarias y lámparas -

Sala eléctrica : Luminaria con lámparas fluorescentes de 4450 lm de 2x54W

-

Escritorios

: Luminaria con lámparas fluorescentes de 4450 lm de 2x54W

-

Baños

: Luminaria con lámparas ahorradoras de 1800 lm de 2x26W

-

Garita

: Luminaria con lámparas fluorescentes de 4450 lm de 2x54W

-

Acceso Garita : Luminaria con lámparas fluorescentes de 4450 lm de 2x54W

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C. Superficie del Local Aquí se medirá las longitudes del local, para calcular el área del ambiente.

 

S

A: Ancho de Local (m) B: Largo del local (m) S: Superficie del Local (m²)

Entonces para nuestros las medidas de los ambientes a iluminar son: -

Sala eléctrica : A = 2.4 m ; B = 4.8 m ; S = 11.52 m²

-

Escritorios

: A = 2.05 m ; B = 4.8 m ; S = 9.84 m²

-

Baños

: A = 1 m ; B = 1.7 m ; S = 1.7 m²

-

Garita

: A = 2.85 m ; B = 3.85 m ; S = 10.97 m²

-

Acceso Garita : A = 1.4 m ; B = 3.85 m ; S = 5.39 m²

D. Determinación de las Alturas Aquí se analizará la altura de suspensión de las luminarias con respecto a un plano de trabajo que es en promedio de 0.8 m.

H: Altura de diseño (m)

      

HTR: Altura de trabajo (m) HS: Altura de suspensión de luminaria (m) HT: Altura total del local (m)

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Entonces para nuestros las medidas de las alturas de montaje son: -

Sala eléctrica : HT = 3 m ; HS = 0.4 m ; HTR = 0.8 m ; H= 1.8 m

-

Escritorios

: HT = 3 m ; HS = 0.4 m ; HTR = 0.8 m ; H= 1.8 m

-

Baños

: HT = 2.5 m ; HS = 0.4 m ; HTR = 0.8 m ; H= 1.3 m

-

Garita

: HT = 2.5 m ; HS = 0.4 m ; HTR = 0.8 m ; H= 1.3 m

-

Acceso Garita : HT = 2.5 m ; HS = 0.4 m ; HTR = 0.8 m ; H= 1.3 m

E. Índice del Local

A: Ancho de Local (m)

   

B: Largo del local (m) H: Altura de diseño (m) K: índice del local (m) Entonces para nuestros los valores de los índices de local son: -

Sala eléctrica : K = 0.889

-

Escritorios

: K = 0.798

-

Baños

: K = 0.484

-

Garita

: K = 1.259

-

Acceso Garita : K = 0.789

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F. Determinar Coeficientes de Reflexión de Techo, Paredes y Piso Color Blanco o muy claro Techo Claro Medio Claro Paredes Medio Oscuro Claro Suelo Oscuro

Factor de Reflexión (p) 0.7 0.5 0.3 0.5 0.3 0.1 0.3 0.1

Tabla N° 4: Coeficientes de Reflexión de Techo, Paredes y Piso

Para todos nuestros cálculos tomaremos los siguientes valores de reflexión: -

Coeficiente de reflexión de techo

: p = 0.7

-

Coeficiente de reflexión de paredes : p = 0.3

-

Coeficiente de reflexión de suelo

: p = 0.1

G. Determinar Factor de Utilización Se determina el factor de utilización (F.U) 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.

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Tabla N° 5: Factor de utilización para Luminaria fluorescente 2x54W-Philips

Tabla N° 6: Factor de utilización para Luminaria Donwlight 2x26W-Philips

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Entonces los resultados de los factores de utilización son los siguientes: -

Sala eléctrica : F.U = 0.5085

-

Escritorios

: F.U = 0.47

-

Baños

: F.U = 0.34

-

Garita

: F.U = 0.601

-

Acceso Garita : F.U = 0.45

H. Determinar Factor de Mantenimiento Este factor 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

Limpio Sucio

0.8 0.5

Tabla N° 7: Factor de mantenimiento por Norma Global

Para todos nuestros cálculos tomaremos como factor de mantenimiento según la Norma Global (Ver anexo Dialux Evo 5.2). I. Cálculo del Flujo Luminoso Total Necesario 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:

   ..

