ALUMBRADO
1.1. INTRODUCCIÓN.
En la actualidad, los centros laborales y lugares en que vivimos o nos encontramos, son algo más que un mero lugar de trabajo u ocio, son entornos en los que las personas y sus necesidades deben ser puntos de máxima atención para el diseñador de iluminación. Por lo tanto se exige que las soluciones tomadas en una instalación de iluminación sean parte de un conjunto, soluciones que generen ambientes agradables, ergonómicamente correctos y energéticamente racionales.
Los factores fundamentales que se deben tener en cuenta al realizar el diseño de una instalación son los siguientes:
- Iluminancias requeridas (niveles de flujo luminoso (lux) que inciden en una superficie)
- Uniformidad de la repartición de las iluminancias.
- Limitación de deslumbramiento
- Limitación del contraste de luminancias.
- Color de la luz y la reproducción cromática
- Selección del tipo de iluminación, de las fuentes de luz y de las luminarias.
Por lo tanto es importante tener en cuenta la cantidad y calidad de luz necesaria, siempre en función de la dependencia que se va a iluminar y de la actividad que en ella se realizará.
Como elementos de un sistema de iluminación tenemos:
- Fuente de luz. Tipo de lámpara utilizada, que nos permitirá conocer las necesidades eléctricas.
- Luminaria. Sirve para aumentar el flujo luminoso, evitar el deslumbramiento y viene condicionada por el tipo de iluminación y fuente de luz escogida.
- Sistema de control y regulación de la luminaria.
1.2. CONSIDERACIONES GENERALES.
Para resolver la iluminación interior del hotel, se han de barajar diversos aspectos, como son el estético, muy importante en este tipo de edificios, el de confort visual, y el de eficiencia lumínica y energética.
Tanto en la elección de la lámpara o tipo de luminaria, se ha diferenciado el tratamiento a tomar en 3 diferentes bloques, con soluciones lumínicas distintas, aspectos justificados posteriormente. Dichas zonas las resumimos en:
Se descartarán lámparas de incandescencia por su bajo rendimiento y alto consumo (exceptuando las downlights de bajo voltaje, que se aplicarán muy puntualmente). Se adoptarán lámparas fluorescentes, tanto en su versión lineal como compacta, debido a su bajo consumo, larga vida útil y que reproducen perfectamente todas las tonalidades de luz requeridas en cada recinto. En algunas zonas de elevada superficie, como el restaurante y cafetería, adoptaremos luminarias con lámparas de halogenuros metálicos, así como en la zona del porche de entrada, ya que dichas lámparas son idóneas para espacios de elevada altura y continuado funcionamiento. En zonas muy puntuales, como recepción por razones estéticas, o los rellanos de los ascensores, reforzaremos la iluminación con halógenas de bajo voltaje.
1.2.2. SELECCIÓN DE LUMINARIAS
Todas las luminarias a aplicar tendrán rendimientos elevados, con luminancias suaves, especialmente en zonas de trabajo, para que no se produzca el indeseable fenómeno del deslumbramiento.
Se ha optado por alumbrado de tipo directo en zonas de trabajo, y semiindirecto en zonas de paso (por razones estéticas) y de relax (salas de café o estar, por ejemplo), aspecto justificado a lo largo de este capítulo.
1.3. TIPOS DE ALUMBRADO. RELACIÓN ENTRE ALUMBRADO GENERAL Y SUPLEMENTARIO.
Para obtener un alumbrado adecuado para el confort visual, cabe actuar desde una iluminación sensiblemente uniforme de la superficie del local, o bien iluminar de una forma individual y especial el lugar de estudio según un criterio localizado. Por último, también puede producirse el caso, de que, para determinadas tareas, aun teniendo un alumbrado general satisfactorio, sea necesaria una exigencia mayor en determinados puntos, a los que se les suplementará la iluminación, para adaptarlos a ciertos valores específicos en lugares donde se realizan importantes trabajos visuales. Estos tres tipos de alumbrado se denominan: general, localizado y suplementario. La denominación de suplementario indica que no se utilizará de forma única, sino cualquiera de los dos sistemas anteriores.
