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TECNOLOGÍA ELÉCTRICA

TEMA 7

INSTALACIONES DE ALUMBRADO

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INTRODUCCIÓNRADIACION: es un conjunto de ondas electromagnéticas que se propagan, en el vació

con una velocidad cercana a 300.000 Km/s Espectro continuo de emisión

34106256.6

·

???

?

?

h

cf

fhe

?

Frecuencia

Longitud de OndaVelocidad

EnergíaCte. de Planck

• Conos 1 > 3 cd/m2

• Bastones 1 < 0.05 cd/m2

• C/BMax. Sensibilidad

Fotópica 555nm

Escotópica 500nm

Mesópica

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MAGNITUDES Y UNIDADES? El flujo luminoso (? ): Es la cantidad de luz que emite una fuente de luz por unidad de tiempo, se mide en lúmenes (lm).

1W = 683 lm a 555 nm de longitud de onda.

?La intensidad luminosa (I): (cd)???

ddI

?La iluminancia (E) (lx). EddA

??

A: Área en m2

? : Ángulo sólido en estereoradianes.

?La luminancia (L) . ?

?

cos??

AIL candelas/m2

Luminancia o brillo fotométrico

Iluminancia sobre una superficie horizontal.

? ? ?? ??? 3222

coscoshI

rIUU

rIE rA ????

??

21

22

2

1

rr

EE

?

Sensibilidad espectral del ojo humano

ESCOTOPICA

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MAGNITUDES Y UNIDADES

?Diagrama Tricromático• Punto de color: (x,y,z) x + y + Z = 1

• Punto blanco: x = y = Z = 0,33 ( R , A ,V )

? - Radiaciones monocromáticas

- Línea púrpura.

?Reconocimiento de formas y objetos

? Iluminancia (E)

? Luminancia objeto (L2) Fondo (L1)

? Contraste1

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LLL

LC?

?

?Rendimiento de color (0-100) (Reproducción cromática) 8 colores de prueba.

???

????

??

i

TTcia????

?

????

??

i

rR flectancia??

Re

?Transmitancia(T)? Reflexi ón- Difusa- Semidifusa - Directa

Coeficiente de absorción CA = 1-R-T

?T

? r? i

3

5

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MAGNITUDES Y UNIDADESTemperatura de color (TC) (Apariencia de color)Tª de color similar (TS)Curva de color del cuerpo negroFuentes : Frías, intermedias,cálidasTC similar

Valores adecuados de temperatura de color

? 3.000

2.000 - 3.000

1.000 - 2.000

500 - 1.000

Fría

Neutra

Agradable

Neutra

Agradable

Estimulante

Agradable

Estimulante

No natural

? 500

FriaT ? 5000 K

IntermediaCálidaT? 3300 K

Apariencia de color de la luzIluminancia (lux)Sensación

transmitida por el alumbrado según la temperatura de

color

4

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MAGNITUDES Y UNIDADES

1.800

2.500 a 3.050

3.400

4.000

Lámpara incandescente:luz del día 500 vatiosLámpara fotográfica

Lámparas incandescentes de servivcio general

Llama de bujía (más cálido)

3.000

3.500

4.500

Lámparas fluorescentes:luz del díablanca fría

blanca caliente

5.250Luz solar al mediodía

7.000Cielo cubierto

10.000 a 30.000Cielo azul (más frío)

Temperatura del color (grados Kelvin)

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DISEÑO DE INSTALACIONES

Aspecto Cromático y rendimiento

en color. Aplicaciones

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ELEMENTOS DE LAS INSTALACIONES DE ALUMBRADO ?LAMPARAS INCANDESCENTES

MEJORAS:? Halógenas:

Eficacia 27 lm/w (30? +) Vida media 2000h

? Efecto dicroico: Eficacia 29 lm/w ( +40? )