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E: Iluminancia deseada, según normas (lux) S: Superficie el plano de trabajo (m²) F.U: Factor de utilización. F.M: Factor de mantenimiento ϕT: Flujo luminoso total (lúmenes) Entonces los resultados de los flujos luminosos totales de cada ambiente son: -

Sala eléctrica : ϕT = 14159.292

-

Escritorios

: ϕT = 13085.11

-

Baños

: ϕT = 625.00

-

Garita

: ϕT = 6846.4

-

Acceso Garita : ϕT = 4491.67

J. Cálculo del Mínimo Número de Luminarias

    

N: Número de luminarias n : Número de lámparas por luminaria ϕL: Flujo luminoso por lámpara (lúmenes) ϕT: Flujo luminoso total (lúmenes)

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Entonces los resultados del número de luminarias son: -

Sala eléctrica : N = 2…Por simulación en Dialux N=3

-

Escritorios

: N = 2…Por simulación en Dialux N=3

-

Baños


-

Garita


-

Acceso Garita : N = 1…Por simulación en Dialux N=1

K. Emplazamiento de luminarias Si el número de luminarias es mayor a 1, se procede a distribuir las luminarias siguiendo las siguientes fórmulas

             El resultado de emplazamiento final se muestra en el anexo simulado en Dialux

Imagen Nº 4 : Emplazamiento de Luminarias

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L. Comprobación de Cálculo

    . .      

E: Iluminancia deseada, según normas (lux) S: Superficie el plano de trabajo (m²) F.U: Factor de utilización. F.M: Factor de mantenimiento ϕL: Flujo luminoso por lámpara (lúmenes) n : Número de lámparas Los resultados finales son los siguientes: -

Sala eléctrica : E = 628.5625 lux

-

Escritorios

: E = 680.1626 lux

-

Baños

: E = 576 lux

-

Garita

: E = 389.9859 lux

-

Acceso Garita : E = 594.43 lux

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10.2 Iluminación Exterior El cálculo se basará en el Método de los Lúmenes o también conocido como método del factor de utilización, la finalidad de este método es calcular la distancia de separación adecuada entre las luminarias que garantice un nivel de iluminancia medio determinado.

Procedimiento del Método de los Lúmenes o del factor de utilización A. Definir el tipo de iluminación Según EL CNE Sistema de Distribución Tomo IV, estipula la clasificación de los tipos de iluminación bajo la siguiente tabla:

Tabla N° 8: CNE Tabla 5-I TOMO IV Sistema de Distribución

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Entonces los resultados del número de luminarias son: -

Alumbrado Perimetral : Iluminación Tipo II ( Según Tabla Nº 6)

-

Alumbrado Zona de Procesos : Iluminación Tipo I ( Según Tabla Nº 6)

B. Definir el nivel de iluminancia (Lux) Se determina el nivel de iluminancia media (Em). Este valor depende de las características y clase de pavimento, clase de vía.

Tabla N° 9: CNE Tabla 5-III TOMO IV Sistema de Distribución

La cantidad de Lux es la siguiente: -

Alumbrado Perimetral : Iluminación Tipo II ( 15 Lux )

-

Alumbrado Zona de Procesos : Iluminación Tipo I ( 17.5 Lux )

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C. Escoger el tipo de lámpara y la altura de montaje Se toma los datos de flujo luminoso de la lámpara y la altura a nivel del piso. Flujo de lámpara (lm)

Altura (m)

3000 ≤ØL< 10000

6 ≤H< 8

10000 ≤ØL< 20000

8 ≤H< 10

20000 ≤ØL< 40000

10 ≤H< 12

40000 ≤ØL

12 ≤H

Tabla N° 10: Relación Flujo Luminoso – Altura de Montaje

La altura de montaje de las luminarias será de 10 metros, y usaremos las siguientes luminarias: -

