Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Rosario ... · Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Rosario Cátedra: Instalaciones Eléctricas y Acústica GUIA

Universidad Tecnológica Nacional

Facultad Regional Rosario Cátedra: Instalaciones Eléctricas y Acústica

GUIA DE EJERCICIOS RESUELTOS

1) Verificar nivel de iluminación de una OFICINA por el método del FLUJO LUMINOSO. Utilizar tablas Baschuk - Vaimberg

Considerar:

H cielorraso SUSPENDIDO = 3.00mts

Color del cielorraso = CLARO

Color de las paredes = OSCURAS

Plano de trabajo = 0.80mts

Oficina: Trabajos normales de oficina.

A) Determinación NIVEL DE ILUMINACION MEDIO

Tabla 1 (Normas Iram) E = 500 Lux Tabla 2 (Normas DIN ) E = 500 Lux

15.00

15.00 COLUMNAS

VIGAS

5.00 5.00 5.00

5.00

5.00

5.00

ADOPTAMOS E = 500Lux Además, la Tabla 2 recomienda características fotométricas de la lámpara a usar:

Color de luz = n ó c (4.000 o 3000 ° K)

Nivel de reproducción de colores = 1 ó 2 (muy bueno o bueno)

Calidad de protección contra deslumbramiento = 1 (buena)

B) SELECCIÓN DE:

a. SISTEMA DE ALUMBRADO

b. LUMINARIA

c. LAMPARA

Tabla 8: Recomendación de lámpara:

Fluorescentes blancas (n) ADOPTADA

Fluorescentes cálidas (c) Tabla 9: Distintas lámparas en el mercado argentino:

Fluorescente

n = 4.000° K

Potencia = 40w

Flujo Fl = 2840 lúmenes

Vida útil = 7.500hs.

Posición de funcionamiento = cualquiera

Nivel de rep. de colores = 1,2,3

Tabla 4: Distintos sistemas de alumbrado y luminarias.

Se adopta:

SISTEMA DIRECTO

Luminaria: o Empotrada en cielorraso suspendido o 2 Lámparas de 40w c/una o Louver bajo brillo o Distancia máxima entre luminarias = 1.20H

Siendo H = Altura de montaje = distancia plano útil a plano de luminaria. En nuestro caso H = 3.00m – 0.80m = 2.20m

Distancia entre luminarias = 1.20 x 2.20m = 2.64m

C) DETERMINACION DE COEFICIENTE DE UTILIZACION (Ku)

Tabla 5: Se obtiene índice de local

Sistema de Iluminación Directa

H = 2.20m

Ancho local = 15m

Largo local = 15m

Tabla 7: Se obtiene Coeficiente de utilización Ku

Sistema de Iluminación Directo Índice local = A Color cielorraso = claro (50%) Color paredes = oscuro (10%) D) DETERMINACION DE COEFICIENTE DE DEPRECIACION ó MANTENIEMIENTO

(Kd)

PLANO TECHO

PLANO UTIL

PLANO PISO

H

SISTEMAS DIRECTO, SEMI

DIRECTO Y DIFUSA

PLANO TECHO

PLANO UTIL

PLANO PISO

H

SISTEMAS SEMI-INDIRECTO

ó INDIRECTOS

INDICE A

Ku = 0.57

Tabla 7: Se obtiene Coeficiente de utilización Kd

Sistema de Iluminación Directo Ambiente limpio E) CALCULO NUMERO DE LUMINARIAS

luminarias 440.80 x 0.57 x lumenes 2840 x 2

15m x 15m500lux x

KdKu x x Fc

Sup x EN

F) EMPLAZAMIENTO DE LUMINARIAS

Tabla 4: Se obtiene distancia máxima entre luminarias = 2.64m (ya calculado) Por criterio uniformidad: 2 x Distancia entre luminaria y pared = distancia entre luminaria y luminaria

2a

a

b

2b

2a

b

Kd = 0.80

Ejemplos de emplazamiento:

Se deberá tener en cuenta para el emplazamiento de luminarias:

Disposición de vigas y columnas estructurales

Máxima separación recomendada de luminarias (Tabla 4)

Tamaño de luminarias

PARA 2 LUMINARIAS

a/4 a/2 a/4

a

b/2

b/2

b

PARA 3 LUMINARIAS

a/6 a/3 a/6

a

b/2

b/2

b

PARA 4 LUMINARIAS

a/8 a/4 a/8

a

b/2

b/2

b

a/3

a/4 a/4

PARA n LUMINARIAS

a/2n a/n a/2n

a

b/2

b/2

b

a/n a/n

15.00

15.00 COLUMNAS

VIGAS

5.00 5.00 5.00

5.00

5.00

5.00

A partir de la planta de oficinas, se observa que según la configuración estructural, existen 9

módulos de igual separación, se coloca la misma cantidad de luminarias por modulo:

