TECNOLOGÍA ELÉCTRICA TEMA 7

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1 TECNOLOGÍA ELÉCTRICA TEMA 7 INSTALACIONES DE ALUMBRADO 1 INTRODUCCIÓN RADIACION: es un conjunto de ondas electromagnéticas que se propagan, en el vació con una velocidad cercana a Km/s Espectro continuo de emisión e h f Frecuencia Cte. de Planck Energía c f 34 h Velocidad Longitud de Onda Conos 1 > 3 cd/m 2 Bastones 1 < 0.05 cd/m 2 C/B Fotópica Escotópica Mesópica Max. Sensibilidad 555nm 500nm 2 1

2 MAGNITUDES Y UNIDADES El flujo luminoso ( ): 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. La intensidad luminosa (I): (cd) d I : Ángulo sólido en estereoradianes. d La iluminancia (E) (lx). E d da A: Área en m 2 Sensibilidad espectral del ojo humano ESCOTOPICA E 1 E 2 2 r2 2 r1 La luminancia (L). I L candelas/m 2 A cos I E r Iluminancia sobre una superficie horizontal. I I U U cos cos 3 2 A r 2 2 r h Luminancia o brillo fotométrico 3 Reflexi ón - Difusa - Semidifusa - Directa MAGNITUDES Y UNIDADES Coeficiente de absorción Diagrama Tricromático Punto de color: (x,y,z) x + y + Z = 1 Punto blanco: x = y = Z = 0,33 ( R, A,V ) - Radiaciones monocromáticas - Línea púrpura. Reconocimiento de formas y objetos Iluminancia (E) Re flectancia R Luminancia objeto (L 2 ) Fondo (L 1 ) Contraste L2 L1 L C L 1 r i Transmitancia(T) T a T i Rendimiento de color (0-100) (Reproducción cromática) 8 colores de prueba. i r T CA = 1-R-T 4 2

3 5 Temperatura de color (T C ) (Apariencia de color) Tª de color similar (T S ) Curva de color del cuerpo negro MAGNITUDES Y UNIDADES Fuentes : Frías, intermedias,cálidas T C similar Valores adecuados de temperatura de color 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 3

4 MAGNITUDES Y UNIDADES Temperatura del color (grados Kelvin) Cielo azul (más frío) 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 servivcio general Llama de bujía (más cálido) a a DISEÑO DE INSTALACIONES Aspecto Cromático y rendimiento en color. Aplicaciones 8 4

5 ELEMENTOS DE LAS INSTALACIONES DE ALUMBRADO LAMPARAS INCANDESCENTES Rc MEJORAS: Halógenas: Eficacia 27 lm/w (30 +) Vida media 2000h Efecto dicroico: Eficacia 29 lm/w ( +40 ) 9 ELEMENTOS DE LAS INSTALACIONES DE ALUMBRADO LAMPARA DICROICA. ESPECTRO DE EMISIÓN 10 5

6 ELEMENTOS DE LAS INSTALACIONES DE ALUMBRADO LAMPARA DE DESCARGA Vapores de metales : Na Hg Mantienen el arco Emiten Radiación visible Características: Necesidad de iniciar el proceso Limitar la intensidad Espectro discreto Lámp. de Descarga Mercurio alta presión (HPMV) Sodio Baja Presión (LPS) Sodio Alta Presión (HPS) Mercurio Baja Presión Luz Mixta Halogenuros Metálicos 11 ELEMENTOS DE LAS INSTALACIONES DE ALUMBRADO LAMPARA DE DESCARGA ( Mercurio alta presión ) lm/w rc = 40 Tc = K Vu = h Encendido: Tenc. = 5 min Reactancias o balastros (C). cos =0,5 Lámparas de Mercurio de Alta presión, En distintos Tamaños. Luz mixta:30 lm/w, rc=60 Reactancia filamento, como lámpara de incandescencia. NO NECESITA EQUIPO AUXILIAR 12 6

7 HALOGENUROS METÁLICOS Vida Útil: 2000 a 8000h Necesitan: CEBADORES: para encendido BALASTOS o REACTANCIAS: para limitar la corriente. 13 ELEMENTOS DE LAS INSTALACIONES DE ALUMBRADO LAMPARAS DE VAPOR DE MERCURIO A ALTA PRESIÓN Curva de depreciación del flujo Influencia de la variación de tensión sobre las características de la lámpara Lámparas de luz mixta Curva de supervivencia (mejora temp.color y rend. Cromático, pero se reduce eficiencia 30 lm/w) 14 7