Alumbrado Perimetral : Luminaria Reflectora de 1x400 W ,35000 lm

-

Alumbrado Zona de Procesos : Luminaria Reflectora de 1x400 W ,35000 lm

Como notamos para los flujos luminosos y la altura de montaje cumple con los límites normados. D. Elegir la disposición de luminarias Se toma en cuenta según la relación entre la anchura de la calzada y la altura de las luminarias. Disposición

Relación anchura/altura (A/H)

Unilateral

A/H≤ 1

Tresbolillo

1
Pareada

1.5
Tabla N° 11: Relación Anchura-Altura

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Imagen Nº 5 : Tipos de Disposición de Luminarias

La anchura de la vía para la descarga y carga del gas tiene una distancia de 9 metros aproximadamente y la altura de montaje es de 10 metros, se muestran los resultados: -

Alumbrado Perimetral: A = 9 m; H = 10 m; = A/H ≤ 1, notamos que cumple una distribución Unilateral.

E. Factor de mantenimiento (Fm) Depende de las características de la zona como la contaminación, tráfico, mantenimiento entre otras. Normalmente es complicado evaluar y se recomienda tomar un valor no superior a 0.8, nosotros usaremos 0.7. Característica de la vía

Luminaria abierta

Luminaria cerrada

Limpia

0.75

0.8

Media

0.68

0.7

Sucia

0.65

0.68

Tabla N° 12: Selección del Factor de Mantenimiento

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F. Cálculo del Factor de Utilización (F.U) El factor de utilización es una medida del rendimiento del conjunto lámpara – luminaria y se define como el cociente entre el flujo útil, el que llega a la calzada, y el emitido por la lámpara.

Imagen Nº 6 : Cálculo temático del Factor de Utilización

Imagen Nº 7 : Cálculo temático del Factor de Utilización Para Luminaria Tempo

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Como se nota A= A1, debido a que en el perímetro no habrá vereda solo la vía, entonces con los datos obtenemos: Según el gráfico de la Imagen Nº 8 se halla el F.U.

  0.9 → .  0.14

G. Cálculo de la Separación entre Luminarias (d)

 .    ∅      

Em: Iluminancia media, según normas (lux) A: Anchura de calzada (m) – disposición bilateral es A/2 n: Factor de utilización. F.M: Factor de mantenimiento ϕL: Flujo luminoso de lámpara (lúmenes) d : Separación de luminarias (m) Reemplazando los valores ya obtenidos calculamos la distancia de separación de luminarias (d) y el resultado para el alumbrado perimetral es: -

Alumbrado Perimetral: 25.4 m

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H. Comprobación de Cálculo En esta etapa solo se procede a recalcular y fijar si nuestros resultados están en los límites permisivos. Em (lux)

Separación /Altura

2 ≤Em< 7

4
7 ≤Em< 15

3.5
15 ≤Em≤ 30

2
Tabla N° 13: Límites para Comprobación

Reemplazando los valores ya obtenidos calculamos la relación separación / altura y obtenemos: -

Alumbrado Perimetral: d/H = 2.54

Se entiende que para una Iluminancia (Em) de 15 Lux, nuestra relación cumple el intervalo de comprobación por lo que nuestro diseño es óptimo.

11. Resultados 11.1 Iluminación Interior

Ambiente Sala Eléctrica Escritorios Baños Garita Acceso Garita

Iluminancia Norma EM 0.10 Cumple calculada (lux) (lux) 628.5625

500

Si

680.1626 576 389.9859

500 100 300

Si Si Si

594.43

300

Si

Tabla N° 14: Resultados Finales de Iluminancia (lux)

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11.2 Iluminación Exterior

Alumbrado Alumbrado perimetral

Separacion / Norma CNE Norma CNE Cumple altura (d/H) Tabla 5-I (lux) Tabla 5-I (lux) 2.54

15

15

Tabla N° 15: Resultados Finales de Iluminancia (lux)

Si

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12. Anexos 12.1 Simulación en DIAlux evo 5.2 (Iluminación interior)

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12.2 Simulación en DIAlux 4.1 (Iluminación Exterior)

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