Iluminacion Artificial y Cenital

INSTITUTO TECNOLÓGICO de Oaxaca

Ingeniería Civil.

APUNTES

INSTALACIONES EN LOS EDIFICIOS (Iluminación artificial)

CATEDRÁTICO:

ING. SERAPIO CARMELINDO RAMÍREZ SANTIAGO

Enero/ 2012

Fecha de entrega: 8 octubre 2007

Autor: Ing. Serapio Carmelindo Ramírez SantiagoNOTA: Esta obra intelectual está protegida por la Ley de derechos de Autor, por lo que se prohíbe la reproducción parcial o total de estos apuntes por cualquier medio de fotocopiado, magnético, electrónico o de cómputo, sin la autorización por escrita del Autor.

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Contenido.........................................................................................................................1

1.1 Luz....................................................................................................................9

1.2 Iluminación...................................................................................................10

1.2.1 Intensidad de iluminación (lux)......................................................12

1.2.2 Flujo luminoso (lumen)....................................................................12

1.2.2.1 Flujo luminoso inicial..........................................................13

1.3 La distribución de los aparatos de alumbrado y de la luz.............13

1.3.1 La uniformidad.........................................................................13

1.3.2 Sombras..................................................................................14

1.3.3 La difusión de la luz................................................................14

1.3.4 El deslumbramiento.................................................................15

1.3.5 El control de los rayos de luz...................................................15

1.3.6 El color....................................................................................17

1.3.6.1 El ambiente cromático........................................................17

1.4 La iluminación en el hogar.................................................................18

1.5 Alumbrado artificial industrial............................................................19

Método de los lúmenes.....................................................................................20

Datos de entrada.......................................................................................20

Cálculos.......................................................................................................25

Emplazamiento de las luminarias...........................................................25

Comprobación de los resultados.............................................................27

Método del punto por punto............................................................................27

Componente directa en un punto............................................................29

Componente indirecta o reflejada en un punto.....................................32

Otras clasificaciones.................................................................................43

DOMOS GEODÉSICOS......................................................................................99

Estructuras Geodésicas...................................................................99

Diseño de Estructuras de acero.....................................................101

4. Memoria de CÁLCULO DE un Proyecto de ILUMINACIÓN...........................134

4.1 Objeto del proyecto....................................................................................134

4.8 Derivación individual:.................................................................................138

4.11 Instalación eléctrica del bar.....................................................................140

4.14 Calculo de la sección por caída de tensión..........................................145

- Calculo de la sección por caída de tensión.......................................148




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PRÓLOGO

El presente trabajo ha sido recopilado y estructurado, con la idea de proporcionar al

estudiante la guía preliminar de los principios básicos de una instalación de iluminación

artificial y cenital, como parte de la materia de Instalaciones en Edificios para la Carrera de

Ingeniería Civil, a partir de la evaluación de las experiencias de formación profesional y

personal por la Cátedra que he impartido a los alumnos de la Carrera de Ingeniería Civil en

el Instituto Tecnológico de Oaxaca, durante los últimos años, este trabajo fue concebida con

la idea de proporcionar información actualizada relacionados con el área de la iluminación

artificial y cenital, elementos necesarios que le permitirán realizar propuestas de proyectos

de alumbrado en edificación y servir de guía a los estudiantes, y personas interesados en la

materia, se presenta una aportación de las investigaciones realizadas en diversas

publicaciones especializadas sobre la materia. Estaré siempre abierto a cualquier tipo de

comentarios constructivos y aportaciones para mejorar este sencillo apunte.

Ing. Serapio Carmelindo Ramírez Santiago

Catedrático

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IDEARIO FILOSÓFICO DEL ESTUDIANTE DE INGENIERÍA CIVIL:

Como estudiante de la maravillosa Carrera de Ingeniería

Civil, tú eres triunfador por el solo hecho de estar aquí y de ser lo

que eres, porque tienes la luz de la vida y la salud, que es el tesoro

más preciado que Dios otorga a los seres humanos, tu proyecto de

vida será buscar la luz del bien, la construcción de conocimientos

para alcanzar la sabiduría, y lo mas importante la felicidad

suprema, para compartirla con tu familia, con la sociedad, con el

Estado, con el país, con el mundo para edificar con solidez el

futuro.

Tu mente debe estar configurada, ordenada, enfocada con ética, y pragmatismo a

la planeación, diseño, cálculo, construcción, supervisión, y mantenimiento de las obras

civiles, en beneficio de tus semejantes, asumiendo con responsabilidad, libertad, y

sabiduría, todos los actos de tu vida.

Debes afinar los cinco sentidos de tu

cuerpo para armonizar el proceso de

construcción de conocimientos de tu Carrera

y de las obras que proyectes en el futuro, para

que el seguimiento sea siempre apegado a la

realidad en tiempo, forma, y espacio,

pudiendo contar con la asistencia de un cerebro artificial y el uso de sistemas modernos

de tecnologías de la información como auxiliares, pero recuerda que el poder del

razonamiento y del conocimiento lo suministras tú que eres un ser biológico único,

social, inteligente, y espiritual.

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Jamás discrimines a tus semejantes por

su apariencia (color, sexo, edad, religión,

partido, nacionalidad, nivel social, etc.),

porque en esta vida todos necesitamos alguna

vez de los demás, y al final del camino

después de cumplir con nuestra misión, habrá

justicia e igualdad.

El Instituto Tecnológico de Oaxaca como institución educativa, te proporcionará

la formación profesional e integral, con base en principios Científicos, tecnológicos, y

humanistas, para que con tu propia voluntad, el apoyo de tu familia, y de la sociedad,

puedas llegar al éxito donde llegan todos los triunfadores y encuentres la luz de la

felicidad; la madre naturaleza contribuye también con los materiales naturales para

lograr tu objetivo profesional, pero no olvides que eres parte de ella también, no la

destruyas, no la contamines, ni permitas que otros lo hagan, cuídala y defiéndela.

Lo que tu realices profesionalmente, será garantía

de bienestar, de mejoramiento de la calidad de vida, y

armonía en la sociedad humana para hacer realidad

muchos sueños, debes contar con suficientes

conocimientos para construir viviendas dignas donde

vivir, locales para desarrollar su actividad comercial o

laboral, nave industrial, obras hidráulicas, infraestructura

urbana y municipal, vías de comunicación: terrestres,

aeroportuarias, y marítimas, acortando distancias en

tiempo y forma para facilitar el intercambio cultural, comercial, social, político, y

económico, entre tus semejantes.

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Si algún día llegas a ejercer la Docencia como un

medio para facilitar la construcción de conocimientos de

la Carrera de Ingeniería Civil a otros discípulos con

vocación como tu, hazlo con responsabilidad, pulcritud,

y ética profesional como buen educador, haciendo uso de

medios, métodos y de la filosofía del saber que faciliten

el entendimiento, la construcción, preservación, y desarrollo de los conocimientos, a

futuros aprendices para seguir fomentando esta tradición profesional.

Si cumples lo anterior, “serás luz en la mente y pan de vida en la mesa de los que

te escuchen y crean en ti”, porque debes creer también como yo en lo importante que es

la Profesión de ser Ingeniero Civil y su trascendencia en el futuro de la humanidad.

Como Maestro, eres un grito de fe y de esperanza

como guía integral hacia tus discípulos, porque hoy

siembras lo que otros cosecharán mañana, aunque nunca

te lo reconozcan ni te lo agradezcan.

Eres un testimonio de amor total, porque como

Maestro mueres un poco cada día para facilitar el encause

de los conocimientos de la ciencia, la tecnología, y el

humanismo, atesorados en tu sabiduría individual que permitirán que otros vivan con

calidad de vida plena y alcancen la felicidad.

No dejes de sembrar con ahínco en la mente y en

el corazón humano, a pesar de cualquier adversidad, y

procura ser tu mismo, con tus valores, con tus defectos

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y virtudes, con tus debilidades y fortalezas; y sobre todo, se congruente con lo que

piensas, digas y hagas, porque se predica con el ejemplo, ratifico que solo así “brillarás

con luz propia en la mente de algunos y estarás en la mesa de muchos para vivir

eternamente cuando tú ya no vivas”.

Autor: Ing. Serapio Carmelindo Ramírez SantiagoCatedrático de Ing. Civil.

Marzo/2012.

1. INSTALACIONES DE ALUMBRADO ARTIFICIAL (CONCEPTOS GENERALES)

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El proyecto de cualquier instalación de iluminación artificial ó cenital para interiores,

trae consigo una serie de consideraciones de numerosas variables, tales como: el OBJETO

de la iluminación, se trata de obtener una iluminación para VISIÓN que permita la circulación

de personas, lectura de un texto de cualquier tipo y tamaño de letra, escribir con lápiz, pluma

ó con los medios electrónicos actuales, resaltar colores, texturas, tamaños, formas,

contrastes, etc., sin cansar la vista ¿Cuál es la dureza ó agudeza del trabajo visual a realizar

y cuanto tiempo durará? ¿Cuáles son las exigencias Arquitectónicas y decorativas, junto a

las limitaciones constructivas del lugar de emplazamiento? ¿Qué consideraciones

económicas entran en juego para obtener la luz requerida?, etc.

Las respuestas a tales preguntas determinan la CANTIDAD ó INTENSIDAD,

CALIDAD y el NIVEL LUMINOSO necesario y los mejores medios para conseguirla, con el

propósito de procurar la visibilidad y obtener una iluminación cómoda que permita leer,

escribir, trabajar, pasear, o conseguir efectos especiales decorativos para resaltar colores,

texturas, tamaños, formas, contrastes, con mayor o menor detalle sin fatiga ni esfuerzo,

siendo el ojo humano el único instrumento que evalúa dichas sensaciones de luz, donde los

gustos y las opiniones personales pueden variar en lo que se refiere a la apariencia externa,

ninguna solución de los problemas de alumbrado podrá servir para toda clase de

circunstancias, ya que la buena calidad de la luz es tan importante como la cantidad, y los

niveles luminosos necesarios normalmente difícil de conseguir.

El ojo humano se adapta a una sensibilidad mayor para tonalidades comprendidas

entre 5500 Å(Angstroms) en intensidades de iluminación alta, la que recibe el nombre de

visión diurna, mientras que para intensidades de iluminación baja, la sensibilidad del ojo

humano tiene su máxima eficiencia a los 5070 Å(Angstroms) y esta se conoce como visión

nocturna.

Aun cuando la vista se adapta a amplias variaciones de luz, el grado de nivel de

iluminación que se elija debe ser tal que el resultado sea eficaz, cómodo, práctico y

económico. Iluminaciones demasiado elevadas resultan antieconómicas, y las demasiado

bajas no permiten distinguir los detalles y causan fatiga a la vista, en pocas palabras, el nivel

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de iluminación es lo que pondera los requerimientos mínimos de iluminación para cada caso

específico.

La adecuada calidad de la iluminación por sí sola no constituye ni asegura una buena

iluminación, la cantidad ó intensidad y los niveles de iluminación es lo que asegura esa

calidad de luz. Todo esto depende de los elementos esenciales como son:

1.1 Luz.

La luz es una manifestación de la energía en forma de radicaciones

electromagnéticas, capaz de afectar o estimular la visión, que se propaga en el espacio

como un movimiento ondulatorio transversal producido en un campo eléctrico y magnético a

la velocidad de 300, 000 Km/seg.

El espectro electromagnético comprende desde las ondas más cortas de millonésimas

de milímetros como los que se encuentran en la región de rayos ultravioleta de acción

germicida y de radiación cósmica, cuya longitud de onda es inferior a los 3800

Å(Angstroms), pasando por los rayos Gama hasta los rayos visibles, estos últimos

comprendidos entre los 3800 hasta los 7900 Å(Angstroms) de longitud de onda, limitados en

el otro extremo por la región de rayos infrarrojos de ondas más largas, cuya longitud de onda

es mayor a los 7800 Å(Angstroms), siguiendo hasta las ondas Hertzianas, cuyas longitudes

de onda se miden en metros y Kilómetros.

v

Teniendo la relación asociada en el espacio libre de f = ----------

λ

Donde:

f = frecuencia en ciclos/seg. ó Hertz

v = velocidad en el espacio libre Km/seg.

λ = longitud de onda en Å(Angstroms)

1 metro = 1010 Å(Angstroms).

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1 metro = 109 Nanómetros.

1 metro = 106 Micrones.

Sin luz no hay visión, pues el ojo humano no puede transmitir a nuestro cerebro

ninguna información de todo cuando nos rodea, en esa percepción visual de los objetos

influyen los siguientes factores: iluminación, contraste, sombras, deslumbramiento, ambiente

cromático.

1.2 Iluminación.

Es la cantidad de luz ó densidad de flujo luminoso que incide sobre una superficie,

pudiendo producir brillantez sobre la tarea visual y sus alrededores, la iluminación depende

del tamaño del objeto o de los detalles a captar (ángulo visual sustentido del objeto respecto

al ojo humano), la distancia entre el objeto observado respecto al ojo humano, de la

brillantez o factor de reflexión del objeto observado (intensidad de la luz incidente sobre el

objeto y la proporción en al cual la luz es reflejada hacia el órgano visual), y el contraste (la

relación de brillantez de color ó luminancia de un objeto con respecto a su espacio inmediato

alrededor ó fondo de referencia), ver tabla1, el tiempo empleado en la observación, y la

rapidez del movimiento del objeto respecto al ojo humano.

Se ha comprobado que mientras un niño de diez años sólo necesita un nivel medio de

iluminación de 175 lux para leer normalmente la página de un libro, una persona de cuarenta

años necesita 500 lux para leer la misma página, y una persona de sesenta años necesita

2500 lux. Bajo estas consideraciones se han fijado valores mínimos de iluminación para

cada actividad visual (ver niveles de iluminación para cada actividad en anexos de este

trabajo).

TABLA 1. CONTRASTE DE COLORES EN ORDEN DECRECIENTE

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COLOR DE OBJETO COLOR DE FONDO

Negro Amarillo

Verde Blanco

Rojo Blanco

Azul Blanco

Blanco Azul

Negro Blanco

Amarillo Negro

Blanco Rojo

Blanco Verde

Blanco Negro

1.2.1 Intensidad de iluminación (lux).

Es la densidad de flujo luminoso sobre una superficie y es directamente proporcional

a la intensidad luminosa e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. En otras

palabras, es la distribución del flujo luminoso de un lumen sobre la superficie de un metro

cuadrado.

1 lumen

1 Lux = -----------------

m2

1 Pie candela = 10.76 luxes.

Si las intensidades de iluminación son bajas, los colores apropiados deben ser

fuentes de luz de colores cálidos; y si las intensidades de iluminación son mayores el color

de las fuentes de luz deben ser blancas ó luz de día.

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Pudiendo definirse también a la luz como la causa; y la iluminación como el efecto de

la luz en las superficies sobre las cuales incide.

La intensidad de iluminación se puede obtener de tablas generadas por sociedades

especializadas en el estudio de esta rama de la ingeniería; en el caso de Estados Unidos de

Norteamérica la Iluminating Engineering Society (IES) publica los valores recomendados, en

nuestro país la Sociedad Mexicana de Ingeniería de Iluminación hace lo propio. (El autor del

tutorial no ha podido establecer comunicación con la SMII). Los fabricantes de productos de

iluminación proporcionan catálogos y manuales al respecto.

1.2.2 Flujo luminoso (lumen).

Cantidad de luz comprendida en un ángulo sólido, emitido por una fuente luminosa de

una candela colocada en el centro de una esfera unitaria.

1.2.2.1 Flujo luminoso inicial.

Cantidad de luz inicial emitida por una lámpara nueva por especificación de fábrica

(ΦL). Durante la vida útil de la lámpara es importante considerar el factor de mantenimiento

que está en función de la depreciación de la emisión luminosa de la lámpara y de la

luminaria, debido a la acumulación de suciedad en el mismo, así como a la depreciación de

las superficies reflectoras o transmisoras de la luz ocasionadas por el envejecimiento y las

horas de uso.

El factor de mantenimiento se obtiene multiplicando el valor de la depreciación de la

lámpara por la depreciación por suciedad de la luminaria. Este factor puede estimarse

considerando los siguientes porcentajes:

Para locales limpios: 10 %

Para locales de limpieza regular: 15 a 20 %

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Para locales sucios: 25 a 35 %

1.3 La distribución de los aparatos de alumbrado y de la luz.

La correcta distribución simétrica de los aparatos de alumbrado sobre la superficie del

local y la altura de colocación de los aparatos de alumbrado, provocará como consecuencia

una uniformidad de la luz en todos los puntos del espacio sobre la superficie de trabajo.

1.3.1 La uniformidad.

La uniformidad significa que el local ó espacio a iluminar no debe tener variaciones

del grado de iluminación en cualquier punto, ó sea que, la luz debe ser uniforme e idéntica

en lo posible en cualquier punto del espacio a iluminar, y para lograr que haya una buena

uniformidad de la luz, dependerá de la difusión de la luz, de los materiales, de los acabados

y colores de las superficies de reflexión (techos, paredes, pisos, muebles, máquinas, etc.,),

teniendo el cuidado de no provocar deslumbramientos.

El área por iluminarse se considera en metros cuadrados si el nivel de iluminación se

maneja en luxes, o bien en pies cuadrados si se toman valores de foot-candles.

1.3.2 Sombras.

Las sombras son el resultado de una diferencia de luminancia entre un objeto, que

puede ser fuerte ó suave respecto a zonas más iluminadas del mismo objeto. Ello se debe a

que en cada ojo humano se forma una imagen ligeramente distinta y al ajustarse las dos en

el cerebro dan la sensación de relieve.

1.3.3 La difusión de la luz.

Una buena difusión de la luz se logra cuando La incidencia de los rayos luminosos

sobre las superficies provoca una reflexión extendida y multiplicada en muchas direcciones 14


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como si pasara por un prima difusor, se recomiendan las superficies de acabado mate ó

satinados para eliminar las sobras y los puntos brillantes. Como consecuencia de esta

difusión, la luz reflejada por una superficie como techos y paredes de colores claros o

blancos, se extiende en muchas direcciones como si pasara por un vidrio difusor. En

cambio, la luz reflejada en superficies obscuras es casi nula mientras más obscura sea la

superficie.

1.3.4 El deslumbramiento.

El deslumbramiento provoca grandes diferencias de intensidad de la luz directa o

reflejada de algunas lámparas brillantes, adornos relucientes, papeles lustrados, cristales

sobre los escritorios, etc., que provocan reducción de la agudeza visual, dificultades de

observación, esfuerzo y fatiga, ocasionando el envejecimiento prematuro de la vista y daños

irreversibles a la retina del ojo humano, debido a las diferencias en las relaciones de brillo.