El alumbrado general (el considerado en este proyecto) se aplicará con ventaja en los casos de locales que se hallen densamente ocupados o de lugares sujetos a frecuentes modificaciones. El de tipo localizado quedará restringido en lugares de trabajo que exijan niveles de alumbrado muy elevado y variable.
En general ni el alumbrado local ni el suplementario deberán emplearse nunca solos, sino combinarse con el general. El problema radica en evitar una relación de contrastes excesivos y violentos entre el punto de estudio y sus aledaños. Para que el ojo humano no detecte diferencias de iluminación, es deseable una uniformidad de repartición de luminarias superior al 60%; por ello, los niveles de alumbrado general y local deberán ser proporcionales entre sí según la escala de la tabla siguiente:
Fig 1.1.- Relación recomendada entre niveles de alumbrado general y local
1.4. ILUMINACIÓN INTERIOR GENERAL. PROCESOS DE CÁLCULO
Para realizar el proceso de cálculo de iluminación general en instalaciones interiores, se pueden utilizar dos métodos: el primero, es el denominado Sistema General o Método del Factor de utilización, que proporciona una iluminancia media con un error de ± 5 %, el cual se explicará posteriormente. El segundo método es el de Punto a Punto, y es el utilizado por los programas informáticos. Calcular un punto a mano con el segundo método es fácil, pero muchos es un proceso engorroso y lento.
Se ha optado por aplicar el primer método, ya que nos dará una idea muy aproximada de las necesidades de iluminación, así como unos resultados bastante precisos. Posteriormente se simulará la opción tomada en el programa informático proporcionado por Lledó Iluminación “L-calc”, el cual utiliza el proceso de cálculo punto a punto, más preciso. Como en dicho programa no es posible simular espacios que no sean rectangulares, en caso de recintos con formas diferentes, estos se asemejaran a rectangulares con dimensiones parecidas.
Dicho programa nos mostrará el resultado para cada recinto en tres hojas:
- En una primera hoja, las características físicas del recinto, así como de sus luminarias y su distribución en el primero.
- En una segunda hoja, un resumen numérico en luxes de los resultados obtenidos (siempre relativos al plano de trabajo)
- Finalmente, en una tercera hoja, un gráfico de grises representando los valores en luxes anteriores, que nos facilitarán una mayor comprensión de los resultados.
Fig 1.2.- Diagrama de Kruithoff
A la hora de escoger un tipo de lámpara, también será conveniente saber su vida media útil, generalmente considerado el tiempo en que tarda en disminuir un 20% su intensidad luminosa. Esto nos repercutirá en el coste de explotación de la fuente de luz en servicio. Asimismo, son datos también suministrado por los fabricantes.
Seguidamente se expone la tabla 1.2 con las características principales de cada lámpara (alumbrados interiores), en valores aproximados, así como su ámbito de aplicación, con un comentario sobre sus ventajas y desventajas, aspectos que nos determinarán en gran medida las soluciones a aplicar en cada recinto:
| TIPO | Potencia (W) | Rendimiento (lm/W) % | Flujo (lum) | Duración media (h) | Equipo necesario | Color | IRC | Apropiado | Observacio- nes |
| Incandes-cente estándar | 25-100 | 8-12 | 200-1800 | 1000 | No | Blanco | 1 | Pequeñas luces. Balizas | Poca vida. Elevado calor y mantenimiento |
| Incandes-cente PAR | 75-150 | 8-10 | 650-1500 | 1000 | No | Blanco | 1 | Pequeñas áreas | Poca vida. Calor |
| Halóge-nos mini | 20-50 | 16-18 | 320-800 | 2000 | Trans-formador | Blanco | 1 | Luz puntual y muy particular | Poca luz. Calor. Usar poco |
| Halóge-nos | 150-500 | 16-22 | 2500-44000 | 2000 | No | Blanco | 1 | Proyectores. Áreas medianas | Calor. Usar solo potencias bajas |
| Fluores-cente estándar | 18-58 | 75-85 | 1350-6000 | 7500 | Si | Varios tonos | 1-2 | Zonas servicio. Indirecta | Luz difusa |
| Fluores-cente compacta | 7-55 | 36-81 | 250-3000 | 5000 | Si/no | Blanco Amarillo | 1 | Zonas servicio. Indirecta | Substituir incandescencia estándar |
| Halogenu-ros (HQI) | 80-1000 | 80-85 | 6400-300000 | 6000 | Si | Blanco Azul | 1-2 | Grandes áreas | Instalación cara. Mucha vida. |
| Sodio blanco | 35-100 | 40-50 | 1300-4800 | 10000 | Si | Blanco Amarillo | 1-2 | Igual que halógenos. Colores cálidos | Instalación cara. Mucha vida. |
1.4.1.3. Datos sobre las luminarias
Las luminarias tienen como función servir de soporte eléctrico, mecánico, óptico y estético de las lámparas. Como características fundamentales tenemos:
- Datos físicos, como el tipo, modelo, dimensiones o fabricante.
