Primera Tarea Instalaciones Electricas Metodo Lumenes

7/24/2019 Primera Tarea Instalaciones Electricas Metodo Lumenes

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Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

Facultad de Ingeniería

Colegio de ingeniería mecánica y eléctrica

Instalaciones eléctricas

Primera tarea: Método de los lmenes

y e!ercicios de a"licación

Pro#esor: Mtro$ %ictorino &urrubiates 'uillen

Alumno:

%erano ()*+

Fec,a de entrega: (- de Mayo de ()*+



Método de los lmenes

Es un procedimiento empleado en iluminación para determinar el número y el tipode luminarias o lámparas que se necesitan para proveer un nivel medio deiluminación deseada sobre el plano de trabajo, teniendo en cuenta tanto el flujo

luminoso directo como el reflejado. Es muy práctico y fácil de usar, y por ello seutiliza mucho en la iluminación de interiores cuando la precisión necesaria no esmuy alta como ocurre en la mayoría de los casos.

Comenzando con la eplicación del cómo usar este m!todo, necesitamos se"uir una serie de pasos.

#er $aso%

&eterminar el 'actor de utilización (fu).

*ormalmente es proporcionado por los fabricantes y se pueden encontrar tabulados en normas y depende de dos variables importantes%

+ as reflectancias de las superficies+ as dimensiones de dicho espacio.

-na vez obtenido cada una de las variables de la dimensión del área, se procedea calcular las relaciones num!ricas que caracterizan la "eometría del espacio aconsiderar (cavidades), conocidas como índices de cavidad ().

/ continuación se muestra, una relación de como se calcula cada uno de los

índices para cada una de las distintas cavidades%

0elación de cavidad del techo% CCR=5∗htc∗(l+a)

(l∗a)

0elación de cavidad del local% RCR=5∗hcl∗(l+a)

(l∗a)

0elación de cavidad del piso% FCR=5

∗hcp∗( l+a)(l∗a)

-na vez conocidas las reflectancias de las superficies del área y conociendo larelación de cavidad del local (0C0) previamente calculada, podemos encontrar el



factor de utilización en las tablas de las luminarias suministradas por el fabricante.1sta puede ser como la de la ima"en%

/demás, los valores de las tablas son lineales, por lo tanto se pueden hacer interpolaciones para obtener valores eactos para diferentes combinaciones dereflectancias e índices de cavidad.

2do $aso%

Este factor es i"ual al producto de los tres factores parciales de p!rdida de luz quehan sido nombrados y descritos en el capítulo anterior. &ichos factores parcialesse determinan de la si"uiente manera%3 a depreciación del flujo de la lámpara ('&'). 4e puede determinar de dosmaneras distintas dependiendo de la información disponible%

+ $or medio del producto de los cuatro factores principales que afectan el flujo dela lámpara, los cuales son%3posicionamiento de la lámpara,3temperatura del ambiente,35oltaje suministrado3y el tipo de equipo auiliar.

4e toma en cuenta una estimación de la variación porcentual con respecto a suvalor nominal de dicho factor.+ &ividiendo los lúmenes medios entre los lúmenes iniciales de la lámpara.

1stos son datos esenciales suministrados por el fabricante.

3 a depreciación de la luminaria ('&4). Está relacionada con el tipo de luminariaen función de su hermeticidad y la suciedad que se acumula en ella. 4e puedeestimar empleando el uso de tablas.



$or efectos de cálculo, se recomienda tomar en cuenta los peores casos posibles.

a depreciación por suciedad sobre las superficies del local ('&0). Estárelacionada con la reducción del flujo luminoso reflejado en el plano de trabajodebido a la acumulación de sucio en las superficies del local.

Este factor se determina de la si"uiente manera%

+4e determina si el ambiente es muy limpio, medio, sucio o muy sucio y tambi!n eltiempo que ocurre entre cada limpieza del local (en meses)

+Con los datos anteriores, se determina la depreciación por suciedad esperada (enpor ciento) utilizando la "ráfica.