Por tal motivo, las lámparas ó fuentes de luz directas, deben de instalarse fuera del ángulo

de deslumbramiento de 25º arriba ó debajo de la línea visual imaginaria respecto al centro

del ojo humano. La manera de evitar un posible deslumbramiento, es controlar la dirección

de los rayos luminosos, mediante la adecuada situación de las fuentes de luz.

Las relaciones máximas de luminancia admisibles para evitar deslumbramientos.

Entre la tarea visual y la superficie de trabajo 3:1

Entre la tarea visual y el espacio circundante 10:1

Entre la fuente de luz y el fondo 4:1

1.3.5 El control de los rayos de luz.

Se entiende como control de los rayos de luz a la acción de cambiar la dirección de

los mismos mediante reflexión, refracción, polarización, interferencia, difracción, difusión y

absorción, siendo los más comunes la reflexión y la refracción.

1.3.5.1 Reflexión.

15

Rayo incidente

Rayo reflejado

Rayo incidente Rayo reflactado


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El control por medio de la reflexión, depende de la propiedad de algunos materiales

de poder reflejar los rayos de luz que inciden sobre ellos, como ejemplo: el aluminio pulido ó

galvanizado, lamina cromada ó niquelada, etc., depende también de la forma que tenga la

superficie reflectora y del punto de colocación de la fuente de luz. La reflexión ó cambio de

dirección del rayo incidente, se logra mediante la colocación de un elemento reflector (de

plástico ó de cristal) entre la fuente luminosa y la superficie a incidir con la luz. Se tiene el

inconveniente de presentar muchas pérdidas por absorción, por dispersión y susceptibles de

sufrir rayaduras en los materiales reflectores, que afectan su eficiencia.

Reflexión de la luz

1.3.5.2 La refracción.

Es la capacidad de un material de desviar o redirigir los rayos luminosos incidentes

sobre ellos en la misma dirección. Esto se logra mediante prismas de plástico ó vidrios

transparentes, que de acuerdo con el ángulo de incidencia del rayo de luz y disposiciones

relativas del refractor respecto a la fuente luminosa, desvían los rayos de luz hacia la

superficie del local a iluminar. Constituye el medio más eficiente de control de luz, ya que se

pueden dirigir los rayos de luz en lugares precisos y de fácil mantenimiento por limpieza

periódica.

Refracción de la luz

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1.3.6 El color.

Es otro de los elementos esenciales que intervienen en la calidad de la luz y depende

del grado de luz que incide sobre el objeto. Se admiten que los colores verdaderos son

aquellos que se perciben con la luz del día.

1.3.6.1 El ambiente cromático.

Los efectos psicofísicos que producen el color de la luz y los colores sólidos

existentes en el espacio, teniendo gran influencia en los estados de ánimo de las personas,

es lo que facilita el reconocimiento de todo cuando nos rodea.

Además de lo anterior, la colocación simétrica de las unidades de alumbrado a

distancias convenientes y con el empleo de reflectores, pantallas y elementos difusores

adecuados, permitirá armonizar el ambiente y lograr un nivel aceptable de iluminación para

cumplir con el propósito ó función visual a desarrollar.

Sin embargo, existen ciertas reglas básicas a seguir que nos permitirán determinar la

cantidad y calidad de la luz requerida en un espacio físico interior para una edificación, sea

artificial o cenital, que permita brindar una solución eficaz en función de las circunstancias

que se puedan presentar, que deben de observarse siempre.

La Sociedad Mexicana de Ingenieros en Iluminación en base a la experiencia de

muchos expertos en la materia, se han dedicado a realizar una serie de estudios para

proporcionar información de trabajos visuales más frecuentes, junto con los niveles

luminosos y criterios generales considerados en la práctica, cuya relación se proporciona

como anexo de este trabajo, además de otras fuentes como Manuales de alumbrado que

proporcionan los fabricantes de lámparas que pueden servir de complemento.

1.4 La iluminación en el hogar

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2012

La iluminación nos permite, en pocas palabras, disfrutar todo

el potencial de nuestro hogar. Puede transformar un cuarto pequeño

en un espacio ventilado y abierto, y darle a nuestra sala la

apariencia acogedora que buscamos. Según sea el tipo de luz.

Puede relajarnos o estimularnos según sean nuestras actividades.

La luz influye de muchas maneras en el ambiente de nuestro hogar a bajo costo

comparado con otras áreas de decoración.

Sugerencias para iluminar su hogar:

La iluminación debe ser planeada para complementar su vida. Tome en cuenta cuales

actividades se desarrollan en que espacios. También es recomendable que piense en la

atmósfera que desea crear en su espacio.

Por último debe tomar en cuenta que las luminarias vayan de acuerdo a la decoración

del hogar.

1.4.1 Los tipos básicos de iluminación se pueden dividir en 3:

Un buen

proyecto

de

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iluminación combina estos 3 aspectos para iluminar su espacio conforme a la función y la

decoración adecuada.

1.4.2 Tono de color:

Diferentes tonos de color en las lámparas causan diferentes sensaciones:

Luz cálida (2700 y 3000K)

Luz fría: (4000 y 4100)

Luz de día: (5000 y 6000)

1.4.3 Ahorro de energía:

Los focos ahorradores tienen de 8 a 10 veces más vida y le pueden ahorrar hasta 80% del

consumo energético.

Los focos incandescentes y halógenos permiten regular su intensidad y crear un ambiente

más confortable.

Por ultimo recuerde que la iluminación no es una ciencia exacta. Al elegir una luminaria lo

más importante es que usted se sienta bien con su elección.

1.5 Alumbrado artificial industrial

La iluminación en lo que respecta al área industrial debe tener presente un gran número de

luminarias ya que deben abarcar espacios muy grandes y extensos, también deben poseer

caracter ísticas distintas a luminarias convencionales o residenciales como poseer mayor

potencia, brillo, incandescencia y aceptar los cambios bruscos de voltaje. Estos tipos de

luminarias se crearon con el fin de facilitar los procesos producidos de distinto trabajos

industriales, además de relacionar la cantidad de luz utilizada con respecto a las ubres

realizadas. Para esto es necesario analizar la tarea visual a desarrollar y determinar la

cantidad y tipo de iluminación que proporcione el máximo rendimiento visual y cumpla con

las exigencias de seguridad y comodidad como también seleccionar el equipo de alumbrado

que proporcione la luz requerida de la manera satisfactoria.

1.6 Métodos de cálculo de los proyectos de alumbrado artificial

19

http://www.monografias.com/trabajos5/natlu/natlu.shtml

http://www.monografias.com/trabajos/seguinfo/seguinfo.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/ilum/ilum.shtml

http://www.monografias.com/trabajos5/natlu/natlu.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCE

http://www.monografias.com/trabajos14/trmnpot/trmnpot.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/carso/carso.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/ilum/ilum.shtml


2012

El cálculo de los niveles de iluminación de una instalación de alumbrado de interiores es

bastante sencillo. A menudo nos bastará con obtener el valor medio del alumbrado general

usando el método de los lúmenes. Para los casos en que requiramos una mayor precisión o

necesitemos conocer los valores de las iluminancias en algunos puntos concretos como

pasa en el alumbrado general localizado o el alumbrado localizado recurriremos al método

del punto por punto.

1.6.1 Método de los lúmenes

La finalidad de este método es calcular el valor medio en servicio de la iluminancia en un

local iluminado con alumbrado general. Es muy práctico y fácil de usar, y por ello se utiliza

mucho en la iluminación de interiores cuando la precisión necesaria no es muy alta como

ocurre en la mayoría de los casos.

El proceso a seguir se puede explicar mediante el siguiente diagrama de bloques:

1.6.1.1 Datos de entrada

Dimensiones del local y la altura del plano de trabajo (la altura del suelo a la superficie de la

mesa de trabajo), normalmente de 0.85 m.

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Determinar el nivel de iluminancia media (Em). Este valor depende del tipo de actividad a

realizar en el local y podemos encontrarlos tabulados en las normas y recomendaciones que

aparecen en la bibliografía.

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Escoger el tipo de lámpara (incandescente, fluorescente...) más adecuada de acuerdo con el

tipo de actividad a realizar.

Escoger el sistema de alumbrado que mejor se adapte a nuestras necesidades y las

luminarias correspondientes.

Determinar la altura de suspensión de las luminarias según el sistema de iluminación

escogido.

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h: altura de colocación de luminaria con respecto al plano de trabajo.

h': altura del local (de piso a techo).

d: altura del plano de trabajo respecto al techo.

d': altura de colocación o de suspensión de luminarias

Altura de las luminarias

Locales de altura normal (oficinas,

viviendas, aulas...)Lo más altas posibles

Locales con iluminación directa,

semidirecta y difusa

Mínimo:

Óptimo:

Locales con iluminación indirecta

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Calcular el índice del local (k) a partir de la geometría de este. En el caso del método

europeo se calcula como:

Sistema de iluminación Índice del local

Iluminación directa, semidirecta,

directa-indirecta y general difusa

Iluminación indirecta y semiindirecta

Donde k es un número comprendido entre 1 y 10. A pesar de que se pueden obtener valores

mayores de 10 con la fórmula, no se consideran pues la diferencia entre usar diez o un

número mayor en los cálculos es despreciable.

Determinar los coeficientes de reflexión de techo, paredes y suelo. Estos valores se

encuentran normalmente tabulados para los diferentes tipos de materiales, superficies y

acabado. Si no disponemos de ellos, podemos tomarlos de la siguiente tabla.

ColorFactor de

reflexión ( )

Techo

Blanco o muy

claro0.7

claro 0.5

medio 0.3

Paredes

claro 0.5

medio 0.3

oscuro 0.1

Sueloclaro 0.3

oscuro 0.1

En su defecto podemos tomar 0.5 para el techo, 0.1 para las paredes y 0.1 para el suelo.24


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Determinar el factor de utilización ( ,CU) 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. Si no se pueden obtener los factores por lectura

directa será necesario interpolar.

Ejemplo de tabla del factor de utilización

Determinar el factor de mantenimiento (fm) o conservación de la instalación. 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:

AmbienteFactor de

mantenimiento (fm)

Limpio 0.8

Sucio 0.6

1.6.1.2 Cálculo del flujo luminoso total necesario. Para ello aplicaremos la fórmula

dónde:

es el flujo luminoso total

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E es la iluminancia media deseada

S es la superficie del plano de trabajo

es el factor de utilización

fm es el factor de mantenimiento

Cálculo del número de luminarias.

redondeado por exceso

Dónde:

N es el número de luminarias (gabinetes o unidades de alumbrado)

es el flujo luminoso total

es el flujo luminoso de una lámpara

n es el número de lámparas por luminaria

1.6.1.3 Emplazamiento de las luminarias

Una vez hemos calculado el número mínimo de lámparas y luminarias procederemos a

distribuirlas sobre la planta del local. En los locales de planta rectangular las luminarias se

reparten de forma uniforme en filas paralelas a los ejes de simetría del local según las

fórmulas:

donde N es el número de

luminarias

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La distancia máxima de separación entre las luminarias dependerá del ángulo de apertura

del haz de luz y de la altura de las luminarias sobre el plano de trabajo. Veámoslo mejor con

un dibujo:

Como puede verse fácilmente, mientras más abierto sea el haz y mayor la altura de la

luminaria más superficie iluminará aunque será menor el nivel de iluminancia que llegará al

plano de trabajo tal y como dice la ley inversa de los cuadrados. De la misma manera,

vemos que las luminarias próximas a la pared necesitan estar más cerca para iluminarla

(normalmente la mitad de la distancia). Las conclusiones sobre la separación entre las

luminarias las podemos resumir como sigue:

Tipo de luminaria Altura del localDistancia máxima

entre luminarias

intensiva > 10 m e 1.2 h

extensiva 6 - 10 me 1.5 h

semiextensiva 4 - 6 m

extensiva 4 m e 1.6 h

La distancia con respecto a la pared-luminaria: e/2

Si después de calcular la posición de las luminarias nos encontramos que la distancia de

separación es mayor que la distancia máxima admitida quiere decir que la distribución

luminosa obtenida no es del todo uniforme. Esto puede deberse a que la potencia de las

27


2012

lámparas escogida sea excesiva. En estos casos conviene rehacer los cálculos probando a

usar lámparas menos potentes, más luminarias o emplear luminarias con menos lámparas.

1.6.1.4 Comprobación de los resultados

Por último, nos queda comprobar la validez de los resultados mirando si la iluminancia media

obtenida en la instalación diseñada es igual o superior a la recomendada en las tablas.

1.6.2 Método del punto por punto

El método de los lúmenes es una forma muy práctica y sencilla de calcular el nivel medio de

la iluminancia en una instalación de alumbrado general. Pero, qué pasa si queremos conocer

cómo es la distribución de la iluminación en instalaciones de alumbrado general localizado o

individual donde la luz no se distribuye uniformemente o cómo es exactamente la

distribución en el alumbrado general. En estos casos emplearemos el método del punto por

punto que nos permite conocer los valores de la iluminancia en puntos concretos.

Consideraremos que la iluminancia en un punto es la suma de la luz proveniente de dos

fuentes: una componente directa, producida por la luz que llega al plano de trabajo

directamente de las luminarias, y otra indirecta o reflejada procedente de la reflexión de la

luz de las luminarias en el techo, paredes y demás superficies del local.

Luz directa

Luz indirecta proveniente del

techo

Luz indirecta proveniente de las

paredes

28


2012

En el ejemplo anterior podemos ver que sólo unos pocos rayos de luz serán perpendiculares

al plano de trabajo mientras que el resto serán oblicuos. Esto quiere decir que de la luz

incidente sobre un punto, sólo una parte servirá para iluminar el plano de trabajo y el resto

iluminará el plano vertical a la dirección incidente en dicho punto.

Componentes de la iluminancia en un punto

En general, para hacernos una idea de la distribución de la iluminancia nos bastará con

conocer los valores de la iluminancia sobre el plano de trabajo; es decir, la iluminancia

horizontal. Sólo nos interesará conocer la iluminancia vertical en casos en que se necesite

tener un buen modelado de la forma de los objetos (deportes de competición, escaparates,

estudios de televisión y cine, retransmisiones deportivas...) o iluminar objetos en posición

vertical (obras de arte, cuadros, esculturas, pizarras, fachadas...)

Para utilizar el método del punto por punto necesitamos conocer previamente las

características fotométricas de las lámparas y luminarias empleadas, la disposición de las

mismas sobre la planta del local y la altura de estas sobre el plano de trabajo. Una vez

conocidos todos estos elementos podemos empezar a calcular las iluminancias. Mientras

más puntos calculemos más información tendremos sobre la distribución de la luz. Esto es

particularmente importante si trazamos los diagramas isolux de la instalación.

29


2012

Como ya hemos mencionado, la iluminancia horizontal en un punto se calcula como la suma

de la componente de la iluminación directa más la de la iluminación indirecta. Por lo tanto:

E = Edirecta + Eindirecta

1.6.2.1 Componente directa en un punto

Fuentes de luz puntuales. Podemos considerar fuentes de luz puntuales las lámparas

incandescentes y de descarga que no sean los tubos fluorescentes. En este caso las

componentes de la iluminancia se calculan usando las fórmulas.

Donde I es la intensidad luminosa de la lámpara en la dirección del punto que puede

obtenerse de los diagramas polares de la luminaria o de la matriz de intensidades y h la

altura del plano de trabajo a la lámpara.

30


2012

En general, si un punto está iluminado por más de una lámpara su iluminancia total es la

suma de las iluminancias recibidas:

Fuentes de luz lineales de longitud infinita. Se considera que una fuente de luz lineal es

infinita si su longitud es mucho mayor que la altura de montaje; por ejemplo una línea

continua de fluorescentes. En este caso se puede demostrar por cálculo diferencial que la

iluminancia en un punto para una fuente de luz difusa se puede expresar como:

En los extremos de la hilera de las luminarias el valor de la iluminancia será la mitad.

El valor de I se puede obtener del diagrama de intensidad luminosa de la luminaria referido a

un metro de longitud de la fuente de luz. En el caso de un tubo fluorescente desnudo I puede

calcularse a partir del flujo luminoso por metro, según la fórmula:

Cálculo de las iluminancias horizontales empleando curvas isolux. Este método gráfico

permite obtener las iluminancias horizontales en cualquier punto del plano de trabajo de

forma rápida y directa. Para ello necesitaremos:

31


2012

Las curvas isolux de la luminaria suministradas por el fabricante (fotocopiadas sobre papel

vegetal o transparencias). Si no disponemos de ellas, podemos trazarlas a partir de la matriz

de intensidades o de las curvas polares, aunque esta solución es poco recomendable si el

número de puntos que nos interesa calcular es pequeño o no disponemos de un programa

informático que lo haga por nosotros.

La planta del local con la disposición de las luminarias dibujada con la misma escala que la

curva isolux.

El procedimiento de cálculo es el siguiente. Sobre el plano de la planta situamos el punto o

los puntos en los que queremos calcular la iluminancia. A continuación colocamos el

diagrama isolux sobre el plano, haciendo que el centro coincida con el punto, y se suman los

valores relativos de las iluminancias debidos a cada una de las luminarias que hemos

obtenido a partir de la intersección de las curvas isolux con las luminarias.

Luminaria A B C D E F G H I Total

Iluminancia

(lux)4 4 0 19 19 0 12 10 0

ET=

68 lx

Finalmente, los valores reales de las iluminancias en cada punto se calculan a partir de los

relativos obtenidos de las curvas aplicando la fórmula:

1.6.2.2 Componente indirecta o reflejada en un punto

Para calcular la componente indirecta se supone que la distribución luminosa de la luz

reflejada es uniforme en todas las superficies del local incluido el plano de trabajo. De esta

manera, la componente indirecta de la iluminación de una fuente de luz para un punto

cualquiera de las superficies que forman el local se calcula como:

32


2012

donde:

es la suma del área de todas las superficies del local.

es la reflectancia media de las superficies del local calculada como

siendo la reflectancia de la superficie Fi

y es el flujo de la lámpara.

2. CARACTERÍSTICAS DE LA ILUMINACIÓN ARTIFICIAL

2.1 FUENTES LUMINOSAS.

Es toda materia o dispositivo en que parte de la energía radiante que produce, cae dentro de

los limites visibles del espectro electromagnético (3800 a 7600 Å)

SOL

NATURALES ESTRELLAS

ETC.