- Curvas fotométricas. Es un documento que expresa gráficamente la distribución de la intensidad luminosa según las características físicas y ópticas de la luminaria. Se presenta en forma de sección a lo largo de un plano imaginario, tomado a través del eje imaginario de la luminaria. Estas curvas nos determinarán si la luminaria proporciona alumbrado directo, indirecto, semiindirecto o semidirecto, dependiendo en que proporción esté distribuido el flujo luminoso en la gráfica. En un alumbrado directo el rendimiento lumínico es mayor que en un indirecto, produciendo excelentes resultados cuando se desea obtener una iluminación general adecuada, preferiblemente con difusión ancha en locales de gran amplitud. Por lo tanto, es la solución más económica para producir los niveles de iluminancia requeridos, pero a su vez, puede provocar mayor deslumbramiento en techos bajos y la sensación óptica de confort puede ser peor. Además, se producen mayor número de sombras y los techos quedan oscuros.
Fig 1.5.- Alumbrado de tipo semiindirecto Fig 1.6.- Alumbrado de tipo indirecto
- Factores de utilización, es el cuadro de datos que indica la cantidad de flujo lumínico aprovechable en el área o plano que hay que iluminar, y es un valor que depende de las dimensiones del local y de su forma, del rendimiento de la luminaria y de los índices de reflexión media de los parámetros, y que nos lo suministrará el fabricante. En nuestro caso, se encuentra dicha información en la base de datos del CD-ROM donde se encuentra del programa L-calc facilitado por Lledó. La determinación del factor de utilización viene dada por la relación entre el flujo luminoso útil y el flujo total emitido por las lámparas, siendo siempre inferior a la unidad, ya que expresa rendimiento. Este factor depende de todas las pérdidas de flujo que se dan desde que la luz es emitida por la lámpara hasta que llega a la superficie de trabajo, ya que en teoría, lo utilizable de un sistema es la parte del flujo que irradia el plano deseado; si bien una parte del resto del flujo no es estrictamente una pérdida, si consideramos que por reflexión o difusión ilumina otros planos del local, o proporciona iluminación de fondo.
1.4.1.6. Distribución de las luminarias en el local
Ya en último lugar nos quedaría distribuir las luminarias del apartado anterior en el local a iluminar. Esta colocación puede hacerse a través de muchas consideraciones, por lo cual establecer reglas generales no es aconsejable. No obstante, una de ellas, la más habitual, es considerar que el objeto principal en las salas de trabajo consiste en obtener el mejor factor de uniformidad posible. Para que el ojo humano no detecte diferencias de iluminación, la uniformidad de repartición de las iluminancias ha de ser superior al 60%. Para ello, las interdistancias longitudinales y transversales deben ajustarse a un valor específico para cada luminaria, lo cual en realidad constituye un dato fotométrico de ésta, pues es consecuencia directa de un diagrama polar de intensidades. Evidentemente, ello viene unido a su altura de montaje, obteniéndose una tabla aproximada que puede resumirse como sigue:
Halogenuros=1.4 x h
Vapor de mercurio =2 x h
Siendo, en todos los casos “h” la altura de montaje correspondiente. La separación entre luminarias externas y la pared debe ser la mitad de la separación entre luminarias contiguas, tanto en sentido transversal como longitudinal.