+6a conocida la depreciación esperada, el tipo de distribución lumínica (directa,semi+directa, etc.) y la relación de cavidad del local (0C0), el factor parcial '&0 sedetermina por medio de la tabla. -na vez obtenido cada uno de los factores, seprocede a calcular el factor de mantenimiento%

f m=( FDF ∗ FDS∗ FDR)

7er $aso%

/hora el tercer paso consiste en determinar el número de luminarias (*).

-na vez calculado y determinado los datos de entrada, los factores y losparámetros de los equipos (lámpara+luminaria) seleccionados en losprocedimientos anteriores, se determinan el número aproimado de luminariasnecesarias para emitir la iluminación deseada.

8omando en consideración que el flujo luminoso total proviene de una o variasluminarias y que cada una de ellas posee una o más lámparas, entonces sededuce que%

∅T = N ∗∅ L∗n (lm )



&onde%

98 : 8otal de lúmenes incidentes sobre una superficie (lm).

* : *úmero de luminarias

9 : úmenes por lámpara (lm)

n : *úmero de lámparas por luminaria

$or lo tanto, a partir de la ecuación básica, el número de luminarias de unainstalación de interiores se calcula mediante la si"uiente epresión%

*úmero de luminarias% N = Emed∗(l∗a)

n∗∅ L∗f u∗f m

donde,

Emed : *ivel de iluminación medio (lu)

a : /ncho del local (m)

l : on"itud del local (m)

n : *úmero de lámparas por luminaria

9 : úmenes por lámpara (lm)

fu : 'actor de utilización

fm : 'actor de mantenimiento.

&istribución de luminarias

-na vez hemos calculado el número mínimo de lámparas y luminariasprocederemos a distribuirlas sobre la planta del local. En los locales de plantarectan"ular las luminarias se reparten de forma uniforme en filas paralelas a losejes de simetría del local se"ún las fórmulas%

N ancho=√ N Totallargo

∗ancho



N largo= N ancho∗( largoancho )

&onde * es el número de luminarias.

a fi"ura correspondiente es la si"uiente%

a distancia máima de separación entre las luminarias dependerá del án"ulo deapertura del haz de luz y de la altura de las luminarias sobre el plano de trabajo.;bservando la ima"en%

Como puede verse fácilmente, mientras más abierto sea el haz y mayor la alturade la luminaria más superficie iluminará aunque será menor el nivel de iluminanciaque lle"ará al plano de trabajo tal y como dice la ley inversa de los cuadrados.Esto lo podemos observar comúnmente. &e la misma manera, vemos que lasluminarias próimas a la pared necesitan estar más cerca para iluminarla(normalmente la mitad de la distancia). as conclusiones sobre la separación entrelas luminarias las podemos resumir como si"ue%

&i"o de luminaria Altura del local.istancia má/ima

entre luminarias

intensiva < #= m e #.2 h



etensiva > + #= m

e #.? hsemietensiva @ + > m

etensiva @ m e #.> h

distancia pared+luminaria% eA2

4i una vez calculado la posición de las luminarias nos encontramos que ladistancia de separación es mayor que la distancia máima admitida quiere decir que la distribución luminosa obtenida no es del todo uniforme. Esto puede debersea que la potencia de las lámparas esco"ida sea ecesiva. En estos casosconviene rehacer los cálculos probando a usar lámparas menos potentes, másluminarias o emplear luminarias con menos lámparas.

Comprobación de los resultados

$or último, nos queda comprobar la validez de los resultados mirando si lailuminancia media obtenida en la instalación diseBada es i"ual o superior a larecomendada en las tablas.

EJEMPLO DE APLICACIÓN

¡AQUÍ FUE EL UNICO Y MAS COMPLETO EJEMPLO QUE

ENCONTRE”

*$ 0ueremos dise1ar una instalación de alumbrado "ara una nave industrial de *))

m de largo "or 2) m de anc,o y 3 m de altura$ Para ello utili4aremos lám"aras de

va"or de sodio a alta "resión de 5)) 6 de "otencia con un #lu!o luminoso de +))))

lm$ 7es"ecto a las luminarias8 nos "lanteamos escoger entre los ti"os *8 ( y 2 cuyas

tablas del #actor de utili4ación8 suministradas "or el #abricante8 se ad!untan a

continuación$

9uminarias dis"onibles todas son de ti"o industrial sus"endido;:







ámparas. -saremos lámparas de vapor de sodio a alta presión de @== y?==== lm de flujo.