8 ELEMENTOS DE LAS INSTALACIONES DE ALUMBRADO LAMPARAS DE SODIO A BAJA PRESIÓN Monocromáticas E : 200 lm/w Vu : h ( 8000 h) Encendido : Arrancadores especiales rc LAMPARAS DE SODIO A ALTA PRESIÓN Lámpara de sodio a alta presión Rc = 27 Tc = 2200 k E = 130 lm/w Cebadores Balastos Sodio blanco rc 85 E 60 lm/w 15 ELEMENTOS DE LAS INSTALACIONES DE ALUMBRADO LAMPARAS FLUORESCENTES (MERCURIO A BAJA PRESIÓN) Flujo luminoso relativo (%) Lámparas fluorescentes Lámparas de amalgama Eficiencia: lm/w Duración: h Tc: K Rendimiento de color 25 (65-80) Potencias: W Temperatura ambiente ( C) 16 8

9 ELEMENTOS DE LAS INSTALACIONES DE ALUMBRADO LAMPARAS DE TRES BANDAS Tubos de 38 mm...26 mm 20 w...18 w 40 w w (80 lm/w) 60 w w LAMPARA MULTIFOSFOROS (rc a 100) LAMPARA DE INDUCCIÓN ( 70lm/w) (rc 80) (Vu h) LAMPARAS COMPACTAS Lámpara Fluorescente Compacta Con cebador y balasto incorporado, o Con cebador incorporado 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 17 LÁMPARAS DE DESCARGA (RESUMEN) HPMV MH LPS HPS FL Eficacia(lm/w) (60) Rendimiento de color(%) (85) Temperatura de color(k) Vida útil(h) (8000) (8000) (8000) 8000 HPMV: Mercurio a alta presión MH: Halogenuros metálicos LPS: Sodio a baja Presión HPS: Sodio a alta Presión FL: Mercurio a baja Presión. (fluorescente) 18 9

10 EQUIPOS AUXILIARES 1.- Ampolla de vidrio llena de neon 2.- Contacto fijo de níquel 3.- Contacto móvil bimetal 4.- Condensador BALASTO Circuito de una lámpara fluorescente con encendido por interruptor. L,balasto CEBADOR CEBADOR DE DESTELLOS Circuito de una lámpara fluorescente con encendido por cebador de destellos 19 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,

11 EQUIPOS AUXILIARES 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 21 LUMINARIAS REFLECTORES REFRACTORES DIFUSORES 0TR0S ELEMENTOS: Apoyos ( postes, baculos...etc.) Conductores electricos, tomas de tierra y aparamentade mando y protección

12 LUMINARIAS INDICES DE PROTECCIÓN: IP XX (cap-5) Protección contra contactos directos Protección contra el polvo Protección contra la penetración de líquidos NIVEL DE AISLAMIENTO Clases 0,1 (con toma de tierra) y 2 23 UN BUEN ALUMBRADO DEBE ATENDER A FACTORES DE: CALIDAD ILUMINANCIA(Emed) UNIFORMIDAD, CONTRASTE (3:1) RENDIMIENTO CROMÁTICO TEMPERATURA DE COLOR (punto de color) DESLUMBRAMIENTO VIDA ÚTIL DISEÑO DE LAS INSTALACIONES COSTE 24 12

13 LUMINARIAS Reflectores Apantallados Semiapantallados No apantallados Proyectores Refractores Difusores DISEÑO DE LAS INSTALACIONES DATOS: Rendimiento util lum Distribución luminoso Curvas Isolux Diagrama Int. Luminosa Factor de utilización. (geometría local) 25 DISEÑO DE LAS INSTALACIONES DISEÑO DE LUMINARIAS: Tarea Visual: Iluminación (E-lux) Contaste Tarea - Objeto de tarea Alrededor - De Colores Evitar Fatiga Deslumbramiento: perturbador, molesto(>30º horiz.) Emin Uniformidad de E Tc y Rc de lámparas Contraste entre L (3:1) Tarea alrededor Alrededor resto E med 26 13