La realidad es que los factores arquitectónicos, forma y altura principalmente, unidos a la ubicación de los lugares de trabajo, y la existencia de elementos estructurales vistos, son otros tantos factores que condicionan fuertemente el emplazamiento y estática de las luminarias. Estas deberán ser de formato rectangular, si es posible, en locales rectangulares, y de formato cuadrado en locales cuadrados. Las tiras de iluminación continuas en locales largos y estrechos se adecuan perfectamente a la sensación de aumentar la profundidad del local, logrando así un reparto espacial de la luz muy adecuado. Los modelos de disposición regular, siguiendo líneas rectas, resultan siempre adecuados, en particular cuando los huecos de las ventanas marcan determinados ritmos perimetrales que se puedan reforzar con instalaciones complementarias de luces indirectas sobre el perímetro de techo o paredes.
1.5. COMPROBACIÓN DE LA AUSENCIA DE DESLUMBRAMIENTO.
El deslumbramiento, tanto directo como reflejado, es un fenómeno muy complejo y debe ser evitado en toda instalación de luz artificial, ya que provoca una disminución de la percepción visual del ojo humano (deslumbramiento fisiológico), y con el tiempo del bienestar y del rendimiento de la persona (deslumbramiento psicológico). Para evitar el deslumbramiento directo, las normas prescriben límites para las luminancias bajo ángulos de observación de 45º a 85º para diferentes valores de iluminancias medias del local y según las clases de calidad: A ,exigencias muy altas a los límites de deslumbramiento (para interiores), B ,exigencias altas (mínimo para trabajos de tipo general como pueda ser una oficina) o C ,exigencias normales (locales industriales o zonas de paso)
Para ello existe un sistema de curvas de iluminancia proporcionadas por los fabricantes de cada luminaria, muy recomendables, que permiten una seguridad de actuación completa en locales de trabajo.
Mediante el método de limitación de Söllner es posible determinar el grado de deslumbramiento que puede producirse en cualquier instalación de alumbrado interior con solo conocer las dimensiones del local, nivel de iluminación medio sobre el plano de trabajo y la distribución de las luminarias.
Estas características de luminancia están descritas en los ábacos de Boldmann y Söllner. Nos muestran dos curvas, una más gruesa, que nos da la distribución perpendicular de las luminancias con respecto al plano de observación, y otra fina para la distribución paralela. Generalmente los valores de la derecha en forma de ordenadas son los valores a/hs, correspondiendo a diferentes ángulos que se indican en el eje de ordenadas de la parte izquierda, donde “a” es la distancia horizontal entre el observador a la luminaria de estudio , y hs la altura entre el plano de los ojos del observador y el plano de la luminaria. Esta distancia se estima como 1,60 m en posición de pie del observador, y 1,20 m en posición sentada.
Para determinar si una luminaria está dentro de una clase de deslumbramiento especificado, debemos comprobar que la curva de luminancia de la luminaria no corta la línea del gráfico que parte de la casilla en la que se indica la iluminancia prevista y la clase de deslumbramiento seleccionado.
Fig. 1.7. - Ábaco de Boldmann y Söllner
La validez de estas curvas de luminancia está comprobada con factores de reflexión de techo 0.5 mínimo, y para un promedio de paredes laterales de 0.25, considerándose que las lámparas son nuevas, circunstancias habituales en los locales de trabajo de nueva ocupación.
Así pues, una vez determinado los tipos de luminarias y lámparas adoptados en cada recinto, así como su disposición en el recinto que ilumina, se comprobará que dicha luminaria no provoque deslumbramiento mediante su correspondiente ábaco de Boldman, proporcionado en los manuales respectivos de Lledó Iluminación , adjuntos al final de este proyecto en el Anexo B de materiales, prestando especial atención en las zonas de trabajo administrativo, como puedan ser oficinas, despachos y recepción, que serán las más propicias a cansancio visual en las personas, debido al alumbrado artificial.
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