N° luminarias x módulo =

4.88 = 5 luminarias por módulo

Para hacer distribución simétrica se adopta = 6 luminarias por módulo, distribuidas en 2 filas, 3

hileras, lo que da un total de 54 LUMINARIAS:

Distancia en horizontal =

2.50m

Distancia en vertical =

1.67m

Se deberá VERIFICAR:

1) DISTANCIA MAX LUMINARIA = 2.64m VERIFICA en AMBOS SENTIDOS

2) DISTANCIA LUMINARIA > LONGITUD DE LUMINARIA (en caso contrario, se tocan

entre sí).

Para artefacto fluorescente L = 1.25m (dato de fabricante) VERIFICA

0.83

15.00

15.00

2.50

1.25

2.50

1.67

1.67

0.83

2.50 2.50 2.50

1.25

1.67

1.67

1.67

1.67

1.67

1.67

G) VERIFICACION NIVEL DE ILUMINACION FINAL

Como los factores involucrados en la determinación del nivel de iluminación final, no se

modifican al variar la cantidad de luminarias adoptadas, el valor final se podrá hallar de

manera proporcional al valor inicial:

Nivel de iluminación FINAL =

H) VERIFICACION UNIFORMIDAD

Deberíamos verificar además, la siguiente relación:

2

Emediamin E

Valor que se podrá verificar por método punto por punto, mediante utilización de

software apropiado.

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2) Verificar nivel de iluminación de un local comercial por el método del FLUJO LUMINOSO.

Considerar:

H cielorraso aplicado color blanco = 3.50mts

Plano de trabajo = 1.00mts

En este caso, el local ya cuenta con un sistema de iluminación, por lo que el objetivo del trabajo es verificación sobre lo existente. El sistema de iluminación es el siguiente:

Luminaria Lumenac CONFORT C336PS

(www.lumenac.com)

Sistema de iluminación directo

o Lámpara Dulux L (Osram) 3 x 36w / 840 o FL = 2900 lum o Fc = 3 x 2900 = 8700 lum o Ra = 1B (80-89%) o Lumilux blanco frio (4000°K) o Casquillo 2G11

MU

RO

3 :

VID

RIO

MU

RO

4 :

VID

RIO

2.001.00

1.50

3.00

1.50

6.00

10.00

MURO 1 : BLANCA

MURO 2 : ROJA CLARA

Sup

KdKu x x N x FcE

A) Determinación Ku y Kd

INDICE DE LOCAL (TABLA 5)

o H = 3.50 – 1.00 = 2.50m (altura de montaje)

o Ancho local = 6m INDICE D

o Largo local 10 m

COEFICIENTE DE REFLEXION (TABLA 6)

En primer lugar, al haber muros de distintos colores o materiales, se debe buscar un

coeficiente de reflexión promedio ponderado:

sup.

i sup. x Ωiprom Ω

Coeficiente de reflexión promedio

De TABLA 6:

Muro 1 : Pintura Blanca 1

Ω = 75%

Sup. 1 = 10 x 3.50m = 35m2

Muro 2 : Pintura roja 2

Ω = 40%

Sup. 2 = 10 x 3.50m = 35m2

Muro 3 y 4 : Vidrio 2

Ω = 10% (*)

Sup. 3-4 = 6 x 3.50m = 21m2

(*) Para vidrios, la reflexión dependerá de la prestación para la que fue diseñada,

en general para vidrios traslúcidos no supera el 10%, que es el valor que se adopta.

21m2x235m2x2

221%102235%40235%75

sup.

i sup. x Ωiprom Ω

mxxmxmx

Para Muro: prom Ω 57%

Para cielorraso, adopto: Ω = 75%

COEFICIENTE DE UTILIZACION Y MANTENIMIENTO (TABLA 6)

Iluminación directa

Cielorraso Muy claro (75%) Ku = 56%

Paredes Claro (57%)

Índice local D Kd = 80% (adopto para ambiente limpio)

B) Determinación nivel de iluminación

LUXm

xxlumx650

260

80.056.0108700

Sup

KdKu x x N x FcE

De TABLA 1

Local comercial de mediana importancia

Iluminación general E = 500 LUX

Por lo tanto buenas condiciones

C) Verificación distancias recomendadas

De TABLA 4: busco luminaria similar aplicada

Sep max = 1.20xH = 1.20 x 2.50m = 3.00mts

Por lo tanto verifica en ambos sentidos

D) Verificación uniformidad

Deberíamos verificar además, la siguiente relación:

2

Emediamin E

Valor que se podrá verificar por método punto por punto, mediante utilización de

software apropiado.

