MAGNITUDES Y UNIDADES

Transcripción

1

2 MAGNITUDES Y UNIDADES El flujo luminoso (F): Es la cantidad de luz que emite una fuente de luz por unidad de tiempo, se mide en lúmenes (lm). 1W = 683 lm a 555 nm de longitud de onda. d La intensidad luminosa (I): (cd) I = Φ dω Ω: Ángulo sólido en estereoradianes. La iluminancia (E) (lx). E = dφ E da A: Área en m 2 1 r = 2 2 E r Iluminancia sobre una superficie horizontal. E = I r r r Iα Iα ( U U ) = cosα α α 3 2 A r = cos 2 2 r h La luminancia (L). luminancia o brillo fotométrico L I A cos α = α candelas/m 2

3

4 MAGNITUDES Y UNIDADES Reflexión Difusa Transmisión (T) Re Semidifusa Directa flectancia R = φ φ r i Transmitancia T = φ φ T i Coeficiente de absorción CA = 1-R-T Diagrama Tricromático Punto de color (x,y,z) x + y + Z = 1 Punto blanco x = y = Z = 0,33 ( R, A,V ) Radiaciones monocromáticas Linea púrpura y 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Verde Azul Blanco Curva sobre la que se sitúan las temperaturas de color del cuerpo negro en K. 800 Rojo Rendimiento de color (0-100) (Reproducción cromatica) 8 colores de prueba. Línea púrpura Reconocimiento de formas y objetos Iluminancia (E) Luminancia objeto (L 2 ) Fondo (L 1 ) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 x x+y+z=1 L C = L 2 L L 1 1

5 Temperatura de color (T C ) (Apariencia de color) Tª de color similar (T S ) Curva de color del cuerpo negro Fuentes : Frias, intermedias, calidas T C similar Valores adecuados de tempe ratura de color MAGNITUDES Y UNIDADES Temperatura del color (grados Kelvin Cielo azul (más frío) a Cielo cubierto Luz solar al mediodía Lámparas fluorescentes: luz del día blanca fría blanca caliente Lámpara incandescente luz del día 500 vatios Lámpara fotográfica Lámparas incandescentes de servicio general a Llama de bujía (más cálido) Sensación transmitida por el alumbrado según la temperatura de color Iluminancia (lux) Cálida T< 3300 K Agradable Estimulante No natural Apariencia de color de la luz Intermedia Neutra Agradable Estimulante Fria T >5000 K Fría Neutra Agradable

6 DISEÑO DE INSTALACIONES Aspecto cromático y rendimiento en color. Aplicaciones Grupo de rendimiento en color Indice de rendimiento en color Ra Aspecto cromatico Aplicaciones 1 A 1 B Ra 80 Frio Intermedio Calido Industria textil, fábricas de pinturas, talleres de imprenta. Escaparates, tiendas, hospitales. Hogares, hoteles, restaurantes Ra < 80 Lámparas con 40 Ra < 60, pero con propiedades de rendimiento en color Bastante aceptables para uso en locales de trabajo Ra < 60 S (especial) Lámparas con propiedades de discriminación cromatica Frio Intermedio Calido Oficinas, escuelas, grandes almacenes, industrias finas (en climas cálidos). Oficinas, escuelas, grandes almacenes, industrias finas (en climas templados). Oficinas, escuelas, grandes almacenes, industrias finas (en climas fríos). Interiores donde la discriminación cromática no es de gran importancia Industrias con bajos requisitos de reproducción Cromática. Aplicaciones especiales (color de la piel por ejemplo)

7 ELEMENTOS INSTALACIONES DE ALUMBRADO LAMPARAS INCANDESCENTES MEJORAS: Halógenas: Eficacia 27 lm/w ( 30% más ) Vida media 2000h Efecto dicroico: Eficacia 29 lm/w ( +40% )

8 ELEMENTOS DE LAS INSTALACIONES DE ALUMBRADO Lampara dicroica. Espestro de emisión

9 LAMPARAS DE DESCARGA Vapores de metales : Na Hg Mantienen el arco Emiten Radiación visible Características: Necesidad de iniciar el proceso Limitar la intensidad Espectro discreto nm Lámp. de Descarga Mercurio alta presión (HPMV) Sodio Baja Presión (LPS) Sodio Alta Presión (HPS) Mercurio Baja Presión Luz Mixta Halogenuros Metálicos

10 ELEMENTOS INSTALACIONES ALUMBRADO LAMPARAS DE DESCARGA ( Mercurio alta presión ) lm/w rc = 40 Tc = K Vu = h Encendido: Tenc. = 5 min Reactancias o balastros. cosϕ =0,5 Lamparas de Mercurio de Alta presión, En distintos Tamaños. Luz mixta: 30 lm/w, rc = 60 Reactancia filamento, como lampara de incandescencia NO NECESITA EQUIPO AUXILIAR

11 HALOGENOS METALICOS V.u.: 2000 a 8000 h. - Cebadores para encendido - Balastos o reactancias para limitar la corriente

