Clculo de instalaciones de alumbrado de interioresEl clculo de los niveles de iluminacin de una instalacin de alumbrado de interiores es bastante sencillo. A menudo nos bastar con obtener el valor medio del alumbrado general usando elmtodo de los lmenes. Para los casos en que requiramos una mayor precisin o necesitemos conocer los valores de las iluminancias en algunos puntos concretos como pasa en el alumbrado general localizado o el alumbrado localizado recurriremos almtodo del punto por punto.Mtodo de los lmenesLa finalidad de este mtodo es calcular el valor medio en servicio de la iluminancia en un local iluminado con alumbrado general. Es muy prctico y fcil de usar, y por ello se utiliza mucho en la iluminacin de interiores cuando la precisin necesaria no es muy alta como ocurre en la mayora de los casos.El proceso a seguir se puede explicar mediante el siguiente diagrama de bloques:

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.

Determinar elnivel 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 bibliografa. Escoger el tipo delmpara(incandescente, fluorescente...) ms adecuada de acuerdo con el tipo de actividad a realizar. Escoger elsistema de alumbradoque mejor se adapte a nuestras necesidades y lasluminariascorrespondientes. Determinar laaltura de suspensinde las luminarias segn el sistema de iluminacin escogido.

Donde: h: altura entre el plano de trabajo y las luminarias h': altura del local d: altura del plano de trabajo al techo d': altura entre el techo y las luminariasLocales de altura normal (oficinas, viviendas, aulas...)Lo ms altas posibles

Locales con iluminacin directa, semidirecta y difusaMnimo:

ptimo:

Locales con iluminacin indirecta

Altura de las luminarias

Calcular elndice del local (k)a partir de la geometra de este. En el caso delmtodo europeose calcula como:

Sistema de iluminacinndice del local

Iluminacin directa, semidirecta, directa-indirecta y general difusa

Iluminacin indirecta y semiindirecta

Dondekes un nmero comprendido entre 1 y 10. A pesar de que se pueden obtener valores mayores de 10 con la frmula, no se consideran pues la diferencia entre usar diez o un nmero mayor en los clculos es despreciable. Determinar loscoeficientes de reflexinde 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 reflexin ()

TechoBlanco o muy claro0.7

claro0.5

medio0.3

Paredesclaro0.5

medio0.3

oscuro0.1

Sueloclaro0.3

oscuro0.1

En su defecto podemos tomar 05 para el techo, 0.3 para las paredes y 0.1 para el suelo. Determinar elfactor de utilizacin(,CU) a partir del ndice del local y los factores de reflexin. Estos valores se encuentran tabulados y los suministran los fabricantes. En las tablas encontramos para cada tipo de luminaria los factores de iluminacin en funcin de los coeficientes de reflexin y el ndice del local. Si no se pueden obtener los factores por lectura directa ser necesariointerpolar.

Ejemplo de tabla del factor de utilizacin Determinar elfactor de mantenimiento (fm) o conservacinde la instalacin. Este coeficiente depender del grado de suciedad ambiental y de la frecuencia de la limpieza del local. Para una limpieza peridica anual podemos tomar los siguientes valores:AmbienteFactor de mantenimiento (fm)

Limpio0.8

Sucio0.6

Clculos Clculo del flujo luminoso total necesario. Para ello aplicaremos la frmula

donde: Tes el flujo luminoso total Ees la iluminancia media deseada Ses la superficie del plano de trabajo es el factor de utilizacin fmes el factor de mantenimiento Clculo del nmero de luminarias (redondeado por exceso).

donde: N es el nmero de luminarias Tes el flujo luminoso total Les el flujo luminoso de una lmpara n es el nmero de lmparas por luminariaEmplazamiento de las luminariasUna vez hemos calculado el nmero mnimo de lmparas 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 simetra del local segn las frmulas:

donde N es el nmero de luminarias

La distancia mxima de separacin entre las luminarias depender del ngulo deapertura del haz de luzy de la altura de las luminarias sobre el plano de trabajo. Vemoslo mejor con un dibujo:

Como puede verse fcilmente, mientras ms abierto sea el haz y mayor la altura de la luminaria ms superficie iluminar aunque ser menor el nivel deiluminanciaque llegar al plano de trabajo tal y como dice la ley inversa de los cuadrados. De la misma manera, vemos que las luminarias prximas a la pared necesitan estar ms cerca para iluminarla (normalmente la mitad de la distancia). Las conclusiones sobre la separacin entre las luminarias las podemos resumir como sigue:Tipo de luminariaAltura del localDistancia mxima entre luminarias

intensiva> 10 me 1.2 h

extensiva6 - 10 me 1.5 h

semiextensiva4 - 6 m

extensiva 4 me 1.6 h

distancia pared-luminaria: e/2

Si despus de calcular la posicin de las luminarias nos encontramos que la distancia de separacin es mayor que la distancia mxima admitida quiere decir que la distribucin luminosa obtenida no es del todo uniforme. Esto puede deberse a que la potencia de las lmparas escogida sea excesiva. En estos casos conviene rehacer los clculos probando a usar lmparas menos potentes, ms luminarias o emplear luminarias con menos lmparas.Comprobacin de los resultadosPor ltimo, nos queda comprobar la validez de los resultados mirando si la iluminancia media obtenida en la instalacin diseada es igual o superior a la recomendada en las tablas.