FUENTES LÁMPARAS INCANDESCENTES

LUMINOSAS

ARTIFICIALES FLUORESCENTES

ADITIVOS METÁLICOS

LÁMPARAS VAPOR DE SODIO A.P.

DE DESCARGA

VAPOR DE SODIO B.P.

VAPOR DE MERCURIO

33


2012

2.2 FUENTES ARTIFICIALES.

Desde tiempos remotos, el ser humano ha utilizado numerosos tipos de combustibles

para producir luz artificial, entre ellos los aceites, las grasas, las ceras, la leña, el petróleo y

el gas. Todos estos materiales contienen carbón y sus partículas candentes e

incandescentes son las que producen la luz.

2.2.1 LÁMPARAS INCANDESCENTES.

El principio establecido por TOMAS ALBA EDISON Y

NIKOLA TESLA en su lámpara incandescente práctica de

transformar energía eléctrica en energía lumínica, la que se logra

calentando un filamento hasta la incandescencia mediante el paso

de una corriente eléctrica, ha permanecido constante desde su

invención en 1879 a la fecha. Gracias a los adelantos técnicos y

tecnológicos que han multiplicado muchas veces el rendimiento de

la lámpara incandescente moderna, están logrando gran

aceptación en algunos sistemas de alumbrado por las siguientes

ventajas y desventajas:

VENTAJAS:

Fuente de luz concentrada, la cual es fácil de dirigir hacia el lugar u objeto que se

desea iluminar.

Trabaja eficientemente cualquiera que sea la temperatura.

Encendido instantáneo.

Adaptable a cualquier necesidad gracias a su gran variedad de modelos.

Excelente definición de colores en la mayor parte de las aplicaciones ópticas.

Fácil reemplazo.

Se puede aumentar o disminuir su intensidad luminosa por medio de reóstatos o

variando la tensión.

Trabaja indistintamente con corriente alterna o continua.

No requiere equipo extraordinario para su instalación.

Bajo costo de la lámpara y de su instalación.

34


2012

DESVENTAJAS:

Corta vida útil (750 a 1000 horas).

Baja eficiencia (alrededor de 19 lúmenes por watt).

Gran disposición de calor.

2.2.2 LÁMPARAS FLUORESCENTES.

El éxito del alumbrado fluorescente que produce luz por

medio de una descarga eléctrica en una atmosfera de vapor

de mercurio a baja presión ha sido espectacular desde su

descubrimiento en 1938. Su característica principal consiste en

producir una radicación de mercurio en la región ultravioleta

del espectro a 253.7 Nanómetros, en ambientes de polvos

fluorescentes, que cambian la longitud de onda ultravioleta del

arco a longitudes de onda dentro del espectro visible como luz suave y difusa en toda la

extensión de su tubo, eliminando resplandores y sombras acentuadas, con lo que reduce el

esfuerzo visual, llegando a ser la fuente normal de iluminación en las construcciones

actuales.

Los cátodos son de hilo de

tungsteno doblemente espiral izado

(cátodo caliente), y están recubiertos de

una materia emisiva (oxido de bario,

estroncio y calcio) que cuando se calienta

emite electrones.

El proceso se llama emisión termoiónica porque los

electrones son emitidos mas como resultado del calor desarrollado

que da la tensión aplicada. Se crea una zona caliente en el cátodo,

en el punto en el que el arco salta y se produce un flujo continuo

de electrones.

35


2012

La cromaticidad de la luz producida es una consecuencia de las características

especiales de los polvos fluorescentes para cada lámpara en particular; así una lámpara de

luz de día hará resaltar los colores azules, opacando los rojos. Una lámpara de luz blanco

frio resaltara los colores naranja, amarillo y verde, opacando los colores azules y rojos. Una

lámpara de luz blanco cálido hará que se vean más vivos los colores rojos y que los azules

se vean grisáceos. Una lámpara de luz neutra logra una respuesta de color uniforme a lo

largo de todo el espectro desarrollando el color neutral logrando la mejor respuesta de color;

es decir, toda la gama de clores se observa con igual intensidad.

VENTAJAS:

+ Tres veces más luz por wat de energía consumida conservando su brillo más tiempo.

+ Dura más de siete veces que una lámpara incandescente de igual potencia.

+ Mayor cantidad de luz visible y menor calor radiante que la lámpara incandescente.

+ Luz cómoda y fresca.

+ Menos resplandor y sombras más suaves.

+ No necesita pantalla.

+ Mayor variedad de matices cromáticos para fines decorativos.

+ Mayor rendimiento, gran duración y perdurable potencia lumínica.

Existen casos en los que en este tipo de lámparas los polvos fluorescentes han

desaparecido por el paso de muchos años y sin embargo la lámpara continúa encendida.

2.2.3 LÁMPARAS DE VAPOR DE MERCURIO.

Desde su invención en 1901 por PETER COOPER HEWITT, las lámparas de vapor

de mercurio de alta intensidad lumínica han tenido un desarrollo dramático, debido que

ofrecen tres veces mayor cantidad de luz que las lámparas incandescentes de la misma

potencia, y su duración llega a ser hasta ocho veces mayor para iluminación de calles. La

luz se produce al paso de una corriente eléctrica a través de un vapor o gas bajo presión

produciendo una luz de color característico verdeazulado de gran eficacia, en vez de hacerlo

a través de un filamento de tungsteno como en la lámpara incandescente. La primera

lámpara de vapor de mercurio de alta presión apareció en el año 1934 en la potencia de 400

36

http://es.wikipedia.org/wiki/Fluorescente


2012

watts habiendo en la actualidad potencias de 1500 watts. Son extraordinariamente

resistentes y compactas, versátiles, fáciles de manejar, instalar y reemplazar, lo que las hace

ideales para una gran variedad de usos, tanto en iluminación exterior como en instalaciones

industriales.

Las lámparas de vapor de mercurio necesitan de balastro de tamaño y tipo adecuado

para que la lámpara de vapor de mercurio funcione en cualquier circuito eléctrico regular;

para ajustar el voltaje de distribución del circuito de alumbrado al voltaje que requiera para

encender y controlar la corriente durante su funcionamiento, ya que una vez encendida la

lámpara, el arco se desboca tomando excesiva corriente la cual destruiría la lámpara si no

se controlara por medio de un balastro. Su mejoramiento técnico y sus nuevas aplicaciones

han acelerado su uso durante los últimos veinte años.

2.2.4 LÁMPARAS DE VAPOR DE SODIO

La lámpara de vapor de sodio es del tipo más eficaz de la familia

de las lámparas de descarga de alta intensidad donde la luz se produce

por el paso de corriente eléctrica a través de vapor de sodio, con una

presión determinada a alta temperatura.

El desarrollo practico de una lámpara que tuviera características de larga

vida para uso de iluminación general, requirió de descubrimientos

sensacionales en el campo de la tecnología de materiales. El desarrollo

de una nueva cerámica, el óxido de aluminio poli cristalino (polycrystaline aluminum oxide),

fue la clave para poder fabricar lámpara de vapor de sodio a alta presión para usos

37


2012

prácticos, este material es extremadamente resistente al ataque del vapor de sodio y puede

soportar las altas temperaturas de operación que requiere el logro de una gran eficiencia y

adicionalmente, cuenta con características excelentes para la trasmisión de luz visible.

El principal elemento de radiación en el tubo de arco de la lámpara es el sodio. Sin

embargo, contiene mercurio como gas corrector de color y, adicionalmente, para controlar el

voltaje. También existe una pequeña cantidad de xenón, en el tubo de arco, utilizado para

iniciar la secuencia de arranque.

Para su ignición, la lámpara requiere voltajes extremadamente

altos, debido a la geometría del tubo de arco, el cual deberá ser

largo y estrecho, a fin de lograr la máxima eficacia y, además, al

hecho de no usar electrodos de arranque sino únicamente gas

xenón que facilita la ignición inicial. La función de arranque, se

logra por medio de un circuito electrónico (ignitor) que provoca un

corto pulso de alto voltaje con suficiente amplitud y duración para

ionizar el gas xenón y, de esta forma, iniciar la secuencia de

arranque de la lámpara en cada ciclo del voltaje de alimentación, que trabaja en conjunto

con los componentes magnéticos del balastro.

2.2.5 LÁMPARAS DE ADITIVOS METÁLICOS

En los sistemas de iluminación artificial, las características de lámparas utilizadas en

las unidades de alumbrado constituyen la esencia de una buena calidad de los niveles de

iluminación.

Estas lámparas han sido usadas principalmente para iluminar avenidas principales,

carreteras, autopistas, parques, naves industriales y lugares poco accesibles ya que el

periodo de mantenimiento es muy largo. Actualmente, las lámparas de aditivos metálicos (o

38

Alta

Baja


2012

Lámpara de haluro metálico), particularmente, las que encienden por pulso o pulse start,

proveen mejores características a lo largo de su vida útil.

2.3 SISTEMAS DE ILUMINACIÓN ARTIFICIAL

2.3.1 Clasificación de luminarias

Las luminarias pueden clasificarse de muchas

maneras aunque lo más común es utilizar

criterios ópticos, mecánicos o eléctricos.

2.3.1.1 Clasificación según las características ópticas de la lámpara

39

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%A1mpara_de_haluro_met%C3%A1lico


2012

Una primera manera de clasificar las luminarias es según el porcentaje del flujo

luminoso emitido por encima y por debajo del plano horizontal que atraviesa la lámpara. Es

decir, dependiendo de la cantidad de luz que ilumine hacia el techo o al suelo. Según esta

clasificación se distinguen seis clases.

Directa Semi-directa

General difusa Directa-indirecta

Semi-indirecta Indirecta

2.3.1.2 Clasificación CIE según la distribución de la luz

Otra clasificación posible es atendiendo al número de planos de simetría que tenga el

sólido fotométrico. Así, podemos tener luminarias con simetría de revolución que tienen

infinitos planos de simetría y por tanto nos basta con uno de ellos para conocer lo que pasa

en el resto de planos (por ejemplo un proyector o una lámpara tipo globo), con dos planos de

simetría (transversal y longitudinal) como los fluorescentes y con un plano de simetría (el

longitudinal) como ocurre en las luminarias de alumbrado viario.

40


2012

Luminaria con infinitos

planos de simetría

Luminaria con dos planos

de simetría

Luminaria con un plano de

simetría

Para las luminarias destinadas al alumbrado público se utilizan otras clasificaciones.

2.3.1.3 Clasificación según las características mecánicas de la lámpara

Las luminarias se clasifican según el grado de protección contra el polvo, los líquidos

y los golpes. En estas clasificaciones, según las normas nacionales (UNE 20324) e

internacionales, las luminarias se designan por las letras IP seguidas de tres dígitos. El

primer número va de 0 (sin protección) a 6 (máxima protección) e indica la protección contra

la entrada de polvo y cuerpos sólidos en la luminaria. El segundo va de 0 a 8 e indica el

grado de protección contra la penetración de líquidos. Por último, el tercero da el grado de

resistencia a los choques.

2.3.1.4 Clasificación según las características eléctricas de la lámpara

Según el grado de protección eléctrica que ofrezcan las luminarias se dividen en

cuatro clases (0, I, II, III).

Clase Protección eléctrica41


2012

0 Aislamiento normal sin toma de tierra

I Aislamiento normal y toma de tierra

II Doble aislamiento sin toma de tierra.

III

Luminarias para conectar a circuitos de muy baja

tensión, sin otros circuitos internos o externos que

operen a otras tensiones distintas a la mencionada.

2.3.1.5. Otras clasificaciones

Otras clasificaciones posibles son según la aplicación a la que esté destinada la

luminaria (alumbrado viario, alumbrado peatonal, proyección, industrial, comercial, oficinas,

doméstico...) o según el tipo de lámparas empleado (para lámparas incandescentes o

fluorescentes).

2.4 MÉTODOS DE CÁLCULO DE NIVELES DE ILUMINACIÓN EN PROYECTOS DE

ALUMBRADO ARTIFICIAL PARA INTERIORES.

Existen varios métodos para el cálculo del nivel de iluminación en proyectos de

alumbrado, tanto para interiores como para exteriores. En nuestro curso se verán dos de los

métodos aplicables en interiores. La finalidad es determinar el número de luminarias

requeridas para obtener el nivel de iluminación adecuado a la labor a realizarse en el local a

considerar.

Primeramente se describirán los parámetros que intervienen en el cálculo de

iluminación:

42


2012

2.4.1 MÉTODO DE LOS WATTS POR METRO CUADRADO

Este es un método estimativo empleado cuando se requiere tener una idea de la

carga, número de lámparas y luminarias necesarias para un proyecto o anteproyecto dado.

Los pasos de este método son los siguientes:

Se determinan las dimensiones del local, las características de la luminaria y el nivel

de iluminación deseado.

Se calcula el índice del cuarto (IC) mediante la fórmula

L x A IC=--------------------- Hm ( L x A )

Dónde:

Hm es la altura del montaje (distancia entre el plano de trabajo y el luminaria)

En las tablas de los fabricantes se obtiene el coeficiente de utilización (CU), el factor

de depreciación de la lámpara y el factor de depreciación por suciedad de la luminaria para

obtener el factor de mantenimiento (FM).

Se utiliza la fórmula siguiente para obtener el flujo luminoso necesario en el local por

iluminar

E x S F=---------------- CU x FM donde S es la superficie en m2 y F el flujo total

Se divide el flujo luminoso total entre los lúmenes emitidos por lámparas o luminaria,

para obtener el número de lámparas necesarias.

Para determinar el factor de watt/m2 se utiliza la siguiente fórmula

No. de lámparas x potencia de las lámparas Watts/m2(para x luxes)= ---------------------------------------------------------- área por iluminar

43


2012

2.4.2. MÉTODO DE CÁLCULO POR NIVELES DE ILUMINACIÓN RECOMENDADOS:

1. Determinación de Niveles de iluminación recomendados en lux en base a las tablas

de Niveles de iluminación.

Energía luminosa incidente LúmenesN.I. = --------------------------------------------- = ------------------ = Lux Superficie m2

2. Determinación de los índices de cuarto (SISTEMA AMERICANO)

5 Hm( L + A )(I.C.)= -------------------- para todos los sistemas de iluminación. L x A

Hm = Altura de colocación de lámpara respecto al plano de trabajo

L = Longitud del local

A = Ancho del local

3. Determinación de los índices de cuarto (SISTEMA EUROPEO)

A x LI.C. = -------------------- para sistema directo y semi directo Hm (A + L)

3 (A x L)I.C. = -------------------- para sistema indirecto y semi indirecto 2Hm (A + L)

Hm = Altura de colocación de lámpara respecto al plano de trabajo

L = Longitud del local

A = Ancho del local

RANGOS DE VALORES PARA ÍNDICES DE LOCAL

44


2012

4. Determinación del coeficiente de utilización (C.U.)

Es una relación entre los lúmenes que llegan al plano de trabajo y los lúmenes totales

generados por la lámpara. Es un factor que considera la eficacia y la distribución de la

luminaria, y depende de las características y dimensiones del local (alto, bajo, cuadrado,

rectangular), del tipo de sistema de iluminación (directo, semi directo, general difuso, semi

indirecto, indirecto), de la reflexión de las superficies (reflexión de techo, reflexión de

paredes y reflexión de piso), y de la altura de montaje de la luminaria. Los valores

correspondientes se pueden calcular por el método de cavidad por zonas, calculando el

Coeficiente de Utilización por medio de tablas tomado en cuenta lo siguiente:

Longitud ilimitada de los planos de trabajo

Alturas diferentes a los planos de trabajo

Reflejos diferentes por encima y por debajo de las luminarias

Obstrucciones en la cavidad del techo y en el espacio por debajo de las luminarias

Se consideran las tres cavidades del local las siguientes:

Cavidad del techo. Área medida desde el plano de la luminaria al techo. 45

LETRA RANGOS

J

I

H

G

F

E

D

C

B

A

Menos de 0.70

0.71 a 0.90

0.91 a 1.12

1.13 a 1.38

1.39 a 1.75

1.76 a 2.25

2.26 a 2.75

2.76 a 3.50

3.51 a 4.50

Mas de 4.50


2012

Cavidad del cuarto. Espacio entre el plano de trabajo donde se desarrolla el trabajo y la

parte inferior de la luminaria.

Cavidad del piso. Se toma desde el piso hasta la parte superior del plano de trabajo.

La figura siguiente muestra la posición de las diferentes cavidades.

Relaciones de cavidad

5hct (L+A) Del techo (RCT) =----------------------- L x A

5hcc ( L + A ) Del cuarto (RCC) = ------------------- L x A

5 hcp ( L + A ) Del piso (RCP) = --------------------- L x A

Dónde:

h es la cavidad del techo, cuarto o piso

L es el largo del local A es el ancho del local

También se puede calcular como sigue:

46


2012

Energía luminosa incidente en la superficieC.U. = ------------------------------------------------------------------ Energía luminosa emitida por la lámpara

N.I. x Área del local5. Cálculo de lúmenes totales (QT) = -------------------------------------- C.U. x F.M.