12 ELEMENTOS INSTALACIONES ALUMBRADO Lámparas de Vapor de mercurio a alta presión Influencia de la variación de tensión sobre las características de la lámpara Curva de depreciación del flujo Curva de supervivenci Lámparas de luz mixta (mejora temp.color y rend. Cromático, pero se reduce eficiencia η 30 lm/w)

13 ELEMENTOS INSTALACIONES DE ALUMBRADO LAMPARAS DE DESCARGA Sodio a baja presión: Monocromáticas E : 200 lm/w Vu : > h ( 8000 h) Sodio a alta presión: Encendido : V Arrancadores especiales rc Lampara de sodio a alta presión Rc = 27 Sodio blanco Tc = 2200 k rc 85 E = 130 lm/w E 60 lm/w Cebadores Balastos

14 ELEMENTOS INSTALACIONES DE ALUMBRADO LAMPARAS FLUORESCENTES (Mercurio a baja presión) Rendimiento de lámparas fluorescentes Lámparas fluorescentes Lámparas de amalgama Eficiencia: lm/w Duración: h Tc: K Rendimiento de color 25 (65-80) Potencias: W F l u j o Temperatura ambiente ( C) LAMPARAS DE TRES BANDAS Tubos de 38 mm...26 mm 20 w...18 w 40 w w (80 lm/w) 60 w w Lampara Fluorescente Compacta Con cebador y balasto incorporado, o Con cebador incorporado LAMPARA MULTIFOSFOROS (rc a 100) LAMPARA DE INDUCCIÓN ( 70lm/w) (rc > 80) (Vu h) LAMPARAS COMPACTAS Eficiencia:57-60 lm/w Duración: h Tc: K Rendimiento de color 85 Potencias: 9-36 W Sustitución de lámparas incandescentes: Consumo x1/4, duración x 8

15 LAMPARAS DE DESCARGA Mercurio a alta presión HPMV Halogenuros metálicos MH Sodio a baja presión LPS Sodio a alta presión HPS Mercurio a baja presión (fluoresc.) FL HPMV MH LPS HPS FL EFICACIA (Lm/W) (60) RENDIMIENTO DE COLOR (%) _ 27 (85) TEMPERATURA DE COLOR (k) VIDA UTIL (H) (8000) (8000) (8000) 8000

16 EQUIPOS AUXILIARES Luminarias. o Modifican la distribución del flujo luminoso. o Influyen en el deslumbramiento, la uniformidad y el rendimiento energético. Equipo eléctrico. o Necesario para el funcionamiento de lámparas de descarga y de inducción. o Incluye: Balastos, transformadores, arrancadores... Condensadores o Corrigen el factor de potencia de lámparas de descarga. Factor de potencia sin corregir 0.5. Obligatorio corregir a normalmente se compensa hasta 0.9 Las lámparas de descarga no son lineales. Producen armónicos de intensidad. La intensidad que demandan las lámparas de descarga se obtiene como I B = 1.8 Pn/Un Pn = Potencia nominal Un = Tensión nominal

17 EQUIPOS AUXILIARES CEBADOR

18 EQUIPOS AUXILIARES Compensación del factor de potencia individual y circuito dúo. Balasto C 220V Filtro Lámpara N C L1 L2 I L1 V s I s I L2 I s V s I L1 I L2 PF = 0, Intensidad de fase y de neutro en una instalación de lámparas de sodio a alta presión. A.2 2K I 0 MI : 1 2 B 20V 2KHz I 0 / 2 MII : 1 2 TA PA I fase H - A 1. 9 m SEC VOLT LO - A Hz VOLT A.2 B 20V 2K 2KHz I I 0 0 / 2 MI : 1 2 MII : 1 2 TA PA I neutro H - A LO - A 1. 9 m SEC Hz VOLT VOLT

19 Tipos de lámparas y aplicaciones más frecuentes Incandescentes: o Clásicas Doméstico. o Halógenas Doméstico, decorativo. De descarga: Mercurio a alta presión (Viario urbano, parques, jardines). o Con color corregido, interiores industriales (poco exigentes con el color) o Con halogenuros, interiores industriales exigentes con el color. o Grandes áreas (estadios, pabellones deportivos,...) estudios de tv,.. Sodio a alta presión. (Viario, almacenes industriales, sin requisitos del color,..) o Sodio blanco: interiores, decoración, escaparates. Sodio baja presión. (Viario) Mercurio a baja presión. (Fluorescente y compactas) interior, doméstico, comercial, industrial. De inducción: Interiores en grandes áreas, lugares poco accesibles ( h de vida útil)

20 LUMINARIAS REFLECTORES Ejemplo de reflector REFRACTORES Ejemplo de refractor r DIFUSORES Ejemplos de difusores. 0TR0S ELEMENTOS: Apoyos ( postes, baculos...etc.) Conductores electricos, tomas de tierra y aparamenta de mando y protección.