14 DISEÑO DE LAS INSTALACIONES Relaciones de luminancia recomendada Tipos de Alumbrado 27 DISEÑO DE LAS INSTALACIONES Curvas limites de luminancia Clase de calidad A B G a 2000 Iluminancia en servicio (lx) b c d e f < <300 g D <

15 L 0 A Luminancia media DISEÑO DE LAS INSTALACIONES Área aparente en m 2 del tubo Flujo luminoso en Lm I L max Luminancia media para un ángulo (en sentido transversal) Intensidad luminosa en cd Luminancia máxima en el centro del tubo Si las lámparas se observan en sentido longitudinal se dará: I L 0 0, 8 L 9,25 A A max Superficie aparente de una luminaria con laterales luminosos L 0 L max cos 29 DISEÑO DE LAS INSTALACIONES Coeficientes de reflexión COLOR0 COEF. DE REF(%) MATERIAL COEF. DE REF(%) Blanco Mortero claro Techo acústico blanco Mortero oscuro Según orificios Hormigón claro Gris claro Hormigón oscuro Gris oscuro Arenisca blanca Negro 3-9 Arenisca oscuro Crema, amarillo claro Ladrillo claro Marrón claro Marrón oscuro Ladrillo oscuro Mármol blanco Rosa Granito Rojo claro Madera clara Rojo oscuro Madera oscura Verde claro Espejo de vidrio plateado Verde oscuro Aluminio mate Azul claro Aluminio anonizado y abrillantado Azul oscuro 5-15 Acero pulido

16 DISEÑO DE LAS INSTALACIONES Ángulos entre los que hay que limitar el deslumbramiento 31 CALCULO DE ILUMINACIÓN EN LOCALES CERRADOS (Iluminancia horizontal) Valores recomendados para Emed. Factor de utilización de un local (utilancia). Emed u h /A ef m Flujo total = n Lamp ef lum tot E U Factor de mantenimiento L Rendimiento luminaria E med u h m A Tot Tot n Lamp E U med h A m 32 16

17 u CALCULO DE ILUMINACIÓN EN LOCALES CERRADOS (Iluminancia horizontal) h f R,R, R,K, Luminaria techo pared suelo (TABLAS) Coef. Reflexión K Dimensiones Local K h ab a b 3ab h a b Directa Semiindirecta Indirecta Uniformidad: K m K m especificado K p K p especificado 33 DISEÑO DE INSTALACIONES Ejemplo de curva de distribución luminosa de luminaria asimétrica (Indalux) 34 17

18 DISEÑO DE INSTALACIONES Ejemplo de curva de distribución luminosa de luminaria asimétrica (Indalux) 35 DISEÑO DE INSTALACIONES Datos geométricos para el índice del local INDICE DE MALLA Km 2 m n K m h ( m n) INDICE DEL LOCAL: INDICE DE PROXIMIDAD Kp a p b q K p h ( a b) Iluminación Directa o Semidirecta a b K h ( a b) Iluminación Indirecta 3 a b K 2 H ( a b) 36 18

19 1. Radiado directamente hacia el plano de trabajo. 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. DISEÑO DE INSTALACIONES Distribución del flujo luminoso Ejemplo de disposición de luminarias 37 DISEÑO DE INSTALACIONES Clasificación de luminarias según la anchura del haz CATEGORIA RELACION Directa intensiva Directa extensiva Semidirecta Mixta Indirecta

20 MANTENIMIENTO GANANCIA EN LUZ POR LIMPIEZA DE LÁMPARA Y LUMINARIA CADA 2500 HORAS 39 TIPOS DE ILUMINACIÓN 40 20

21 TIPOS DE ILUMINACIÓN 41 CÁLCULO DE LA ILUMINANCIA(componente directa) UTILIZANDO CURVAS DE INTENSIDAD LUMINOSA E p I h cos 3 2 m 42 21

22 ALUMBRADO PUBLICO: Calculo de la luminancia media utilizando las curvas isolux E' med E med( 1000, h 1) h 43 CALCULO DE LA ILUMINANCIA MEDIA EN EXTERIORES (ALUMBRADO PUBLICO) Mediante el factor de utilización: E m L u m AD 44 22