N.I. = Nivel de iluminación en lux

Área del local en m2

C.U. = Coeficiente de utilización

F.M. = Factor de mantenimiento

QT

6. Cálculo del Número de luminarias =------------------ (N.L.) x ØL

QT = Lúmenes totalesN.L. = Número de lámparasØL = Flujo luminoso inicial

Número de luminarias7. Luminarias a lo Ancho = √ ------------------------------------ x Ancho Largo

Largo8. Luminarias a lo largo = Luminarias a lo Ancho x (---------) Ancho

Ancho9. Separación entre filas = -------------------------------------- Luminarias a lo Ancho

47


2012

Separación entre filas10. Separación de filas respecto a la pared = ---------------------------------------- 2

Largo11. Separación entre hileras = ------------------------------------- Luminarias a lo largo

Separación entre filas12. Separación de hileras respecto a la pared = ------------------------------------ 2

TIPO DE APARATO DE

ALUMBRADO

ÍNDICE

DEL

LOCAL

(K)

FACTOR DE UTILIZACIÓN (η)

FACTOR DE REFLEXIÓN DEL TECHO (⌠t)

0.80 0.70 0.50 0.30 0.10

FACTOR DE REFLEXIÓN DE LAS PAREDES0.50 0.30 0.10 0.50 0.30 0.10 0.50 0.30 0.10 0.30 0.10 0.0

0 %

45%

0.60 0.24 0.21 0.19 0.24 0.21 0.19 0.23 0.21 0.19 0.20 0.19 0.18

0.80 0.29 0.26 0.24 0.29 0.26 0.24 0.28 0.26 0.24 0.26 0.24 0.23

1.00 0.32 0.29 0.27 0.32 0.29 0.27 0.32 0.29 0.27 0.29 0.27 0.26

1.25 0.36 0.32 0.31 0.35 0.32 0.31 0.34 0.32 0.30 0.32 0.30 0.29

1.50 0.38 0.35 0.33 0.38 0.35 0.33 0.37 0.34 0.32 0.34 0.32 0.32

2.00 0.41 0.38 0.37 0.40 0.38 0.36 0.39 0.38 0.36 0.37 0.36 0.35

2.50 0.43 0.40 0.38 0.42 0.40 0.38 0.41 0.39 0.38 0.39 0.38 0.37

3.00 0.44 0.42 0.40 0.43 0.42 0.40 0.42 0.41 0.39 0.40 0.39 0.38

DMAX = 0.6 HM 4.00 0.45 0.44 0.42 0.45 0.43 0.42 0.44 0.43 0.42 0.42 0.41 0.40

Fm 0.65 0.70 0.75 5.0

0

5.00 0.47 0.45 0.44 0.46 0.45 0.44 0.45 0.44 0.43 0.43 0.42 0.41

Hm = altura de luminaria respecto al plano de trabajo

Tareas y clases de localIluminancia media en servicio (lux)

Mínimo Recomendado Óptimo

Zonas generales de edificios

48


2012

Zonas de circulación, pasillos 50 100 150

Escaleras, escaleras móviles, roperos, lavabos, almacenes y archivos 100 150 200

Centros docentes

Aulas, laboratorios 300 400 500

Bibliotecas, salas de estudio 300 500 750

Oficinas

Oficinas normales, mecanografiado, salas de proceso de datos,

salas de conferencias450 500 750

Grandes oficinas, salas de delineación, CAD/CAM/CAE 500 750 1000

Comercios

Comercio tradicional 300 500 750

Grandes superficies, supermercados, salones de muestras 500 750 1000

Industria (en general)

Trabajos con requerimientos visuales limitados 200 300 500

Trabajos con requerimientos visuales normales 500 750 1000

Trabajos con requerimientos visuales especiales 1000 1500 2000

Viviendas

Dormitorios 100 150 200

Cuartos de aseo 100 150 200

Cuartos de estar 200 300 500

Cocinas 100 150 200

Cuartos de trabajo o estudio 300 500 750

Otros datos:

A nivel del plano de trabajo, existe un nivel mínimo de iluminación

natural de 0 lux.

El nivel de iluminación recomendado para las actividades que se

desarrollarán en el local es de 500 lux en el plano de trabajo.

El factor de mantenimiento para las luminarias se considera (0.1)

El techo tiene un coeficiente de reflexión (0.5) y el de las paredes es de

(0.1).

49


2012

Por las características del local, de las luminarias y de las actividades

que en él se desarrollan, la altura sobre el suelo de la instalación de

alumbrado, debe ser de (3.5)

2.4.2.1 EJERCICIOS DE APLICACIÓN DE ILUMINACIÓN ARTIFICIAL

1.- Calcular el número de lámparas fluorescentes, su distribución y la propuesta de

instalación eléctrica, del proyecto de alumbrado interior para oficinas donde se realizan

trabajos de lectura o transcripción de manuscritos a tinta o lápiz y manejo de archivos,

cuyas dimensiones del local son:

Ancho = 10m

Largo = 20m

Altura = 4m

Techo y paredes de colores claros

1.- Determinación del Nivel de Iluminación recomendado = 600 lux según el S.M.I.I.

2.- Determinación del sistema de alumbrado = semidirecto con lámparas colocadas en

gabinetes de diseño moderno.

3.-Selección del tipo de lámpara = lámparas tipo slim line de 74 Watts de encendido

instantáneo, bulbo T-12 acabado Blanco-frio, longitud 244cm, 9000 hrs. de vida útil, 6050

lúmenes iniciales, 9% de depreciación.

4.-Cálculo del índice local

corresponde a la letra “D”

5.- Determinar el coeficiente de utilización (C.U)

50

IC=5 Hm( L+ A )LxA

=5 x3 . 15(20+10 )20 x10

=2 . 362


2012

T = 70% Color claro en ambos

P = 50%

C U = 0.70

Techo= CLAROS

Paredes= CLAROS

6.- Determinar el factor de mantenimiento.

F.M= 0.70

7.- determinar el coeficiente de depreciación de la lámpara.

C.D = 100 - 9.0% = 91.0%

8.-determinar la eficiencia de la balastra.

E.B = 0.80

9.-determinar el número de lámparas:

NL= N . IxSφL x C .U . x F . M x C . D . x E .B

=600 x 2006050 x 0 .70 x 0.70 x0 .91x 0 . 80

=56 .22≈60 lamparas

10.-Comprobacion del Nivel de Iluminación.

N . I .=N . L. x φL x C .U . x F .M x C .D . x E .B .

S=60 x 6050x 0 .70 x 0. 70 x0 . 91 x0 . 80

200=647 .45 Lux ≥ 600 Lux

11.- Determinación de unidades de alumbrado.

51


2012

LUMINARIAS=602

=30

pudiendo ser entre 3 o entre 4 para obtener menor cantidad de

unidades de alumbrado

12.- distribución simétrica

5 hileras x 6 filas

13.- separación entre hileras

SH= ancho¿de hileras

=105

=2m

14.- separación entre filas

SF=Longitud de local¿de filas

=206

=3. 33 m

15.- distancia entre luminarias en hileras

DL= Separación entre lámparas < 1.4 altura de montaje

2.0<1.4 x 3.15

2.0<4.41

16.- verificación de distancias entre luminarias en hileras y filas

Separación de Hileras < 1.4Hm; 2.00 < 1.4x 3.15; 2 < 4.41

Separación de Filas < 1.4Hm; 3.33 < 1.4 x 3.15 ; 3.33 < 4.41

52


2012

17.- separación de hileras respecto a la pared

S .H . P .=ancho2(¿

hileras )=10(2 x5 )

=1 . 00m¿

18.- separación de filas respecto a la pared

S .F .P .= longitud2(¿

hileras )=20(2x 6 )

=1.66m¿

NOTA: Se debe realizar el plano completo del proyecto de alumbrado artificial para Oficinas en

salón de clases conjuntamente con los alumnos.

2.- Calcular el número de luminarias, la distribución simétrica y la propuesta de instalación

eléctrica del proyecto de alumbrado, con el fin de iluminar adecuadamente el área de

empacado y envoltura de una fábrica de dulces, teniendo los siguientes datos:

Ancho = 32m

Largo = 42m

Altura de falso plafón = 3.50m

Techo de color blanco

Y paredes de color crema

1.- Determinación del NI recomendado = 300 lux según el SMII

2.- Determinación del sistema de alumbrado= directo con lámparas colocadas en

gabinete, empotrada con vidrio plano

53


2012

3.-Selección del tipo de lámpara= lámparas tipo VHO de encendido rápido de 160 Watts

con bulbo T-12, acabado Blanco frio, longitud de lámpara 283cm., 6000 hrs. de vida útil,

11100 lúmenes iniciales, y 20% de depreciación.

4.-cálculo del índice local =

Corresponde a la letra “I”

5.- determinar el coeficiente de utilización (C.U)

T = 80% Color claro en ambos

P = 30%

C U = 0.29

Techo= CLARO

Paredes= MEDIOS CLAROS

6.- determinar el factor de mantenimiento

F.M= 0.70

7.- determinar el coeficiente de depreciación de la lámpara

54

IC=5 Hr ( L+ A )LxA

=5x 3 .00 (42+32)42 x32

=0 .826


2012

C.D = 100 - 20.0% = 80.0%=0.80

8.-detrminar la eficiencia de la balastra

E.B = 0.80

9.-deerminar el número de lámparas

N .L .= N . I . x SφL x C .U . x F .M x C .D . x E .B .

=300 x134411100 x0 .29 x0 .70x 0 .80 x 0 .80

=279 .59≈280 lamparas

10.- Comprobación de Niveles de Iluminación

N . I .=N . L. x φL x C .U . x F .M . x C . D . x E .B .

S=280 x11100 x0 .29x 0 .70 x 0 .80 x 0.80

1344=300 . 44 Lux ≤ 300 Lux

11.- determinación de unidades de alumbrado.

LUM=2804

=70 LAMPARAS

12.- distribución simétrica

7 hileras x 10 filas

13.- separación entre hileras

Separacion de Hileras= ancho¿ de hileras

=327

=4 .57m

55


2012

14.- separación entre filas

Separacion deFilas= Longitud de local¿de filas

=4210

=4 .2m

15.- distancia entre luminarias en hileras

DL= separación entre lámparas < 1.7 altura de montaje

4.57<1.6x3.0

4.57<4.8

16.- verificación de distancias entre luminarias en hileras y filas

SH < 1.6Hm; 4.57 < 1.6x 3.0; 4.57 < 4.8

SF < 1.6Hm; 4.2 < 1.6x 3.0; 4.2 < 4.8

17.- separación de hileras respecto a la pared

S .H . P .=ancho2(¿

hileras )=32(2 x7 )

=2. 286m ¿

18.- separación de filas respecto a la pared

S .F .P .= longitud2(¿

hileras )=42(2x 10)

=2 . 10m¿

56


2012

NOTA: Se debe realizar el plano completo del proyecto de alumbrado artificial para el Área de

Empacado de una Fábrica de Dulces en salón de clases conjuntamente con los alumnos.

3. ALUMBRADO CENITAL

El alumbrado cenital en edificios reviste singular importancia debido que se ahorra

una gran cantidad considerable de energía eléctrica, que puede ser canalizada para otros

fines, y porque el cansancio visual es menor, sin alteraciones del sistema nervioso, ya que la

vista está constituida para trabajar con la luz solar reflejada sobre los objetos, con los

beneficios que estas radiaciones electromagnéticas proporcionan a los ojos.

El alumbrado cenital en una construcción ya sea habitacional o industrial, se puede

lograr de dos formas:

a) Por medio de ventanas verticales en las paredes, o en forma de dientes de sierra en los

techos de las naves industriales.

b) Por medio de tragaluces y domos en techos de concreto.

3.1 ILUMINACIÓN POR MEDIO DE VENTANAS

Un diseño de alumbrado cenital por medio de ventanas depende de varios factores

que se describen a continuación:

3.1.1 Orientación, colocación y tamaño de las ventanas.

Es conveniente orientar las ventanas hacia el Norte

o hacia el Sur, ya que así se recibe en mayor tiempo

horario la cantidad de luz solar indirecta en cualquier

época del año en climas cálidos. Si lo que se busca

además de la luz natural, el calor directo de los rayos

del sol en ciertas horas de la mañana y en ciertas horas

de la tarde, la orientación de las ventanas en climas

57


2012

fríos debe ser al Oriente y al Poniente. Sobre todo cuando la orientación general del edificio

no está sujeta al alineamiento de una calle o cualquier otra condición inviolable.

Al calcular las dimensiones y tamaño de las ventanas para iluminación diurna se

deben de considerar:

+ Impedir el paso directo de la luz del sol. Si no es posible obtener esto con una

orientación correcta de la ventana, se deben de usar persianas o cortinas traslucidas.

+ Utilizar acabados claros en pisos para que reflejen la luz. En los edificios bajos de una

o de dos plantas se recomienda utilizar mosaicos blancos o claros, mármoles blancos, etc.

+ Incrementar el paso de la luz y mejorar la uniformidad de la luz en los locales.

Diseñar ventanas en dos muros es suficiente para incrementar el paso de la luz y mejorar la

uniformidad, en tres muros aumenta el nivel luminoso pero disminuye la sensación de

intimidad de los locales.58


2012

+ Las ventanas altas son más eficientes para el paso de la luz que las bajas. La máxima

penetración de luz diurna, se obtiene si la altura de la ventana es por lo menos ½ de la

distancia a la pared frontal. Para obtener máxima uniformidad de iluminación, la superficie

de los vidrios de las ventanas deberá ser el 30% del área del local.

+ El método matemático para calcular el nivel de iluminación en un punto EP del plano de

trabajo y alejado a una distancia “a” de la ventana cuyas dimensiones son “f” para lo alto y

“m” para el largo es el siguiente:

B m a m

EP = ------ Tan-1 ------ - --------------- Tan-1 ------------- = Luxes

2 a √ a2 + f2 √ a2 + f2

Dónde:

B = Brillantez o luminancia de la ventana, cuyo valor se toma como norma en 100

lúmenes/pie2 o sea 0.12 lúmenes/Cm2 de superficie de ventana iluminada.

Ejemplo:

Si la dimensión de la ventana es f = 2.00 m. de alto, EP = 0.12 Lúmenes/Cm2 de brillantez, se

obtiene la gráfica 1.

59


2012

Con la ayuda de la formula anterior fue posible construir las siguientes gráficas, que

resuelven en forma rápida y practica el problema de iluminación.

Ejemplo: Si consideramos una ventana de 2.00m. de alto y una brillantez de 0.12

Lúmenes/Cm2, se construye la gráfica 2, con la cual es posible obtener la iluminación en %

de la iluminación exterior en cualquier hora del día.

Si deseamos saber la iluminación a 3.00 m. de la ventana, a las 12:00 del día. Según

la gráfica 1, EP = 0.2E exterior a las doce del día y como la iluminación exterior vale 9000

Lux, por lo tanto EP = 0.2 X 9000 Lux = 1800 Lux.

60


2012

Si deseamos conocer la iluminación a 6.00m. de distancia de la ventana a las 16:00

hr., la iluminación exterior vale aproximadamente 3000 lux, por lo tanto EP = 0.1 x 3000Lux =

300 Lux.

Grafica 3

Con ventanas de 3.6m. de alto, la curva de iluminación aumenta considerablemente

sus valores, ya que al comparar este caso con el primer ejemplo de la ventana de 2.00m.

61


2012

tenemos que EP = 0.55 x 9000Lux = 4950 Lux a 3.00 m. de la ventana, la cual es mucho más

grande.

3.1.2 Dimensiones interiores del local.

Cuando la distancia de la ventana al punto donde se desea una iluminación

determinada es excesiva, de manera que no se pueda obtener el nivel de iluminación

recomendado, es necesario recurrir a la iluminación por medio de tragaluces horizontales,

domos o bien ventanas verticales a todo lo largo de los techos de dientes de sierra (ver

Grafica 4), de uso común en las construcciones industriales. Para mejorar la calidad de la

luz se recomienda usar cristales difusores como los acrílicos o de fibra de vidrio, y aumentar

el poder de la reflexión del techo pintándolo de blanco.

3.1.3 Color de las paredes y techo.

62


2012

Se recomienda realizar acabados finos y utilizar colores claros en paredes. Cuando

los techos son metálicos, reflejan eficientemente la luz, de no ser así es preferible pintarlos

de blanco.

3.1.4 Limpieza de las ventanas.

La iluminación que puede transmitir una ventana cuando recibe directamente la luz

solar puede ser 10,000 lux. Como este valor es excesivo para proporcionar un contraste de

brillo adecuado, lo recomendable es el empleo de plásticos difusores, o en todo caso el uso

de persianas o cortinas. Es necesario realizar una limpieza periódica de polvo y suciedad

que se pueda acumular en persianas, cortinas y difusores, para mantener el nivel de

iluminación recomendado.

3.1.5 Factor de trasmisión del difusor empleado en las ventanas.

El factor de transmisión de los plásticos acrílicos difusores, varían entre un 75% y

80% de acuerdo a su diseño y construcción, debiendo seleccionar el difusor más adecuado

al caso, con el fin de proporcionar la máxima iluminación posible. Los acrílicos trasparentes

incoloros tienen un factor de transmisión del 92%.

Una excelente solución para aumentar la iluminación en zonas intermedias, que no se

pueden iluminar eficientemente con ventanas verticales en los techos de dientes de sierra,

es el empleo de láminas acanaladas traslucidas de fibra de vidrio, situados a determinada

distancia remplazando a las láminas metálicas de aluminio.

63


2012

3.2 ILUMINACIÓN POR MEDIO DE DOMOS Y TRAGALUCES.

La iluminación natural cenital por medio de domos difusores de plástico, es el más

moderno sistema para el alumbrado de interiores durante el día.

Ventajas:

1. Espectro electromecánico visible completo, es decir, la reproducción de toda la gama de

colores.

2. Disminución de la brusquedad de las variaciones de intensidad luminosa durante el día.

3. Distribución uniforme de la luz en cualquier tipo de local.

4. Alto grado de difusión de la luz directa con domos trasparentes.

5. La iluminación que se produce no es afectada por orientación y ubicación del local.

64


2012

6.- Ventilación hacia arriba en domos ventilados por inducción.

Desventajas:

1. Alto costo, 5 veces mayor que las láminas acanaladas traslucidas.

3.2.1 CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS Y CLASIFICACIONES.

En el diseño y cálculo de un proyecto de iluminación cenital por medio de domos, es

importante tener en cuenta los diferentes tipos de domos y sus características constructivas

para obtener una mayor eficiencia de los niveles de iluminación. A continuación, se

presentan la clasificación de los domos más comunes de acuerdo con su aplicación y

características constructivas.

65


2012

66


2012

3.2.2 CÁLCULO DEL NÚMERO DE DOMOS Y SU DIMENSIONAMIENTO.

1.- Determinar el número de domos necesarios para iluminar el área checadora de libros de

una biblioteca que tiene de longitud 20.00m., ancho 10.00m., y una altura de piso a techo de

4.00m. Cuenta además con una ventana en uno de sus lados.

El cálculo se basa sobre el método de lúmenes, adaptado a las circunstancias

especificas del alumbrado natural, siendo los pasos a seguir en un proyecto de esta

naturaleza los siguientes:

A) Determinación del nivel de iluminación.

Se toman los datos recomendados y establecidos en tablas por la Sociedad Mexicana

de Ingenieros en Iluminación (SMII). Ejemplo:

N.I. = 400 Lux sobre una mesa checadora de entrada y salida de libros en una biblioteca.

67


2012

B) Determinación del área a iluminar cenitalmente por medio de domos (AD)

AD = Área del local – área iluminada por ventanas

El área a iluminar se puede determinar multiplicando el largo de la pared con

ventanas por la distancia LV máxima hasta obtener el nivel luminoso recomendado. La

distancia LV se puede obtener gráficamente como se indica en las figuras 1,2 y 3 de la

página 149 del libro Manual de Instalaciones de Alumbrado y Fotometría del Ing. Jorge

Chapa Carreón. Editorial LIMUSA.