21 LUMINARIAS INDICES DE PROTECCIÓN: IP XX (cap-5) Protección contra contactos directos Protección contra el polvo Protección contra la penetración de liquidos NIVEL DE AISLAMIENTO: Clases 0, 1 (con toma de tierra) y 2

22 Un buen alumbrado debe atender a factores de: ILUMINANCIA UNIFORMIDAD CALIDAD RENDIMIENTO CROMÁTICO TEMPERATURA DE COLOR (punto de color) DESLUMBRAMIENTO VIDA ÚTIL COSTE

23 LUMINARIAS DISEÑO DE LAS INSTALACIONES Reflectores Apantallados Semiapantallados No apantallados Proyectores Refractores Difusores DATOS: Rendimiento φ η= φ util lum Distribución f luminoso Curvas Isolux Diagrama Int. Luminosa Factor de utilización. ( geometria local )

24 DISEÑO DE LAS INSTALACIONES DISEÑO DE LUMINARIAS: Tarea visual: Iluminación ( E lux) Contraste Objeto de tarea Evitar fatiga de colores Deslumbramiento: pertubador, molesto ( > 30º horiz.) Uniformidad de E = Tc y Rc de lamparas Contraste entre L (3:1) Tarea alrededor alrededor resto E E min med tarea alrededor Relaciones de luminancia recomendadas. Tipos de alumbrado

25 color Blanco Techo acustico blanco Según orificios Gris claro Gris oscuro Negro Crema, amarillo claro Marrón claro Marrón oscuro Rosa Rojo claro Rojo oscuro Verde claro Verde oscuro Azul claro Azul oscuro DISEÑO DE LAS INSTALACIONES Coeficientes de reflexión Coeficientes de reflexión % Material Mortero claro Mortero oscuro Hormigón claro Hormigón oscuro Arenisca blanca Arenisca oscura Ladrillo claro Ladrillo oscuro Mármol blanco Granito Madera clara Madera oscura Espejo de vidrio plateado Aluminio mate Aluminio anonizado Y abrillantado Acero pulido coeficientes de reflexión % Ángulos entre los que hay que limitar el deslumbramiento.

26 DISEÑO DE INSTALACIONES Curvas limites de luminancia Clase de calidad A B D G 1,15 1,5 1,2 Iluminancia en servicio (lx) a b c d e f g

27 DISEÑO DE INSTALACIONES Luminancia media para un angulo (en sentido transversal) L 0 Luminancia media A F I Área aparente en m 2 del tubo Flujo luminoso en Lm Intensidad luminosa en cd L 0 Φ I = = = 0, 8 9,25 A A L max L max Luminancia maxima en el centro del tubo Superficie aparente de una luminaria con laterales luminosos Av Ah A A = Ah cos + Av sen Si las lamparas se observan en sentido longitudinal se dara L 0 = Lmax cos γ

28 CALCULO DE ILUMINACIÓN (Iluminancia horizontal) Valores recomendados para E med. Factor de utilización de un local (utilancia) u h φ ef = ç lum m φtot Flujo total = n φ Lamp Factor de mantenimiento Rendimiento luminaria E med = u h ç mφ A Tot φtot = nφlamp = E U med h A ç m u h = f ( R,R,R,K,Luminaria ) techo pared suelo (TABLAS) Coef. Reflexión K Dimensiones Local. K = = h ab ( a + b) h 3ab ( a + b) Directa Semiindirecta Indirecta Uniformidad: K m K m especificado K p K p especificado

29 DISEÑO DE INSTALACIONES Ejemplo de curvas normalizadas (BZ) de distribución luminosa

30 DISEÑO DE INSTALACIONES Datos geométricos para el índice del local INDICE DE MALLA K m 2 m n K m = h (m + n) INDICE DE PROXIMIDAD K P a p + b q K p = h (a + b) INDICE DEL LOCAL Para iluminación directa o semidirecta a b K = h (a + b) Para iluminación indirecta K = 3 a b 2 H (a + b)

31 DISEÑO DE INSTALACIONES 1. Radiado directamente hacia el plano de trabajo. Distribución del flujo luminoso 2. Dirigido hacia las paredes por debajo de la luminaria. 3.Dirigido hacia las paredes por encima de la luminaria. 4. Dirigido hacia el techo. Ejemplo de disposición de luminarias Clasificación de luminarias según la anchura del haz Categoria Relación d Directa intensiva Directa extensiva Semidirecta Mixta Indirecta 0,8 1,4 1,4 1,5-1,4 3 1,5

32 Alumbrado MANTENIMIENTO HORAS DE ENCENDIDO HORAS DE ENCENDIDO GANANCIA EN LUZ POR LIMPIEZA DE LÁMPARA Y LUMINARIA CADA 2500 HORAS

33 Alumbrado

34 Alumbrado

35 Alumbrado E.T.S.I.I. Tecnología eléctrica 3º B Ingenieros Industriales. 1º B Ingenieros de Organización Industrial. EJEMPLOS PRACTICOS DE ALUMBRADO INDUSTRIAL, INTERIOR Y EXTERIOR

36 Alumbrado

37 Alumbrado

38 Alumbrado

39 Alumbrado

40 Alumbrado

41 Alumbrado

42 Alumbrado

43 Alumbrado

44 Alumbrado