/ltura de suspensión de las luminarias% ?.? m

Fndice del local. &ado el tipo de luminarias propuestas (de iluminación directa), nosencontramos con un caso de iluminación directa. $or lo tanto%

Coeficientes de refleión. os coeficientes del techo y las paredes se suministranen el enunciado. Como no nos dicen nada del suelo tomaremos la hipótesis máspesimista vista en las tablas.

&ec,o Paredes <uelo

Coe#iciente de re#le/ión = = =.#

&eterminación del coeficiente de utilización ( ). / partir de los factores de refleióny el índice del local se leen en las tablas los factores de utipzación. En este casoparticular deberíamos interpolar ya que no disponemos de valores para : @.2Gpero como la diferencia entre el coeficiente para @ y ? es muy pequeBa podemosaproimar con los valores de @.

9uminaria

*

9uminaria

(

9uminaria

2

Coe#iciente de

utili4ación ;=.?D =.H2 =.7

'actor de mantenimiento. En este caso los valores vienen incluidos en las tablasde las luminarias. Como no nos dicen nada sobre la suciedad ambientaltomaremos los valores medios.

9uminaria

*

9uminaria

(

9uminaria

2

Factor de

Mantenimiento

# m;

=.? =.? =.>=



Cálculos:

Cálculo del flujo luminoso total.

9uminaria *

9uminaria (

9uminaria 2

$or último se calcula el número mínimo de luminarias necesarias. Este es un valor

de referencia pues es normal que al emplazar las luminarias y hacer lascomprobaciones posteriores necesitemos un número mayor de ellas.

9uminaria *

9uminaria (

9uminaria 2

=m"la4amiento de las luminarias:

'inalmente sólo nos queda distribuir las luminarias sobre la planta del local ycomprobar que la distancia de separación entre ellas es inferior a la máimaadmisible. En este caso la separación máima viene indicada en las tablas de lasluminarias.

9uminaria

*

9uminaria

(9uminaria 2

Anc,o

> luminarias ? @ ?



<e"aración m; 7=A? : > 7=A@ : .? 7=A? : >

<e"aración de las

"aredes m;>A2 : 7 .?A2 : 7.? >A2 : 7

9argo

> luminarias # #@ #

<e"aración m;#==A# :?.DD

#==A#@ :.#@

#==A# :?.DD

<e"aración de las

"aredes m;

?.DDA2 :2.H@

.#@A2 :7.?

?.DDA2 :2.H@

<e"aración má/ima

entre luminarias m;

#.# I hm :>.=?

=. I hm :7.D?

#.# I hm :>.=?

Cum"le los criterios 4J *; 4J

>mero total de

luminarias?I# : D? @I#@ : ?> ?I# : D?

&e todas las luminarias propuestas, la -KJ*/0J/ 2 es la única que no cumple

los criterios ya que la separación obtenida es superior a la máima permitida. Estoquiere decir que si queremos utilizar esta luminaria tendremos que poner másunidades y reducir la separación entre ellas. $odemos calcular el nuevo númeronecesario tomando como distancia de separación la distancia máima (7.D? m) yusando las fórmulas usadas para distribuirlas. 4i hacemos las operacionesnecesarias podremos ver que ahora se necesitan 2=D luminarias.

En este caso es indiferente utilizar la -KJ*/0J/ # o la 7, pero en "eneral nosquedaríamos con la solución que necesitara menos luminarias. 4i los consumosde las lámparas de las luminarias fueran diferentes unos de otros, tendríamos que

tenerlos en cuenta para optar por la solución más barata, que sería la quenecesitara menos potencia total.

Com"robación de los resultados "ara la 9UMI>A7IA 2:



/ nivel de suelo, la iluminancia total será% *J : >2=.? L ? : >H?.? l

6 la potencia consumida $ : D? I @== : 7@

&istribución final de las luminarias%

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