Tomar en cuenta que el cálculo de la LV se encuentra condicionado a los rangos de

niveles de iluminación:

Entre 500 y 800 Lux ……… LV = 1.25(V-P)

Entre 250 y 500 Lux ……… LV = 1.9(V-P)

Entre 100 y 250 Lux ……… LV = 3(V-P)

Siendo:

V = Altura del local en m.

P = La altura del plano de trabajo en m.

AD = 200m2 – 57m2 = 143m2 y como el nivel luminoso se encuentra entre 250 y 500 Lux,

entonces LV 1.9 (4.00 – 1.00) = 5.7m.

El área a iluminar por ventanas se puede determinar al multiplicar el largo de la pared con

ventanas por la distancia LV máxima.

AV = 10.00m. x 5.7m = 57m2

C) Determinación del coeficiente de utilización (C.U.) considerando las reflectancias

de pisos, paredes, techo y el índice de local.

68


2012

5Hm (Largo + Ancho)

I.C. =-------------------------------------

Largo x Ancho

Hm =H – p.t. = 4.00m. – 1.00m. = 3.00m

69


2012

5 x3(20.00 + 10.00)

I.C. = ----------------------------- = 2.25 ≈ 3.00

20.00 x 10.00

I.C. = 3.00

⌠techo = 70% Usando la tabla 8.1 del Manual de Instalaciones

de Alumbrado y Fotometría de Jorge Chapa Carreón

⌠pared = 10% corresponde a un C.U. = 0.71

⌠piso = 30%

D) Calculo del flujo luminoso necesario total

N.I. (Lux) x Área iluminada con domos (m2)

Φ =--------------------------------------------------------------

Coeficiente de utilización (C.U.)

400 Lux x 143m2

Φ =---------------------------- = 80,563.38 Lúmenes

C.U. = 0.71

E) Calculo del número de domos necesarios.

Número de domos = Número de hileras x número de domos por hilera

SI EL NIVEL LUMINOSO

ESTA:

NUMERO DE HILERAS DE

DOMOS

NUMERO DE DOMOS EN

CADA HILERA

Entre 500 y 800 Lux

Ancho del área a iluminar con domos

----------------------------------------------

Altura del local sobre el plano de

trabajo

Largo del área a iluminar con

domos

---------------------------------------

Altura del local sobre el plano de

trabajo


---------------------------------------------

Largo del área a iluminar con

domos

70


2012

Entre 250 y 500 Lux Altura del local ---------------------------------------

Altura del local

Entre 100 y 250 Lux


---------------------------------------------------

2 x Altura del local

Largo del área a iluminar con domos

-------------------------------------------------

2 x Altura del local

Como el N.I. se encuentra entre 250 y 500 Lux


El número de hileras de domos = --------------------------------------------------------

Altura del local

10.00m.

N.H.D. = --------------- = 2.5 ≈ 3.00

4.00m.

Largo del área a iluminar con domos

Número de domos en cada hilera =----------------------------------------------------

Altura del local

14.30m.

N.D.C.H. =--------------- = 3.575 ≈ 4.00

4.00m.

Número de domos = 3 x 4 = 12

F) Flujo luminoso que debe proporcionar cada domo.

Flujo luminoso necesario total

ΦD =-----------------------------------------------

Número de domos

80,563.38

ΦD =----------------- = 6,713.615 Lúmenes

71


2012

12

G) Selección de las medidas del domo.

Se debe tomar en cuenta:

Altura del pretil domo = 0.30m.

Reflexión en paredes del foso de luz = 0.80

Factor de eficiencia = 0.83

Selección correcta de tamaño = 60 x 180 Cm.

9,635.6455 x 0.83 = 7,997.60 Lúmenes

7,997.60 Lúmenes x 12 domos = 95,971.00 Lúmenes > 80,563.38 Lúmenes totales.

Selección incorrecta de tamaño = 60 x 150 Cm.

7,974.5342 x 0.82 = 6,539.12 Lúmenes por cada domo.

6,539.12 Lúmenes x 12 domos = 78,469.44 Lúmenes < 80,563.38 Lúmenes totales.

72


2012

H) Comprobación del Nivel de Iluminación.

Coeficiente de utilización x Flujo luminoso total

73


2012

N.I. = -------------------------------------------------------------------------

Área iluminada por domos

Si se selecciona un tamaño de 60 x 180 Cm.

0.71 x 95,971

N.I. = -------------------------- = 476.50Lux > 400Lux

143

Si se selecciona una medida inadecuada de 60 x 150 Cm.

0.71 x 78,469.44

N.I. = -------------------------- = 389.65Lux < 400 Lux

143

NOTA: Se debe realizar el plano isométrico completo del proyecto de alumbrado cenital en salón de

clases conjuntamente con los alumnos.

3.3 LÁMINAS TRASLÚCIDAS

Las láminas onduladas de policarbonato ofrecen resistencia, alta

transmisión de luz, flexibilidad, peso liviano, transparencia, amplia

diversidad de temperatura de servicio, etc.

74


2012

Las láminas onduladas de policarbonato se han vuelto el material líder para cubiertas de

invernaderos, además de su uso generalizado en aplicaciones de claraboyas o de luces

laterales.

Características

Resistente al impacto - virtualmente irrompible.

Transparente - 90% de transmisión de luz.

Resistente al tiempo y a los rayos UV (Mantiene las propiedades durante años).

Resistente a cambios climáticos.

UV protege más que los filtros solares.

Resistente a productos químicos.

Peso Liviano

Fácil de ser trabajado e instalado usando herramientas comunes.

Buen comportamiento al fuego (No emite gases tóxicos al quemarse).

Presenta propiedades contra el amarillento y pérdida de transmisión de luz.

Colores y diseños.

Aplicaciones

Debido a las excepcionales características que poseen las láminas de policarbonato, constituyen la solución ideal para cubiertas de invernaderos o piscinas, además de techados, paneles laterales o revestimientos en la industria, la construcción y la agricultura:Techados o recubrimientos de estructuras, instalaciones industriales, edificios públicos, etc.

Tragaluces: Puede ser utilizado en conjunto con otros techados ondulados o materiales de revestimiento a fin de facilitar la transmisión natural de la luz del día y reducir por lo tanto los costos de iluminación artificial.

Pasajes de lumbreras

Cobertura de piscinas de natación.

75


2012

Tragaluces para brindar iluminación natural a su casa. Doseles, colgadizos, toldos, voladizos, etc.

Invernaderos Comerciales

Garajes para vehículos.

Paneles divisorios.

Cerramientos de patios.

Patios abiertos y veranadas.

Solárium

Techos para invernaderos Tragaluces Techos de galeras

EL CRISTAL-MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN ÚNICO

El cristal es considerado comúnmente como el material de

construcción más significativo a la disposición del arquitecto, debido

a su habilidad única de transmitir luz y de permitir la iluminación

natural dentro de los edificios.

A pesar de que las nuevas tecnologías del cristal se han estado desarrollando con el

propósito de responder a los requerimientos de ambientes

internos más exigentes, el cristal plano básico para ventanas -

aún empleado ampliamente en muchos edificios- sufre de falta

de control solar, aislamiento térmico y propiedades de

seguridad que se esperan de los materiales de cristal actuales.

Lámina solar súper fina

La forma en que la tecnología solar está avanzando en estos

días sólo puede describirse como algo emocionante. El informe

76

http://blog.is-arquitectura.es/2007/11/11/lamina-solar-super-fina/


2012

más reciente: un equipo de investigadores británicos de la Universidad de Durham ha

desarrollado materiales que absorben la luz para su uso en la producción de láminas

fotovoltaicas súper finas.

Aplicaciones de las láminas estructuradas

en Policarbonato.

Tragaluces de gran tamaño y elementos de iluminación natural crean un punto focal

dramático dentro de cualquier edificio.

El vidriado arquitectónico a gran escala es una de las aplicaciones clásicas para las láminas

estructuradas en policarbonato.

Gracias a sus excepcionales cualidades mecánicas y vistosidad, ofrecen a los arquitectos y

diseñadores un material de enorme versatilidad para crear estructuras de gran envergadura

llenas de luz.

DOMOS

77


2012

Presenta un concepto nuevo y único dentro del diseño de iluminación natural, ningún otro

equipo de iluminación natural permite la entrada de luz solar mientras elimina los dañinos

rayos UV y bloquea los rayos IR responsables del calor.

Ventajas de los Domos Prismáticos.

40% más de luz solar que los domos Blancos.

Elimina los daños causados por el rayo directo de sol.

Protección contra rayos Ultravioleta hasta en 98%.

Doble, Triple ó Cuádruple capas para mejor aislamiento térmico.

Freno térmico como equipo estándar.

Construcción y diseño superior con materiales de alta calidad.

Eliminación del rayo Ultravioleta hasta en un 98%.

Eliminación de rayos IR generadores del Calor.

No hay foco Luminoso ya que se distribuye una luz uniforme.

No crea sombras ya que los domos trabajan como un sistema

No decolora materiales ni contribuye a la degradación de alimentos.

Alta resistencia a Cargas.

Alta resistencia a Ráfagas de Viento

Aprobación de la Factory Mutual para Smoke Vents.

Reproducción del color en un 100% por lo que no cambia tonos al ser una luz mas clara y

brillante.

Ahorro de hasta un 30% en Consumos de Aire

Acondicionado.

78


2012

Ahorro por Iluminación Eléctrica, permitiendo apagar las lámparas durante la mayor parte de

las horas del día.

Eficiencia en el diseño al realizar cada Proyecto según la ubicación Geográfica del mismo,

para aprovechar la incidencia solar al máximo.

Cada proyecto es calculado según los parámetros de iluminación requerida por el cliente

Por su vida útil de 10 años garantizada en los acrílicos, permite una recuperación de la

Inversión muy competitiva por debajo de los 13 meses.

tipo de domos

Burbuja

Piramidal

Trapezoidal

Bóveda de Cañón

Bóveda de Cañón Piramidal

79

http://www.mafra.com.mx/domos/cata_bov_canon_piramidal.html

http://www.mafra.com.mx/domos/cata_bov_canon_cristal.html

http://www.mafra.com.mx/domos/cata_trapezoidal.html

http://www.mafra.com.mx/domos/cata_piramidal.html

http://www.mafra.com.mx/domos/cata_burbuja_cristal.html


2012

Área cubierta con DOMOS BURBUJA individuales en color cristal y opalino; instalados

sobre estructura en forma de retícula, y con canal y perimetral de aluminio extruido.

Área cubierta con DOMOS TRAPEZOIDALES individuales en color humo; instalados con

canal central y perimetral de aluminio extruido.

80


2012

Área cubierta con DOMOS PIRAMIDALES individuales en color humo; instalados sobre

estructura en forma de retícula, con canal central y perimetral de aluminio extruido. Los

Domos en este color, protegen muebles o pintura de los coches, de la decoloración

ocasionada por los rayos del sol.

Área cubierta con DOMOS BÓVEDA DE CAÑON, en color cristal; instalados con canal

central y perimetral de aluminio extruido. Estos domos dan una perfecta transparencia.

81


2012

Área cubierta con DOMOS BÓVEDA DE CAÑON PIRAMIDAL en color humo; instalados

con canal central y perimetral de aluminio extruído.

DOMOS EN MALLA RETICULAR

Para todo tipo de espacios que requieran ser techados

Domos en acero. Este tipo de estructuras metálicas (domos en acero) resultan ideales para

todo tipo de espacios que necesitan ser techados como respuesta a las condiciones

climáticas dominantes, ofreciendo en todo momento la posibilidad de ser utilizadas, y

obtener así, todos los beneficios posibles que estas instalaciones puedan ofrecer, sin perder

en ningún momento, la libertad absoluta requerida para el adecuado desarrollo de sus

actividades, independientemente de cuál sean.

82


2012

Domos Patio Central

Albercas, Canchas de Tenis, Padel tenis, Basquetbol, etc. Cualquier tipo de instalación

deportiva, sin importar su tamaño, puede ser techada con este tipo de Domos en acero.

Desde espacios pequeños hasta grandes superficies como campos de fútbol, pistas de

atletismo, velódromos, etc.

La posibilidad en la utilización de estas estructuras para cubrir claros de dimensiones

considerables depende directamente del diseño geométrico propio de estas, ya que su

efectividad es determinada por el hecho de que funcionan básicamente por forma.

Obteniendo como resultado final, cubiertas completamente funcionales desde el punto de

vista técnico, por lo esbelto en las secciones del material utilizado, así como en su aspecto

arquitectónico. Tanto por el hecho de ofrecer una respuesta precisa a la cada vez más

imperativa necesidad de protección contra las inclemencias del medio ambiente, como en su

aspecto final, el cual estéticamente ofrece simultáneamente una imagen de ligereza y

contemporaneidad.

Cancha de Cancha de Cancha de Cancha de

83

http://www.aiei.com.mx/pg%20tenis%204g.jpg





2012

tenis 1 tenis 2 tenis 3 tenis 4

Dentro del campo de las instalaciones deportivas, como en el caso de las canchas de tenis

aquí presentadas, podemos mencionar el deterioro constante y considerable a que son

sometidas cuando se encuentran a la intemperie donde su mantenimiento es por demás alto.

Durante la época de lluvias, por ejemplo, quedan frecuentemente imposibilitadas sea por el

daño de ésta sobre su superficie (cuando son de arcilla), como a lo largo del tiempo que se

necesita para ser secadas y rehabilitadas. Y que decir durante el momento justo en el que

está lloviendo.

Sin embargo, cuando se decide techar una cancha de tenis con domos en acero, el costo de

mantenimiento se vuelve significativamente más bajo al requerir menos atención por

mantenerse en condiciones óptimas por la protección de la cubierta le brinda contra las

distintas inclemencias del tiempo. Además de que se puede usar en todo momento a lo largo

del año, sea época de lluvias o no.

Domos Patio1 Domos patio2 Domos patio3 Domos patio4

Por el tipo específico de material utilizado para cubrir la estructura de los domos en acero

(membrana plástica difusora en P.V.C) se mantiene la cantidad de luz natural que estando a

la intemperie tenia, ofreciendo una sombra por demás agradable con el consabido ahorro en

consumo de energía eléctrica. ya que en otros sistemas de techado es común apreciar un

cierta reducción en el grado de iluminación natural forzando al usuario a compensar esto con

luz eléctrica desde tempranas horas del día.

84

http://www.aiei.com.mx/pg%20cambridge%208g.jpg








2012

Las aberturas perimetrales mostradas ofrecen en primera instancia una ventilación natural

cruzada con lo cual se obtiene una temperatura interior bastante agradable, además de que

no existe una sensación de encierro total que es frecuente ver dentro de las instalaciones

deportivas cubiertas.

DOMOS GEODÉSICOS

Estructuras Geodésicas

Estructuras diseñadas y fabricadas en México. Estructuras geodésicas comunes o con cierto

tipo e alteración en su exentricidad y frecuencia. Con resultados de una forma atractiva y

estructuralmente eficiente por medio de un detallado estudio en la geometría propia de

nuestras estructuras propuestas, las cuales han encontrado gran aceptación en lo que se

refiere a diversos tipos de instalaciones sean deportivas o de otra índole. Estructuras que

resultan convenientes cuando se necesita mantener una libertad absoluta de elementos

estructurales intermedios. Cuestiones que no resultan, después de todo, tan poco frecuentes

de encontrar en los requerimientos actuales. Espacios de usos múltiples que

necesariamente deben contar con algún tipo de cubierta entre las muchas opciones de

techos disponibles en el mercado.

Planta de geodésicas.

Plantas geodésicas 1 Construcción 1 Construcción 2

85

http://www.aiei.com.mx/geo1%203g.jpg





2012

Tanto este tipo de estructura como la de tipo domo presentada a lo largo del sitio web,

definitivamente se erige como componentes de las llamadas estructuras arquitectónicas. Las

cuales buscan, sobre todo, llegar a establecer un puente entre la parte técnica y la artística

que habría de caracterízar a las dos disciplinas primarias que activamente intervienen: la

ingeniería y la arquitectura. Por medio de un obligado diálogo, se busca encontrar puntos en

común que satisfagan las exigencias y los objetivos que cada disciplina por separado busca.

En el caso de la arquitectura la presentación de esta estructura produce una alteración en la

calidad espacial que de común se experimenta. Se cuenta con un espacio que se desarrolla

de manera natural pues la malla reticular que conforma la estructura no exhibe

modificaciones que evidencie la presencia de elementos estructurales dominantes (mayores

secciones), y por tanto no se presentan interrupciones o frenos al fluir natural del espacio.

Construcción 3 Entrega Planta de geodésicas 2

El espacio se contiene parcialmente pues logra escaparse y fusionarse con el exterior por

las aperturas laterales. Motivo que refuerza la sensación de ligereza. Si la cubierta se

encontra cerrada en sus costados, la senscaión de ligereza referida se perdería y daría paso

a una imagen de masividad que constituiría, más que una inserción sobre un medio creado,

una intromisión e iremediable afectación.

86





2012

Construcción 1 Construcción 2 Construcción 3 Construcción 4

Así, a partir de lo comentado anteriormente, en este caso se muestra, a manera de ejemplo,

algunas imagenes tomadas sobre un estructura empleada para cubrir parcialmente la

alberca principal (de medidas olímpicas) de un centro deportivo. Cabe hacer mención que en

este, caso como en la mayor parte de estos centros deportivos, la alberca constituye el

corazón de sus instalaciones. Por lo que la posibilidad de considerar con seriedad el cubrirla

(aunque sea parcial como en este caso), solo puede ser, si el tipo techumbre empleada

resalta la imagen del Club. En otras palabras, dificilmente alguien se animaria a cubrir la

instalacion de más demanda si considera que visualmente quedará afectada o dañada.

Porque al final, la imagen misma del club quedará reducida.

Diseño de Estructuras de acero

Diseño de domos estructurales (estructuras de acero). El diseño estructural de estos domos

en particular, utilizados para cubrir de distintas maneras, diferentes tipos de espacios de

grandes dimensiones (terminales, estadios, auditorios, mercados, etc.); presentan cierta

unidad conceptual (más que presentar los planos correspondientes, ofrecemos los modelos

tridimensionales que a partir de estos fueron generados) respecto a la doble curvatura y la

variación presente entre los radios de cada uno de los elementos (piezas de acero)

componentes, denominados cuerdas siendo estos decrecientes al centro. Los márgenes de

amplitud sobre los radios empleados en proporción con los claros a cubrir, para los ejemplos

que ahora se presentan, son determinados principalmente no por cuestiones eminentemente

estructurales más bien por razones de diseño. La intención final que con la construcción de

estas estructuras de acero se persigue.