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3) Verificar nivel de iluminación de una calle por el método PUNTO POR PUNTO.

Considerar: Tránsito de peatones medio Tránsito vehicular entre 150 y 500 vehículos/hora Luminaria modelo M2 con potencia P=150w Altura de luminaria = 8m Generar cuadrícula de 5x4m

16.0

0

4.0

04

.00

8.0

0

LM

LM

CORDON

CORDON

CALZADA

20.00 20.00

RESOLUCION:

1/ Planteo grilla de cálculo:

En primer lugar se debe realizar la grilla de cálculo teniendo en cuenta los datos del ejercicio y

la posibilidad de simplificación del problema. Vale decir que cada una de estas divisiones

tendrá un centro geométrico al que luego se le calculará el nivel de iluminación

correspondiente.

A continuación, se exponen distintas posibilidades de adecuación de grillas al modelo de

cálculo:

16

.00

4.0

04

.00

8.0

0

20.00 20.00

A

1 2 3 4

5 6 7 8

9 10 11 12

13 14 15 16

LUM 2 LUM 1 LUM 3

16

.00

4.0

04

.00

8.0

0

20.00 20.00

B

1 2

3 4

LUM 2 LUM 1 LUM 31

6.0

0

4.0

04

.00

8.0

0

20.00

C LUM 2 LUM 1 LUM 3

987

654

1 2 3

20.00

Analizando los 3 planteos:

Planteo A: tiene simetría respecto de la luminaria 1, pero presenta gran cantidad de puntos a

calcular, los cuales se pueden simplificar teniendo en cuenta características geométricas y

técnicas del problema.

Planteo B: Considerando que las luminaria 2 y 3 son de iguales características, y además se

encuentran a la misma distancia que la luminaria 1, si tomamos en el planteo A, a modo de

ejemplo al punto 1, el mismo tendrá el mismo valor de iluminación que el punto 4,13 y 16;

debido a que las distancias son semejantes. De esta manera, el problema se simplificaría en

sólo 4 puntos de cálculo.

Planteo C: El planteo B si bien es simple desde el punto de vista del cálculo, no es el mejor

planteo representativo que se pueda encontrar. Lo dicho se justifica si tenemos en cuenta que,

para este caso, el punto donde se da el mayor nivel de iluminación se encuentra en el eje

vertical de la luminaria. Por lo tanto debemos hallar un modelo de engrillado que tenga en

cuenta dicho punto. El último planteo consigue incluirlo en el cálculo, pero nos obliga a calcular

algunos puntos más para mantener la simetría. Finalmente, se obtiene un modelo más óptimo

para el problema planteado.

2/ Cálculo punto por punto:

El siguiente paso consiste en calcular el nivel de iluminación para cada uno de los puntos de la

grilla. Por último, se deben cotejar los valores máximos y de uniformidad con los valores

adecuados según normas.

Planteo teórico:

P(X,Y)

(0,0)

LUMINARIA i

L(xi,yi)

R

R´

(x)

(y)

R´= (x) + (y)

HR = (R´) + (H)

2 2

2 2

= arctg R´

H

E= x cos

R2

X

Y

2

Cálculo:

Se organizan los datos en una planilla de Excel, de modo de hacer más simple el cálculo.

Cada tabla nos da los valores de iluminación (lux) para cada punto. Tener en cuenta la

adopción de un sistema de ejes coordenados:

16

.00

4.0

04

.00

8.0

0

20.00

LUM 2 LUM 1 LUM 3

987

654

1 2 3

20.00

X

Y

Observar que para grilla analizada, la luminaria 3 tiene muy poca influencia, e incluso podría

haberse despreciado.

Por último, se organizan en una última tabla, los valores de iluminación que aportan las 3

luminarias consideradas:

TOTAL

1,00 2,00 3,00 E(lux)

1 1,28 1,28 0,07 2,62

2 4,65 0,33 0,11 5,09

3 6,84 0,18 0,18 7,20

4 3,19 3,19 0,07 6,45

5 10,22 0,83 0,12 11,17

6 18,45 0,21 0,21 18,87

7 4,19 4,19 0,07 8,45

8 14,41 0,90 0,12 15,43

9 27,93 0,22 0,22 28,37

2,62

11,52

0,23 4,4

MEDIO =

U = MIN / MEDIO =

PUNTO

LUMINARIA

RESUMEN

MINIMO =

Según los datos aportados en el ejercicio, entramos en tabla 18 del libro “Criterios de

predimensionado y métodos de cálculo de iluminación” – Arqs. Bernardo Baschuk y Jorge

Vaimberg.

E (lux) aconsejado = 9 lux VERIFICA

Relación uniformidad Ruh = MIN/ MEDIO aconsejado = 1/4 lux VERIFICA APROX.