Mtodo del punto por punto

Luz directaLuz indirecta proveniente del techoLuz indirecta proveniente de las paredesEl mtodo de los lmenes es una forma muy prctica y sencilla de calcular el nivel medio de la iluminancia en una instalacin de alumbrado general. Pero, qu pasa si queremos conocer cmo es la distribucin de la iluminacin en instalaciones dealumbrado general localizadooindividualdonde la luz no se distribuye uniformemente o cmo es exactamente la distribucin en elalumbrado general. En estos casos emplearemos el mtodo 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 componentedirecta, producida por la luz que llega al plano de trabajo directamente de las luminarias, y otraindirecta o reflejadaprocedente de la reflexin de la luz de las luminarias en el techo, paredes y dems superficies del local.En el ejemplo anterior podemos ver que slo unos pocos rayos de luz sern perpendiculares al plano de trabajo mientras que el resto sern oblicuos. Esto quiere decir que de la luz incidente sobre un punto, slo una parte servir para iluminar el plano de trabajo y el resto iluminar el plano vertical a la direccin incidente en dicho punto.

Componentes de la iluminancia en un puntoEn general, para hacernos una idea de la distribucin de la iluminancia nos bastar con conocer los valores de la iluminancia sobre el plano de trabajo; es decir, la iluminancia horizontal. Slo nos interesar conocer la iluminancia vertical en casos en que se necesite tener un buen modelado de la forma de los objetos (deportes de competicin, escaparates, estudios de televisin y cine, retransmisiones deportivas...) o iluminar objetos en posicin vertical (obras de arte, cuadros, esculturas, pizarras, fachadas...)Para utilizar el mtodo del punto por punto necesitamos conocer previamente las caractersticas fotomtricas de las lmparas y luminarias empleadas, la disposicin 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 ms puntos calculemos ms informacin tendremos sobre la distribucin de la luz. Esto es particularmente importante si trazamos losdiagramas isoluxde la instalacin.Como ya hemos mencionado, la iluminancia horizontal en un punto se calcula como la suma de la componente de la iluminacindirectams la de la iluminacinindirecta. Por lo tanto:E = Edirecta+ EindirectaClculo de la componente directa en un puntoFuentes de luz puntualesPodemos considerar fuentes de luz puntuales las lmparas incandescentes y de descarga que no sean los tubos fluorescentes. En este caso, las componentes de la iluminancia se calculan usando las frmulas.

Donde I es laintensidad luminosade la lmpara en la direccin del punto que puede obtenerse de losdiagramas polaresde la luminaria o de lamatriz de intensidadesy h la altura del plano de trabajo a la lmpara.En general, si un punto est iluminado por ms de una lmpara su iluminancia total es la suma de las iluminancias recibidas:

Fuentes de luz lineales de longitud infinitaSe considera que una fuente de luz lineal es infinita si su longitud es mucho mayor que la altura de montaje; por ejemplo una lnea continua de fluorescentes. En este caso se puede demostrar por clculo 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 ser 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, segn la frmula:

Clculo de las iluminancias horizontales empleando curvas isoluxEste mtodo grfico permite obtener las iluminancias horizontales en cualquier punto del plano de trabajo de forma rpida y directa. Para ello necesitaremos:1. Lascurvas isoluxde la luminaria suministradas por el fabricante (fotocopiadas sobre papel vegetal o transparencias). Si no disponemos de ellas, podemos trazarlas a partir de lamatriz de intensidadeso de lascurvas polares, aunque esta solucin es poco recomendable si el nmero de puntos que nos interesa calcular es pequeo o no disponemos de un programa informtico que lo haga por nosotros.2. La planta del local con la disposicin de las luminarias dibujada con la misma escala que la curva isolux.El procedimiento de clculo es el siguiente. Sobre el plano de la planta situamos el punto o los puntos en los que queremos calcular la iluminancia. A continuacin 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 interseccin de las curvas isolux con las luminarias.

LuminariaABCDEFGHI

Iluminancia (lux)4401919012100ET= 68 lx

Finalmente, los valores reales de las iluminancias en cada punto se calculan a partir de los relativos obtenidos de las curvas aplicando lafrmula:

Clculo de la componente indirecta o reflejada en un puntoPara calcular la componente indirecta se supone que la distribucin 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 iluminacin de una fuente de luz para un punto cualquiera de las superficies que forman el local se calcula como:

donde: FT es la suma del rea de todas las superficies del local.

mes la reflectancia media de las superficies del local calculada como

siendoila reflectancia de la superficie Fi y es el flujo de la lmpara