87






2012

Diseño de estructuras

de acero 1

Diseño de estructuras de

acero 2

Diseño de estructuras

de acero 3

El concepto (concept) está deliberadamente condicionado por el juego geométrico en la

conformación y composición de la doble curvatura antes mencionada para el uso del domo o

en la configuración de domos. Es decir, en una composición basada en la posible unión,

intersección, substracción o disección al integrar varios de éstos.

La principal intención de presentar, en estas perspectivas, algunos de los diseños que

hemos ofrecido para varios de nuestros diferentes clientes, cuando se trata de cubrir ciertos

espacios en formas y usos particulares, donde al final prevalece el empleo del domo, es la

de mostrar las enormes posibilidades que plásticamente pueden obtenerse con el uso,

variación y reinterpretación de un solo objeto geométrico. Tanto en su estructura interna

como en su capacidad compositiva.

Lámina de Policarbonato decorativa

Este material es tan versátil que puede usarse también para divisiones y ventanas interiores,

así como en muchas otras aplicaciones que su creatividad encontrará. Consulte nuestra lista

de precios especial para Internet o llámenos para que uno de nuestros representantes le

haga un presupuesto.

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http://www.aiei.com.mx/proyectos%203%20g.jpg







2012

TRAGALUCES.

Hoy en día, muchas personas consideran usar un área del techo para agregar una

habitación a la casa. El espacio del techo puede ser dramáticamente transformado con el

uso de una ventana para brindar luz a este nuevo espacio. Hay muchos beneficios o

combinaciones de beneficios que el cristal puede entregar y varias consideraciones a tener

en mente en el momento de la instalación.

Tipos de tragaluces

Los términos tragaluz o ventana de techo suelen referirse a distintos estilos.

Los tragaluces de ventilación son una opción excelente para el cuarto de baño y la cocina.

Además de ofrecer luz adicional, cuando se abren, la ventilación en lo alto crea una corriente

de aire ascendente. Los tragaluces de ventilación pueden funcionar de varias formas:

o Controlados por sensor de temperatura

o Por control remoto

o Con interruptores eléctricos de pared

o Con manivelas manuales o eléctricas

Los tragaluces fijos simplemente ofrecen luz adicional. Son ideales para desvanes,

segundos pisos o cualquier otro cuarto en el que necesite iluminación adicional o desde el

que desee disfrutar las vistas. Los estilos y los tamaños varían de cúpulas a rectángulos. Los

tragaluces de acrílico están diseñados para cuartos de utensilios, talleres y cocheras, en

donde la estética es menos importante que la funcionalidad.

Los tragaluces tubulares son relativamente nuevos en el mercado. Por su tamaño pequeño

(normalmente 10 o 14 pulgadas de diámetro), se los puede usar en espacios en que los

tragaluces comunes no caben. Es posible instalar este tipo de tragaluces en pasillos, en

cuartos de baño y hasta en clósets. A pesar de sus reducidas dimensiones, dejan entrar

mucha luz. El concepto y el proceso de instalación es prácticamente igual al de los

tragaluces convencionales.

Características de los tragaluces

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2012

El vidrio térmico aislante evita pérdidas de calor en invierno y contribuye a refrescar en

verano.

El tinte filtra los rayos ultravioleta y el calor adicional.

Las pantallas o las persianas filtran la entrada del sol: buena idea si el trayecto del sol pasa

por encima del cuarto.

Las mallas contra insectos en los tragaluces con ventilación evitan que los insectos entren a

la casa

CLASIFICACIÓN DE LOS TIPOS DE VENTANAS, TRAGALUCES.

CLASE DESCRIPCIÓN

R RESIDENCIAL

LC COMERCIAL LIGERA

C COMERCIAL LIGERA

HC COMERCIAL PESADA

AW TIPO DE ARQUITECTURA

DOMOS.

Existen diversos diseños de domos, todos ellos ofrecen ventajas y se ajustan a las

necesidades de cada espacio; desde el tradicional tipo burbuja hasta los domos triangulares,

hexagonales o circulares. Todos garantizan alta transmisión de luz, resistencia, ligereza y

economía.

DOMOS DE POLICARBONATO CELULAR

El policarbonato es una excelente alternativa para el aprovechamiento de la luz solar como

fuente de iluminación; obteniendo así, la mayor cantidad de luz y al mismo tiempo evita el

calor.

Este domo cuenta con las siguientes características:

Más resistente. 300 veces más resistente que el vidrio y 30 veces más resistente que el

acrílico. Resiste a impactos de piedras y granizo, no se astilla ni se rasga.

Alta transmisión de luz. Protección UV y contra efectos del medio ambiente.

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2012

Térmico. Debido a su estructura de dos paredes con cámara de aire provee de un

aislamiento prolongado ya que es celular.

Autoextinguible. Seguridad ante incendios; su material plástico no propaga la flama y lo

más importante no produce gases tóxicos en caso de combustión forzada.

Larga vida útil.

MEDIDAS

CUADRADOS RECTANGULARES CIRCULARES

0.44 x 0.44 0.44 x 0.60 0.44Ø

0.60 x 0.60 0.60 x 0.90 0.60Ø

0.90 x 0.90 0.60 x 1.20 0.90Ø

1.20 x 1.20 0.90 x 1.20 1.20Ø

1.50 x 1.50 1.20 x 1.80 1.50Ø

1.80 x 1.80 1.20 x 2.40 1.80Ø

2.00 x 2.00 1.20 x 3.00 2.00Ø

2.00 x 3.00

DOMOS DE POLICARBONATO SÓLIDO

El policarbonato sólido es un material excelente donde la claridad es lo esencial, ya que

permite la transmisión de hasta un 90% de la energía solar y hasta un 80% de la luz visible.

Características del policarbonato sólido:

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Ligero.

Protección UV.

Alta resistencia al impacto.

Transmisión de luz excelente.

Resiste viento, granizo, etcétera.

Cumple con los principales códigos de construcción.

Ideales para: techos y domos; áreas especiales: cubiertas de albercas, cubiertas

translúcidas, naves industriales, establecimientos, etcétera.

DOMOS DE POLICARBONATO TERMOAISLANTE

En el momento de más calor del día, estos domos dejan pasar solo la luz, impidiendo

la entrada a la mayor parte del calor producido por la radiación solar. El calor queda retenido

gracias a las propiedades aislantes de las láminas estructuradas de policarbonato, con la

que esta fabricada este domo.

Características del policarbonato termoaislante:

En climas cálidos el calor queda fuera, solo pasa la luz.

En climas fríos el calor se mantiene dentro y deja pasar la luz.

Permite el acceso de una mayor cantidad de luz e impide el calor como resultado de poder

reflejar la luz.

Elevado nivel de difusión de luz.

Máxima reducción del calor. Termoaislante.

Reducción térmica de 13°C con respecto a los materiales existentes.

INSTALACIÓN DE DOMO

Escoger el área para

instalar el domo

Hacer un claro sobre

el área o techo

Construir base o

murete para el domo

Colocar el domo sobre

la base o murete

Sujetar el domo con

pijas o taquetes

Finalmente el domo

queda instalado.

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2012

INSTALACIÓN DE DOMO CON MARCO INVERTIDO

Escoger el área para

instalar el domo

Hacer un

claro sobre el

área de la

loza

Colocar y sellar

el marco invertido

de domo

Montar

domo sobre

marco

invertido

Fijar con pijas o

remaches el domo al

marco invertido

Finalmente el

domo queda

instalado

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ALGUNOS TIPOS DE DOMOS.

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2012

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2012

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tipo de domos

Burbuja

Piramidal

Trapezoidal

Bóveda de Cañón

Bóveda de Cañón Piramidal

Área cubierta con DOMOS BURBUJA individuales en color cristal y opalino; instalados

sobre estructura en forma de retícula, y con canal y perimetral de aluminio extruido.

Área cubierta con DOMOS TRAPEZOIDALES individuales en color humo; instalados con

canal central y perimetral de aluminio extruido.

99

http://www.mafra.com.mx/domos/cata_bov_canon_piramidal.html

http://www.mafra.com.mx/domos/cata_bov_canon_cristal.html

http://www.mafra.com.mx/domos/cata_trapezoidal.html

http://www.mafra.com.mx/domos/cata_piramidal.html

http://www.mafra.com.mx/domos/cata_burbuja_cristal.html


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Área cubierta con DOMOS PIRAMIDALES individuales en color humo; instalados sobre

estructura en forma de retícula, con canal central y perimetral de aluminio extruido. Los

Domos en este color, protegen muebles o pintura de los coches, de la decoloración

ocasionada por los rayos del sol.

Área cubierta con DOMOS BÓVEDA DE CAÑON, en color cristal; instalados con canal

central y perimetral de aluminio extruido. Estos domos dan una perfecta transparencia.

Área cubierta con DOMOS BÓVEDA DE CAÑON PIRAMIDAL en color humo; instalados

con canal central y perimetral de aluminio extruído.

Lámina de Policarbonato decorativa

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2012

Este material es tan versátil que puede usarse también para divisiones y ventanas interiores,

así como en muchas otras aplicaciones que su creatividad encontrará. Consulte nuestra lista

de precios especial para Internet o llámenos para que uno de nuestros representantes le

haga un presupuesto.

Luz Cenital

Cuando nosotros percibimos nuestro entorno, las luces y las sombras se distribuyen de

una forma muy peculiar debido al modo en que la luz incide sobre nosotros. Dado que

nuestro punto de luz está colocado sobre nosotros el modo en el que somos iluminados es

muy peculiar, por eso cuando vemos una miniatura pintada sin preocuparse de donde coloca

las luces no nos parece real, ya que asociamos la realidad a una iluminación desde arriba o

cenital. Los pintores de histórico lo sabes y por eso usan esta técnica, aunque más que

técnica es un modo de dar las luces y sombras, intentare explicároslo lo mejor que pueda.

La luz cenital, como ya hemos dicho tiene la

peculiaridad de distribuir la luz y la sombra de un

modo muy particular, al estar el foco de luz

imaginario sobre la miniatura, los pontos de

máxima luz deben estar en la parte superior de

los volúmenes y la máxima sombra debajo de los

mismos, esto crea un rico contraste donde la

máxima luz y la máxima sombra de distintos

volúmenes quedan pegadas creando una fuerte

sensación de volumen. En el Grafico de la

derecha podéis observar la distribución de luces y

sombras en una iluminación cenital.

Lo más importante a la hora de realizar este tipo de iluminación es tener muy claro donde

se van a colocar las luces ya que si no se hace correctamente el resultado puede no ser el

deseado. En este ejemplo podéis ver la distribución de luces en un rostro, tanto bajo

iluminación cenital como normal. Se puede observar que aplicando la técnica aquí explicada

se pueden usar colores mucho mas intensos sin por ello comprometer el realismo de la

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2012

pieza:

LUZ CENITAL

Cuando nosotros percibimos nuestro entorno, las luces y las sombras se distribuyen

de una forma muy peculiar debido al modo en que la luz incide sobre nosotros. Dado que

nuestro punto de luz esta colocado sobre nosotros el modo en el que somos iluminados es

muy peculiar, por eso cuando vemos una miniatura pintada sin preocuparse de donde coloca

las luces no nos parece real, ya que asociamos la realidad a una iluminación desde arriba o

cenital. Los pintores lo saben y es por eso que usan esta técnica, aunque mas que técnica

es un modo de dar las luces y sombras.

La luz cenital, como ya hemos dicho tiene la peculiaridad de distribuir la luz y la

sombra de un modo muy particular, al estar el foco de luz imaginario sobre la miniatura, los

pontos de máxima luz deben estar en la parte superior de los volúmenes y la máxima

sombra debajo de los mismos, esto crea un rico contraste donde la máxima luz y la máxima

sombra de distintos volúmenes quedan pegadas creando una fuerte sensación de volumen.

En el Grafico de la derecha se puede observar la distribución de luces y sombras en una

iluminación cenital.

CONDICIONES A CONSIDERAR PARA EL DISEÑO DE SISTEMAS CENITALES.

TEMPERATURA

Los medios de control pasivo que determinan el comportamiento térmico de una

edificación, deben diseñarse considerando el entorno ambiental, el género de la edificación,

el tipo y número de usuarios, las características y frecuencia de uso y las ganancias térmicas

generadas por equipos y luminarias, entre otras variables. Se consideran como medios de

control térmico pasivo los siguientes:

a. Orientación de las ventanas.

b. Superficie de las ventanas.

c. Tipo de cristales.

d. Tipo de dispositivos de control solar, tanto internos como externos.

e. Cualidades superficiales, superficie y disposición de los elementos masivos.

f. Capacidad térmica de los elementos envolventes

g. Aislamiento térmico de los elementos envolventes.

h. Ventilación y sus variables.

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2012

Al dimensionar y orientar las ventanas, debe considerarse que las superficies

vidriadas cuentan con una baja termicidad, lo cual propicia grandes pérdidas de calor en

invierno y ganancias en verano.

En las fachadas con incidencia directa de la radiación solar (Oriente, Poniente y Sur),

las superficies vidriadas deben reducirse al mínimo indispensable, con el propósito de evitar

el sobrecalentamiento en los espacios interiores.

En latitudes como la Ciudad de México, debe preverse el uso de dispositivos

exteriores de control solar para evitar el asoleamiento directo en las fachadas del rango

Este, Sur, Oeste. Las superficies acristaladas con frente hacia el sur, deben protegerse con

dispositivos horizontales (aleros o volados) con un ángulo para altura de sombreado de 70°.

VENTILACIÓN

El diseño de los controles de viento, debe garantizar un ambiente confortable para los

espacios interiores en términos de pureza, velocidad y temperatura del aire, para lo cual

deberá efectuarse un cuidadoso estudio del microclima.

Debe procurarse el aprovechamiento de los vientos dominantes y propiciar la

ventilación cruzada.

Todos los espacios interiores deben contar con ventilación natural mediante ventilas

con una abertura equivalente al 5% de la superficie del local como mínimo, orientadas al

exterior o a patios interiores. Las ventilas deben ubicarse de preferencia en la parte superior

de los canceles, con el fin de propiciar el desalojo del aire viciado y evitar las corrientes al

nivel de los usuarios.

En locales donde se requiera aire acondicionado, deben preverse ventilas de

emergencia con una abertura equivalente al 0.5% de la superficie del local como mínimo.

ILUMINACIÓN

Los inmuebles universitarios deben contar con sistemas de iluminación que

proporcionen niveles confortables de luz natural, mediante una adecuada orientación y

distribución de las ventanas, evitando deslumbramientos y contrastes excesivos. Debe

contar asimismo con iluminación artificial en la cantidad y calidad requeridas.

Debe procurarse el uso eficiente de la luz natural, con el propósito de reducir al

mínimo los sistemas de iluminación artificial.

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2012

Los proyectos arquitectónicos deben incluir estudios específicos de la gráfica solar

respecto a la posición del edificio, con el fin de seleccionar adecuadamente los sistemas y

dispositivos de iluminación natural.

La iluminación cenital por medio de domos o tragaluces constituye una buena

alternativa de iluminación natural debido a la uniformidad de la luz que proporciona sin

embargo, debe considerarse que este sistema propicia grandes ganancias y pérdidas de

calor.

Las ventanas deben construirse utilizando exclusivamente cristales o plásticos

transparentes con una transmitancia mayor o igual al 85%, con el fin de obtener niveles

óptimos de iluminación. Queda restringido el uso de cristales reflectivos tipo espejo,

entintados y filtros solares de películas plásticas.

Los espacios interiores con demanda de un alto confort lumínico como aulas,

laboratorios, cubículos, salas de lectura, oficinas, etc. deben orientarse de preferencia hacia

el norte; debe considerarse que en la fachada norte, las ventanas proporcionan niveles de

iluminación uniformes durante todo el año, aunque propician considerables pérdidas

térmicas.

En los interiores, debe considerarse el uso de texturas lisas y colores claros con una

reflectancia del 60% al 80%. Los plafones deben ser invariablemente blancos.

Acústica

Los proyectos deberán proporcionar los niveles de confort acústico considerando la

tipología y uso de los espacios.

Los proyectos de locales donde la acústica sea un factor vital para su funcionamiento,

requerirán de estudios específicos.

Los equipos que produzcan una intensidad sonora mayor de 65 decibeles, medida a

50 cm en el exterior del local, deben aislarse en locales acondicionados acústicamente en tal

forma que reduzcan la intensidad sonora al nivel de confort requerido.

Los materiales aislantes de sonido deben seleccionarse en función de las fuentes

externas de contaminación acústica, los niveles de ruido ambiental y los rangos de confort

acústico. En términos generales, aislantes térmicos son buenos aislantes acústicos

4. ALUMBRADO DE PARQUES, ZONAS RECREATIVAS Y ESTACIONAMIENTOS.

1.- Determinación del nivel luminoso requerido.

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Estacionamientos = 50 Lux

Parques recreativas = 10 Lux

Plazas y monumentos = 50 a 100 Lux

2.- Selección del tipo de luminarias.

* Tipo punta de poste de alta emisión o potencia para grandes alturas e iluminar grandes

áreas.

* Tipo punta de poste de baja emisión o potencia para bajas alturas de montaje para

pequeñas zonas.

3.- Calculo del Número de luminarias.

A x E

N.L. =------------------------------------------

ΦL x C.U. x C.M. x C.D.

Donde:

A = Superficie a iluminar en m2

E = Nivel de iluminación recomendado

ΦL = Flujo luminoso inicial

C.U. = Coeficiente de utilización (reflexión de techo y paredes = 0)

C.M. = Coeficiente de mantenimiento (medio)

C.D. = Coeficiente de depreciación de lámpara

5. ALUMBRADO DE CANCHAS DEPORTIVAS.

El objetivo de iluminar instalaciones deportivas ya sean interiores o exteriores es

ofrecer un ambiente adecuado para la práctica y disfrute de actividades deportivas por parte

de jugadores y público. Lógicamente, las exigencias variarán según el tipo de instalación

105


2012

(recreo, entrenamiento o competición) y el nivel de actividad (amateur, profesional o

retransmisión por televisión).

Iluminar este tipo de instalaciones no es fácil, pues hay que asegurarse de que los

jugadores y demás objetos en movimiento sean perfectamente visibles independientemente

de su tamaño, posición en el campo, velocidad y trayectoria. Por ello es importante tanto el

valor de la iluminancia horizontal como la vertical, aunque en la práctica esta última sólo se

tiene en cuenta en las retransmisiones televisivas donde es necesario un buen modelado

que destaque las formas de los cuerpos.

Los niveles de iluminación recomendados varían con la actividad y el grado de

profesionalidad, pero sin entrar en detalles podemos recurrir a la siguiente tabla.

Actividad EHorizontal (lux)Uniformidad

Emin/Emed

Entrenamiento, recreo 200-300 1:2

Competición 500-700 1:1.5

Para evitar problemas de deslumbramiento que dificulten el normal desarrollo del

juego, especialmente en deportes donde hay que mirar hacia arriba, conviene tomar

medidas como instalar luminarias apantalladas, reducir el número de puntos de luz

agrupando los proyectores o evitar colocarlos perpendicularmente a la línea de visión

principal. Es conveniente montar las fuentes de luz a una altura adecuada; para el caso de

instalaciones exteriores y visto desde el centro del campo, el ángulo formado por el plano

horizontal y el eje de cualquier proyector de la batería debe ser superior a 25º.

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2012

Las lámparas a utilizar dependerán de la finalidad de la instalación. En instalaciones

de competición, se usan lámparas de halogenuros metálicos por sus altas prestaciones.

Pero en otros casos puede bastar con lámparas halógenas o de mercurio y sodio a alta

presión; más baratas.

Las luminarias, en instalaciones exteriores, se disponen normalmente en torres

colocadas en los laterales, en las esquinas del campo o en una combinación de ambas. En

el primer caso se emplean proyectores rectangulares cuya proyección sobre el terreno tiene

forma trapezoidal obteniendo como valor añadido un buen modelado de los cuerpos. En el

segundo caso se emplean los circulares que dan una proyección en forma elíptica.

A continuación se ofrecen algunos ejemplos de disposiciones típicas de proyectores

en instalaciones de entrenamiento de exteriores.

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2012

Considerar el alumbrado de zona de espectadores en las graderías y el alumbrado de

la cancha.

1.- Determinación del Nivel luminoso recomendado

Este dato depende del tipo de juego, clase o importancia (profesional, amateur,

exhibición, amistoso, local, juvenil, etc.) y la velocidad de acción. Ver tabla de niveles de

iluminación recomendados.

2.- Tipo y selección de reflectores.

* Vapor de sodio para canchas escolares

* Vapor de mercurio (haluros metálicos) o metalarc en canchas municipales o estadios si hay

transmisión televisiva.

* Sodio de alta presión y emisión para estadios de futbol o de beisbol.

* Mixta incandescente y mercurial de 200 a 500 watts en canchas rurales.

3.- Reglas para la selección de reflectores.

1.- Para grandes distancias de iluminación (reflectores atrás de las tribunas) se deben usar

los reflectores de haz más estrecho.108


2012

2.-Para obtener una iluminación uniforme, procurar trasladar los bordes de los haces

proyectados.

3.-Para canchas medianas (voleibol, tenis, badmington, baloncesto, etc.) se deben usar

reflectores de haz ancho.

4.-En chanchas municipales o rurales es necesario usar reflectores de haz ancho,

incandescentes o mercuriales o una combinación de ambos.

4.- Calculo del Número de Reflectores.

A x E

N.R. =--------------------------------------------

ΦHAZ x C.U. H. x C.M. x C.D.

ΦINCIDENTE

C.U.H. =----------------- < 1

ΦHAZ

Donde:



ΦHAZ = Flujo luminoso en lúmenes/Haz inicial

C.U.H. = Coeficiente de utilización del Haz (entre 0.60 a 0.90)

C.M. = Coeficiente de mantenimiento (entre 0.65 a 0.85)

C.D. = Coeficiente de depreciación

5. Comprobación del nivel de iluminación por medio del método punto por punto, y

sobre todo, verificar la altura de montaje por medio de:

I Cos

109


2012

h =--------------

E

Donde:

h = Altura de montaje en m.

I Cos = Angulo de incidencia del haz luminoso y se obtiene de la curva de distribución

fotométrica de la luminaria

E = Nivel de iluminación recomendado en lúmenes

También se puede usar la siguiente fórmula para la comprobación del Nivel de

iluminación

N.R. x ΦHAZ x C.U. H. x C.M. x C.D.

N.I. =--------------------------------------------------------

A

6. Distribución de las luminarias.

La distribución de las luminarias se debe hacer tomando en cuenta las mejores

condiciones de visibilidad para los espectadores, competidores, y jueces, procurando en la

medida de lo posible, que las luminarias queden atrás de las tribunas y estén montadas en

sus postes o torres apropiadas.

6. ALUMBRADO DECORATIVO.

Reglas practicas para el diseño de alumbrado decorativo:

1.- Considerar el efecto psicológico de los colores (Véase tabla 7.2 del Manual de

Instalaciones de Alumbrado y Fotometría del Ing. Jorge Chapa Carreón).

2.- Evitar el empleo de colores chillantes en paredes y acabados.

110


2012

3.- Evitar grandes relaciones de brillantez. Se recomiendan las relaciones de 10 a 1.

4.- Utilizar colores claros y acabados mates en techos, paredes y muebles para evitar

deslumbramientos.

5.- Utilizar el alumbrado mixto (mercurial-incandescente o mercurial con haluros metálicos) o

lámparas fluorescentes de colores corregidos cuando se desee que luzcan todos los colores

del espectro visible.

6.-Seleccionar las luminarias de manera que armonicen con el ambiente arquitectónico

donde se van a instalar.

7.- Observar los colores tanto a la luz del día como o a la luz artificial que se va a emplear,

con el fin de determinar los cambios que se operan en relación con la luz que los ilumina.

Alumbrado decorativo en museos y jardines como casos típicos:

La iluminación en vitrinas de museos, se debe hacer de manera que las figurillas

aparezcan como si estuvieran iluminadas por el sol, de modo que al incidir la luz en un

determinado Angulo sobre las figurillas se logre el máximo realce de sus rasgos.

Para alumbrado decorativo de jardines es importante utilizar luminarias que

proporcionen diferentes calidades de luz y que además armonicen con el conjunto para lo

cual se emplean luminarias disfrazadas o camufladas. Ejemplo, con lámparas de vapor de

mercurio o de cuarzo se logra un efecto de “luz de luna”; las lámparas de vapor de sodio

producen una iluminación de fantasía color oro; las lámparas de color negra producen un

efecto de ilusión o “mágico” al resaltar colores fosforescentes. Así mismo se pueden utilizar

filtros de color ámbar, azul, verde y rojo cuando se emplean lámparas incandescentes.

7. ALUMBRADO DE TEATROS.

111


2012

Los niveles de iluminación recomendados para salas de espectáculos e intermedios

es de 50 Lux, de 1 Lux durante la exhibición, en vestíbulo de 100 Lux, y en la sala de

descanso de 30 Lux.

Para el alumbrado del foro en teatros, se recomienda una iluminación que armonice

con la escenografía, y el empleo de proyectores de luz coloreada con la finalidad de lograr

efectos muy especiales de realce de vestuario, contrastes, etc. Se utilizan dispositivos de

filtros intercambiables que proporcionen luz de diferentes colores. Tomar muy en cuenta el

efecto psicológico que puede ocasionar un determinado color de luz, variaciones de la

escenografía y en el vestuario de los actores (Véase tablas 7.15 y 7.16 del Manual de


8. ALUMBRADO PUBLICITARIO.

Lo más importante de un anuncio publicitario es, la legibilidad de las letras, símbolos,

o figuras la cual depende de varios factores.

El nivel de iluminación recomendado es:

Para superficies claras = 500 lux

Para superficies obscuras = 1000 lux

Para superficies claras en anuncios en carreteras = 200 lux

Para superficies obscuras y alrededores obscuros = 500 lux

1.- El tamaño, proporción y separación de las letras.

El tamaño de una letra, está en función de la distancia máxima a la que se deberá leer

el rotulo o ver la figura.

Distancia máxima de visión

La altura de la letra (H) =----------------------------------------------

250

112


2012

3H

El ancho de la letra (A) =-----------

5

3H

El espesor de la letra (C) =-----------

20

Cuando se trate de letras formadas a base de focos incandescentes de 10 a 40 Watts,

dependiendo del tipo de letrero, la separación entre focos se determina mediante:

Distancia máxima de visión

Separación entre focos (S)=-----------------------------------------------

1500

2.- La iluminación de los anuncios.

Esta iluminación se puede realizar de tres maneras:

1.- Iluminar con lámparas la superficie del anuncio

2.- Formar con focos las letras o figuras deseadas

3.- Utilizar placas traslucidas y focos que en la actualidad tiene una gran demanda, debido a

la fabricación de una gran variedad de plásticos acrílicos difusores.

El cálculo del número de lámparas se puede realizar aplicando la siguiente fórmula:

s x B

Numero de lámparas =----------------------------------------------

ΦLAMPARA x t x F.M. x C.D.

113


2012

Donde:

ѕ = Área del tablero en Cm2; si el anuncio es de dos vistas, s es doble.

B = Brillo recomendado (0.10 a 0.35 lamberts (bujías/Cm2) de acuerdo con la brillantez de

los alrededores.

ΦLAMPARA = Flujo luminoso de la lámpara en lúmenes /haz.

t = Factor de transmisión (0.50 a 0.60).

F.M. = Factor de mantenimiento (0.70 en condiciones normales).

C.D. = Coeficiente de depreciación de la lámpara (para lámpara fluorescente de 40 Watts =

0.91, para otras lámparas consultar tablas).

3.- Calculo de la potencia y el número de luminarias para iluminar los anuncios

publicitarios.

A x E

Numero de proyectores =------------------------------------------

ΦHAZ x C.U.H. x C.M. x C.D.

Donde:



ΦHAZ = Flujo luminoso en lúmenes/Haz inicial

C.U.H. = Coeficiente de utilización del Haz (entre 0.60 a 0.90)

C.M. = Coeficiente de mantenimiento (entre 0.65 a 0.85)

C.D. = Coeficiente de depreciación

La distancia del brazo de sustentación de las luminarias se puede determinar con la

formula:

I COS

D =√----------------

E

114


2012

Donde:

I Cos = Se obtiene de la curva de distribución fotométrica (ver figura 7.34 del Manual de


E = Nivel luminoso recomendado

3. ASPECTOS A TENER EN CUENTA EN LA ELABORACIÓN DE UN PROYECTO DE

ALUMBRADO PÚBLICO.

Base de datos.

Recomendaciones prácticas.

Proceso de cálculo luminotécnico Promedio y Puntual.

Proceso de cálculo eléctrico.

Base de datos.

(a) Se deberá tener un plano en planta de la vía, en el se detallará el ancho de la acera,

parterry y calle, así como los posibles puntos de alimentación eléctrica.

(b) Características del entorno (edificios, vegetación, topografía, etc.). (c) Naturaleza o

categoría de la vía a iluminar (con lo cual se determina el nivel de iluminación y otros

aspectos).

d) Clase de fuente luminosa (incandescente, mercurio, sodio u otra) de acuerdo a las

necesidades espectrales y en función de la eficiencia y economía de las luminarias a

proponer.

(e) Tipo de luminaria (cerrada, abierta) en función de la suciedad del ambiente, determina el

factor de mantenimiento.

Recomendaciones prácticas. Altura del punto de luz, según el flujo luminoso de la

lámpara.

115


2012

Potencia luminosa (Lúmenes) Altura del punto de luz (Metros), 3000 a 9000 6.5 a 7.5,

9000 a 19000 7.5 a 9, > 19000 > 9 m. Relación entre la separación y altura de los puntos de

luz según el nivel de iluminación que se trate. Iluminación media (Lux) Relación

distancia/altura de montaje 2 < E media < 7 4 a 5, 7 < E media < 15 3.5 a 4, 15 < E media <

30 2 a 3.5

Disposición de los puntos de luz según anchura de la vía y altura del punto de luz.

Tipo de disposición, Relación Altura al punto de Luz, Ancho de la vía, Valor Mínimo Valor

recomendado, Unilateral 0.85 1, Bilateral al tresbolillo 0.50 0.66, Bilateral pareada 0.33 0.50.

Factor de mantenimiento por ensuciamiento. Tipo de luminaria Factor recomendado

Hermética 0.80 a 0.87, Ventilada 0.70 a 0.86, Abierta 0.65 a 0.75

3.1 Objetivos. Las principales funciones que desempeña un sistema de Alumbrado Público

son los de: Proporcionar una iluminación suficiente que ofrezca la máxima seguridad al

tráfico vehicular como de peatones.

Facilitar la seguridad y el orden durante la noche. Proporcionar imágenes de aspectos

atractivos del medio urbano durante la noche y el día.

La estadística demuestra que los Accidentes del Transito y Actos Delictivos nocturnos

disminuyen notablemente cuando se dispone de un buen Alumbrado Público.

3.2 Proceso de cálculo. De acuerdo a la clasificación de la vía se fija el nivel de

iluminación.

Ubicación de los postes ( de acuerdo a las recomendaciones ), Lateral ( por una acera

), por las dos aceras alternadas ( bilateral al tresbolillo ), por las dos aceras enfrentadas

( bilateral opuesto ).

Factor de utilización (obtenido de la curva de utilización correspondiente a la luminaria

de referencia) información entregada por el fabricante. Factor de mantenimiento, estará en

función del tipo de luminaria seleccionada. Distancia entre los puntos de luz.

116


2012

Es un parámetro que se obtiene de los cálculos, según la ecuación del método de los

lúmenes.

Ecuación general utilizada para el cálculo promedio. (Método de los lúmenes), = E

media, A , D , Fu , Fm,

En donde:

= E media = Iluminación Media en lux,

A = Ancho de la vía en metros,

D = Distancia entre dos puntos de luz.

Fu = Factor de utilización,

Fm = Factor de mantenimiento.

3.3 Factores Determinantes para hacer una Instalación de Alumbrado Público. Ocho

son los factores que determinan las exigencias que debe cumplir una instalación de

Alumbrado Público.

1. El Tráfico.

2. La Estética.

3. El Nivel de Iluminación.

4. Las Características Espectrales de la Luz.

5. Uniformidad.

6. Deslumbramiento.

7. Características Fotométrica de las Luminarias.

8. Economía.

3.3.1 Trafico: La intensidad del Trafico tanto de vehículos como de peatones determinan los

niveles de iluminación como parámetro principal regido en el caso nuestro por la norma

117


2012

cubana, así como

también las características de reflexión de pavimento.

3.3.2 Estética: La instalación de un Alumbrado Vial, no es solo para solucionar los

problemas que acarrean la nocturnidad, sino también debe ser armonioso con los

alrededores, sean edificios modernos, antiguos, paisajes rurales, etc.

3.3.3 Nivel de Iluminación: Es la cantidad de flujo luminoso (lúmenes), que inciden sobre

una superficie determinada, la unidad que técnicamente corresponde a este concepto es el

Lux. Como referencia se puede establecer que la iluminación del sol sobre la superficie de la

tierra en un día claro excede los 100 000 luxes y en días nublados decae hasta 10, 000

luxes, la iluminación de la luna, sobre la superficie de la tierra llega a ser de hasta 0.1 lux.

Niveles de Iluminación Promedio recomendados para diferentes tipos de calles usados Tipo

de Calle

Luxes

Vías Principales - 15

Vías Colectivas - 8

Vías Residenciales- Comercial - 6

Vías Residenciales- 3

Vías Expresas - 10.

4. Memoria de CÁLCULO DE un Proyecto de ILUMINACIÓN

4.1 Objeto del proyecto

El objeto del siguiente proyecto comprende la instalación eléctrica de un bar

perteneciente al local comercial del bloque de viviendas del edificio Picayo situado en la calle

Picayo

118


2012

El bar posee una superficie en planta de 185.55 m², constituido por dos baños, un para

señoras y el otro para caballeros, una cocina un almacén y la superficie donde se colocarán

las mesas.

Consideramos a efectos de instalación eléctrica la que parte desde el cuadro de distribución

con sus protecciones y los circuitos que por superficie le corresponden, dejando preparada la

caja para alojar el interruptor de control de potencia (ICP) , el cual será instalado por la

compañía suministradora de energía ( Comisión Federal de Electricidad ) al contratar el

suministro.

4.2 Canalizaciones fijas.

Se realizaran bajo tubo de P.V.C corrugado empotrado. Los conductores, accesorios

y caja en los que vayan empalmes o terminales deberán estar diseñados de modo que la

entrada de polvo sea la mínima, las tapas ajustaran de tal modo que impida la salida de

chispas o material en combustión, no pudiendo a través de sus paredes inflamarse las

acumulaciones de polvo o el material inflamable adyacente. Se realizará sellado en las

zonas donde el ajuste de materiales no sea total.

4.3 Luminarias.

Las luminarias fijas llevarán sus lámparas y portalámparas alojados en

envolventes y diseñados de modo que impidan la salida de chispas, material en

combustión y metal caliente. Todas las luminarias irán claramente marcadas con la

potencia en vatios de la mayor lámpara .Se protegerán contra daños mecánicos por medio

de guardas e instalándolos en puntos adecuados. Podrán ir suspendidas de cadenas o

de otros elementos de suspensión adecuados.

Las cajas, accesorios y conectadores serán del tipo corriente o general. La conexión

entre la caja terminal y la luminaria podrá efectuarse por medio de cable flexible para

servicio extra severo y prensaestopas extra severo.

119


2012

Los aparatos de conexión y corte destinados a interrumpir o establecer la

corriente estarán dotados de envolvente a prueba de inflamación o de polvo

Las luminarias de la superficie donde se colocan las mesas y de la cocina serán semi

extensiva de la serie FP 2 reflex de 3 tubos fluorescentes con un rendimiento del 55 % y las

luminarias de los cuartos de baño serán semiextensiva de la serie FZRH 2 reflex de 2 tubos

fluorescentes con un 78 % de rendimiento

4.4 Tomas de corriente.

Estarán provistas de clavija de puesta a tierra y diseñadas de modo que la conexión

o desconexión al circuito de alimentación no se puede efectuar con las partes en tensión

al descubierto.

4.5 Puesta a tierra.

La puesta a tierra se ajustará a las prescripciones de la Instrucción MIEBT.39

y a las siguientes:

Todas las masas, tales como carcasas y superficies metálicas exteriores de

motores, luminarias, armarios metálicos, cajas de conexión, canalizaciones de tubo y

lámparas portátiles se conectarán a tierra. También se conectará a tierra las armaduras

y fundas metálicas de los cables aun que estén protegidas por una cubierta exterior no

metálica.

Al no formar parte de la acometida al conductor de tierra, este se conectará a la

canalización metálica de entrada por medio de una conexión metálica, teniendo dicha

conexión una sección equivalente como mínimo a 1/5 de los conductores de la acometida,

y en ningún caso será inferior a 6 mm2.

Identificación de conductores:

La identificación de los conductores se realizará de la siguiente manera

- Azul claro para el conductor neutro

120


2012

- Amarillo-verde para el de protección.

- El marrón, negro y gris para fases.

4.6 Caja general de protección y sus características.

Con el fin de proteger la línea que llaga al abonado hasta el cuadro general de carga,

en fachada del local se colocará en Caja General de Protección con fusibles calibrados,

dimensionados para las sobre intensidades previsibles. Su diseño y características estará de

acuerdo con las normas particulares de la empresa distribuidora.

4.7 Contador, características y situación.

Las características principales de todo contador de energía eléctrica son:

4.7.1 Intensidad nominal.

Por intensidad nominal de un contador se entiende el valor eficaz de esta para la que

ha sido construido. Los valores de estas intensidades se encuentran normalizados por la

norma UNE, dependiendo de la conexión que se realice del contador, dichos valores que

siguen:

Contratos de intensidad = 1-1, 5-2-2, 5-5

Si la intensidad de corriente sobrepasa el valor nominal, pudiéndose llegar incluso al

deterioro de la bobina de intensidad, a este valor se le llama intensidad límite.

Existe, sin embargo, un tercer valor de la intensidad, entre la nominal y la limite,

llamado intensidad máxima de precisión que corresponde con la intensidad en que el

contador mantiene la curva de errores, dentro de los limites que fija su clase de precisión,

siendo su valor como mínimo del 200 por 100 del valor nominal.

4.7.2 Tensión Nominal.

Este valor corresponde al valor eficaz de la tensión para la cual se construye el

contador, y de la instalación a la que puede ser conectado.

121


2012

El margen de tolerancias que todo contador debe permitir manteniendo su

curva de errores, según su clase es de +15 por 100 de su valor nominal.

Los valores normalizados de estas tensiones son: 63,5 - 110 - 127 - 220 - 380 voltios.

4.7.3 Frecuencia nominal.

Es el valor de la frecuencia de la corriente para la que se fabrica el contador. Su valor

normalizado es de 50 Hz. El margen de las tolerancias se fija en +10

por 100 de su valor nominal de las frecuencias.

-Constante de verificación:

Por constante de verificación de un contador se entiende la relación entre la energía

registrada por el integrador y el número de revoluciones del disco.

La forma de expresar esta constante puede ser, bien en vueltas del disco por kw/h,

bien en W/h por una vuelta del disco.

-Constante de lectura:

Esta constante tiene aplicación cuando el valor de la constante es inferior a 1.

4.8 Derivación individual:

Por derivación individual se entiende a las líneas que unen, desde el contador de

cada abonado con el interruptor de control de potencia instalado en el interior de la vivienda

del abonado.

En suministros de energía eléctrica para un solo abonado, como es este caso (la

instalación eléctrica de un bar), no existen derivaciones individuales. Por ello, la caja general

de protección enlaza directamente con el contador del abonado y este con el

correspondiente interruptor de control de potencia ( ICP )

4.9 Tubos protectores.

122


2012

Estos tubos protegen a los conductores en todo su recorrido, desde la centralización

de contadores hasta el interruptor de control de potencia e instalación interior; deben poseer

un diámetro nominal que permita aumentar la sección de los conductores inicialmente

instalados en un 50 por 100.

Serán rígidos y autoextinguibles con un grado de protección de 5 como mínimo. En

edificios destinados a viviendas el diámetro nominal interior mínimo es de 29 mm para

circuitos monofásicos. Se instalan dos tubos por abonado para posibles ampliaciones de

potencia que pudieran realizarse.

4.9.1 Clase de tubos.

Los tubos utilizados en las instalaciones eléctricas se dividen en cinco grupos:

-Tubos metálicos rígidos blindados; normalmente de acero, de aleación de aluminio y

magnesio, de zinc o de sus aleaciones. Estos tubos son estancos y no propagadores de la

llama.

-Tubos metálicos rígidos blindados con aislamiento. Son por lo general, los tubos del

apartado anterior pero con un aislamiento interior a base de papel aislante impregnado.

-Tubos aislantes rígidos normales y curvables en caliente; generalmente de cloruro de

polivinilo o polietileno. Son Estancos y no propagadores de la llama (tubo PVC rígido).

-Tubos aislantes flexibles, normalmente pueden curvarse a mano (tubo PVC anillado).

-Tubos metálicos flexibles, con cubierta metálica anillada para poder curvar a mano

pueden ser normales o blindados y a su vez pueden o no llevar aislamiento interior,

constituido por un forro de papel impregnado.

4.10 Conductores.

Los conductores empleados en las derivaciones individuales son de cobre rígido con

aislamiento para 750 v. Cada derivación individual está formada por un conductor de fase,

otro neutro y uno de protección, siempre que el suministro sea monofásico. La 123


2012

identificación de los conductores se hace por los colores normalizados y asignados a cada

uno de ellos. Para los conductores de fase se utilizan el negro, marrón o gris; para los

conductores neutros el azul claro, y para el conductor de protección el amarillo y verde a

rayas.

4.11 Instalación eléctrica del bar

- Cuadro general y sus características

-Este cuadro de distribución está compuesto por los siguientes elementos:

a) Interruptor general automático (IGA)

La función principal de este interruptor general es la de proteger la derivación

individual contra sobrecargas y corto circuitos, por lo que su capacidad de corte será

suficiente para que sea capaz de actuar ante una intensidad de cortocircuito que pueda

producirse en algún punto de la instalación.

b) Interruptor diferencial (ID)

Este interruptor se encarga de proteger a las personas contra contactos indirectos.

Esta diseñado de tal forma que no permite el paso de intensidades de defecto que puedan

ser perjudiciales para las personas.

En las viviendas, los interruptores diferenciales que se instalan son de alta

sensibilidad y cuya intensidad máxima es de 30 mA y un tiempo de respuesta de 50

milisegundos. Aportan, a su vez una protección muy eficaz contra incendios, al limitar a

potencias muy bajas a las normales fugas de energía eléctrica por defecto de aislamiento

c) Pequeños interruptores automáticos (PIAS)

Estos interruptores disponen de protección magnetérmica y de corte bipolar, mientras

que en suministros trifásicos el corte es onmipolar. Tienen como misión proteger contra

sobre cargas y cortocircuitos a los conductores que forman los distintos circuitos y a su vez a

los receptores a ellos conectados.

124


2012

Se instala uno por circuito, la dimensión de su capacidad se fija según la sección y la

utilidad de cada uno. Se recomienda que la intensidad de cortocircuito de estos interruptores

sea, como mínimo, de 3 kA.

El número de elementos que forman un cuadro de distribución depende del nivel

de electrificación del local.

El cuadro general de distribución de nivel de electrificación medio lleva:

-Un interruptor general automático en el que su dimensión se establece de acuerdo con la

derivación individual.

-Un interruptor diferencial de 25 A de intensidad nominal y de 30 mA de sensibilidad.

-Cuatro interruptores automáticos de 10 A, 16 A, 20 A, 20 A, 20 A, 20A y 10A para proteger

los siete circuitos independientes de este bar.

-Conexión del cuadro de distribución

El primer elemento que recibe corriente eléctrica es el interruptor general automático (

IGA ) esta viaja a través del conductor de fase del interruptor de potencia ( ICP) situado en

su caja y fuera del cuadro de distribución. A continuación, la corriente eléctrica pasa al

interruptor diferencial ( ID ) y la salida se conecta con el primer interruptor automático (PÍA ) ,

desde el cual se puentean los conductores de fase y neutro de todos los demás PIAS que

tenga el cuadro de distribución. Al final se puentea el último PIA con el primero para evitar

caídas de tensión en las conexiones. Al borne de tierra, situado en el cuadro de distribución

llega el conductor de protección (tierra), que procede de la centralización de contadores a

través de la derivación individual. De cada PIA sale un circuito independiente, formado por

los conductores activos (fase y neutro) y un tercer conductor de protección que parte del

borne de tierra. La sección de estos conductores dependerá la utilización y de la potencia de

los aparatos eléctricos conectados a ellos.

La vivienda a instalar tiene 185.55 m² de superficie y es una bar Este bar contiene

siete circuitos, circuitos de alumbrado en el cual se utiliza una sección de 1,5 mm², otro

circuito para la alimentación de tomas de corrientes y el microondas en el cual se utiliza una

125


2012

sección mínima de 2,5 mm², hay otros circuitos como el de la cafetera, la freidora y dos

neveras juntas en los cuales se debe utilizar una sección de 4mm² y otro circuito es el de los

extractor y la nevera de la cocina con una sección de 2.5 mm2 y el ultimo circuito del bar es

el de una nevera en el cual se utilizará una sección de 1.5 mm2.

El tubo protector a utilizar en el circuito de alumbrado y de alimentación de tomas de

corrientes debe ser de 13 mm².

En el circuito de maquinas de lavar y calentador el tubo a utilizar es de 16 mm², y por

último el circuito de cocina y horno eléctrico el tubo a utilizar debe ser de 23 mm².

4.12 Medidas para la colocación de los tubos protectores.

Las cajas de los interruptores, conmutadores y pulsadores de timbre estarán a una

altura de entre 1,10 y 1,20 m respecto al nivel terminado de piso y a unos 20 cm del extremo

del tabique para la fácil colocación de embellecedores o tapajuntas si los hubiese.

La distancia al techo de las cajas de derivación y timbre será de 20 cm..

La distancia al piso terminado de las cajas de base de enchufe será de 20 cm.

Los tubos protectores deberán estar a 20 cm del marco de la ventana y también

deberán ir a 20 cm del marco de la puerta

4.12.1 Medidas para la colocación de las bases de enchufes en la cocina.

A 20 cm del suelo ira una base de enchufe para la cocina eléctrica. A 30 o 40 cm del

suelo ira una base de enchufe para los frigoríficos y el congelador. A 1,10m del suelo irán

enchufes para los pequeños electrodomésticos. A 1,33 m ira una base de enchufe para la 126


2012

extractores de humo de la cocina y a 1,60 o 1,80 m del suelo ira una base de enchufe para

el horno microondas

4.13 Red equipotencial.

En los cuartos de baño y aseos se realiza la conexión equipotencial entre las

canalizaciones metálicas (agua, desagües, calefacción, etc.,) y las masas metálicas de los

aparatos sanitarios y todos los demás elementos conductores que existan en la

dependencia y que sean accesibles tales como el marco de la puerta, ventanas,

radiadores, etc.

El conductor de protección es de cobre, de igual sección a la del conductor de fase

de la instalación eléctrica. La unión a los elementos metálicos se hace mediante

soldadura aluminotérmica.

En los edificios destinados a viviendas con bajo comercial se suelen unir todas

las tomas de tierra de las redes equipotenciales de la diferentes viviendas están unidas

entre si y con la toma de tierra del edificio. Para ello, se dispone de un puesta a tierra

especifico, colocado cerca del patio hacia el que se orienten cuartos de baño y aseos. La

forma de conexión de esta red equipotencial dependen de los materiales que están

construidos los diferentes elementos

-Volumen de prohibición

Es el volumen limitado por los planos verticales tangentes a los bordes

exteriores del baño-aseo y los horizontales constituidos por el suelo y por un plano situado a

2,25 m por encima del fondo de aquellos, o por encima del suelo en el caso de que estos

aparatos estuviesen empotrados en el mismo.

127


2012

En el volumen de prohibición no se instalaran interruptores, tomas de corrientes

ni aparatos de iluminación. Se admiten por encima de este volumen el mando de elementos

accionados por un cordón o cadena de material aislante.

-Volumen de protección

Es el comprendido entre los mismos planos horizontales señalados para el

volumen de prohibición y otros verticales situados a 1 m. de los citados anteriormente.

En el volumen de protección no se instalaran interruptores, pero podrán instalarse

tomas de corriente de seguridad y aparatos de iluminación de instalación fija

(preferentemente de clase 2 de aislamiento que corresponde a la protección contra los

cuerpos sólidos superiores a 12 mm, como por ejemplo los dedos de la mano.), así como

radiadores eléctricos de calefacción, con elementos de caldeo protegidos, siempre que su

instalación sea fija, estén conectados a tierra y se haya establecido una protección exclusiva

para estos radiadores a base de interruptores diferenciales de alta sensibilidad.

El interruptor de maniobra tiene que estar fuera del alcance de protección.

Circuito de alumbrado

4.14 Calculo de la sección por caída de tensión

Según el Manual de Instalaciones Eléctricas en baja tensión (MIEBT nº 17) y tabla nº 1 del

Reglamento de Energía Eléctrica en Baja Tensión (REBT), se utilizará una sección mínima

de 1.5 mm 2 para el circuito de alumbrado

Comprobación de la densidad de corriente

P = W = VL · I · Cos j 684 I = --------------- = 3.88 A 220 · 0.8

P I = ------------------ = A V · Cos j

128


2012

Según el Manual de Instalaciones Eléctricas en baja tensión (MIEBT nº 17) y tabla nº 1 del Reglamento de Energía Eléctrica en Baja Tensión (REBT), se utilizará una sección de 1.5 mm 2 para el circuito de alumbrado.

DatosPotencia P = 684 w.Longitud L= punto de luz más alejada.

Conductividad = 56

m

mm ²Factor de potencia cos j = 0,8Sección S = mm²CDT = e = 3 % del V = 6.6 v.

Circuito de tomas de Corriente

Calculo de la sección por caída de tensión

SP L

e U

2 • •

• •

S mm

2 2200 800 20

56 6 6 220147

• ( ) •

• , •. ²

- Comprobación de la densidad de corrienteP = W = V · I · Cos j 3000I = ----------------- = 17 A 220 · 0.8

PI = -------------- = A V · Cos j

Según el Manual de Instalaciones Eléctricas en baja tensión (MIEBT nº 17) y tabla nº 1 del Reglamento de Energía Eléctrica en Baja Tensión (REBT), se utilizará una sección de 2.5 mm 2 para el circuito de tomas de corriente y microondas.Datos Potencia P = 2200 w.Longitud L= 5.00 m. del punto de toma de corriente más alejada.

Conductividad = 56

m

mm ²Factor de potencia cos j = 0,8Sección S = mm²CDT = e = 3 % del V = 6.6 vCircuito de toma de Corriente ( Cafetera )

129


2012

- Calculo de la sección por caída de tensión

Comprobación de la densidad de corriente P = W = V · I · Cos j 3800I = ----------------- = 21.59 A 220 · 0.8

PI = -------------- = A V · Cos j

Según el Manual de Instalaciones Eléctricas en baja tensión (MIEBT nº 17) y tabla nº 1 del Reglamento de Energía Eléctrica en Baja Tensión (REBT), se utilizará una sección de 4 mm 2 para el circuito de tomas de corriente ( cafetera ). Datos Potencia P = 3800 w.Longitud L= 16.00 m. del punto de toma de corriente de la cafetera.

Conductividad = 56

m

mm ²Factor de potencia cos j = 0,8Sección S = mm²CDT = e = 3 % del V = 6.6 v Circuito de tomas de Corriente (freidora eléctrica)


- Comprobación de la densidad de corriente

P = W = V · I · Cos j 4000I = --------------- = 22.72 A 220 · 0.8

PI = -------------- = A V · Cos j

130

S mm 2 3800 5

56 6 6 2200 46

• •

• , •. ²S

P L

e U

2 • •

• •

S mm 2 4000 16

56 6 6 220157

• •

• , •. ²S

P L

e U

2 • •

• •


2012

Según el Manual de Instalaciones Eléctricas en baja tensión (MIEBT nº 17) y tabla nº 1 del Reglamento de Energía Eléctrica en Baja Tensión (REBT), se utilizará una sección de 4 mm 2 para el circuito de tomas de corriente ( freidora eléctrica ). Datos Potencia P = 4000 w.Longitud L= 16.00 m. del punto de toma de corriente de la freidora eléctrica.

Conductividad = 56

m

mm ²Factor de potencia cos j = 0,8e = 3 % del V = 6.6 vSección S = mm² Circuito de tomas de Corriente ( Extractores de humo de la cocina y la nevera nº 4)



P = W = V · I · Cos j 3· 700 + 2000I = ------------------------ = 23.29 A 220 · 0.8

pI = -------------- = A V · Cos j Según el Manual de Instalaciones Eléctricas en baja tensión (MIEBT nº 17) y tabla nº 1 del Reglamento de Energía Eléctrica en Baja Tensión (REBT), se utilizará una sección de 6 mm 2 para el circuito de tomas de corriente ( extractores de humo y la nevera 4 ).

DatosPotencia P = 700 w.Longitud L= 15.00 m. del punto de toma de corriente de los extractores de humo de la cocina.

Conductividad = 56

m

mm ²Factor de potencia cos j = 0,8e = 3 % del V = 6.6 v Sección S = mm2

Circuito de tomas de Corriente ( Neveras nºs 1 y 2 del final de la barra.)

131

S mm

2 2000 3 700 16

56 6 6 2200 0506

• ( • ) •

• , •. ²S

P L

e U

2 • •

• •


2012



P = W = V · I · Cos j = W 2· 2000I = ------------------ = 22.72 A 220 · 0.8

PI = -------------- = A V · Cos j Según el Manual de Instalaciones Eléctricas en baja tensión (MIEBT nº 17) y tabla nº 1 del Reglamento de Energía Eléctrica en Baja Tensión (REBT), se utilizará una sección de 4 mm 2 para el circuito de tomas de corriente (nevera 1 y 2 ).Datos Potencia P = 2300 w.Longitud L= 15.00 m. del punto de toma de corriente del refrigerador más alejada.

Conductividad = 56

m


Circuito de tomas de Corriente ( Nevera nº 3 refrigerador)



P = W = V · I · Cos j 2300I = ------------------ = 13.06 A 220 · 0.8 PI = ----------------- = A U · Cos jCircuito de tomas de Corriente ( Nevera nº 3 junto al almacén.)

132

S mm 2 2 2000 15

56 6 6 220147

• ( • ) •

• , •. ²

SP L

e U

2 • •

• •

S mm 2 2000 15

56 6 6 2200 737

• •

• , •. ²S

P L

e U

2 • •

• •


2012


Según el Manual de Instalaciones Eléctricas en baja tensión (MIEBT nº 17) y tabla nº 1 del Reglamento de Energía Eléctrica en Baja Tensión (REBT), se utilizará una sección de 1.5 mm 2 para el circuito de tomas de corriente (nevera nº 3 ).DatosPotencia P = 2300 w.Longitud L= 17.00 m. del punto de toma de corriente del refrigerador más alejada.

Conductividad

= 56

m



P = W = V · I · Cos j 2300I = ------------------ = 13.06 A 220 · 0.8

PI = ----------------- = A U · Cos j

133

SP L

e U

2 • •

• •

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