Rc

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ELEMENTOS DE LAS INSTALACIONES DE ALUMBRADO

?LAMPARA DICROICA. ESPECTRO DE EMISIÓN

6

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?LAMPARA DE DESCARGA

Vapores de metales : Na – Hg? Mantienen el arco? Emiten Radiación visible

Características:? Necesidad de iniciar el proceso? Limitar la intensidad? Espectro discreto

Lámp. deDescarga

Mercurio alta presión (HPMV)Sodio Baja Presión (LPS)Sodio Alta Presión (HPS)Mercurio Baja Presión

Luz MixtaHalogenuros Metálicos

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40 ? 60 lm/w

rc = 40

Tc = 3800 – 4000 K

Vu = 15000 h

Encendido:Tenc. = 5 min

Reactancias o balastros (C).cos? =0,5

?LAMPARA DE DESCARGA ( Mercurio alta presión )

Lámparas de Mercurio de Alta presión,En distintosTamaños.

Luz mixta:30 lm/w, rc=60

Reactancia ? filamento, como lámpara de incandescencia.

NO NECESITA EQUIPO AUXILIAR

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HALOGENUROS METÁLICOS

Vida Útil: 2000 a 8000h

Necesitan:

• CEBADORES: para encendido

• BALASTOS o REACTANCIAS:

para limitar la corriente.

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Lámparas de luz mixta (mejora temp .color y rend. Cromático, pero se reduce eficiencia ? ? 30 lm/W)

ELEMENTOS DE LAS INSTALACIONES DE ALUMBRADO ?LAMPARAS DE VAPOR DE MERCURIO A ALTA PRESIÓN

Influencia de la variación de tensión sobre las características de la lámpara

Curva de depreciación del flujo

Curva de supervivencia

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ELEMENTOS DE LAS INSTALACIONES DE ALUMBRADO ?LAMPARAS DE SODIO A BAJA PRESIÓN

• Monocromáticas• E : 200 lm/w• Vu : ? 15000 h ( 8000 h)• Encendido : 400 ? 600

?Arrancadores especiales rc

?LAMPARAS DE SODIO A ALTA PRESIÓN

Lámpara de sodio a alta presión Rc = 27Tc = 2200 kE = 130 lm/w• Cebadores • Balastos

Sodio blanco rc? 85E ? 60 lm/w

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ELEMENTOS DE LAS INSTALACIONES DE ALUMBRADO ?LAMPARAS FLUORESCENTES (MERCURIO A BAJA PRESIÓN)

Eficiencia:42-124 lm/WDuración: 8000-12000 h

Tc:2000-2200 K

Rendimiento de color 25 (65-80)

Potencias: 35-1000 W

Lámparasde amalgama

Lámparasfluorescentes

2010 30 40 50 60 70 80Temperatura ambiente (°C)

40

50

60

70

80

90

100

Flu

jo lu

min

oso

rela

tivo

(%)

9

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LAMPARAS DE TRES BANDASTubos de 38 mm ...................26 mm 20 w ..........................18 w40 w ........................ 36 w (80 lm/w)60 w ........................ 58 w

LámparaFluorescenteCompactaCon cebador y balasto incorporado, o Con

cebadorincorporado

Eficiencia:57 -60 lm/WDuración: 5000 - 8000 h

Tc:3000 - 4000 K

Rendimiento de color: 85

Potencias: 9 - 36 WSustitución de lámparas incandescentes:

Consumo x1/4, duración x 8

LAMPARAS COMPACTAS

LAMPARA MULTIFOSFOROS(rc ? a 100)

LAMPARA DE INDUCCIÓN( 70lm/w) (rc ? 80) (Vu + 60000 h)

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LÁMPARAS DE DESCARGA (RESUMEN)

800010000(8000)

15000(8000)

2000-800015000(8000)

Vida útil(h)

300040007000

22004500-65003800-4000Temperatura de color(K)

80--90

27(85)

--908067

40Rendimiento de color(%)

80--44

130(60)

200458095

55-60Eficacia(lm/w)

FLHPSLPSMHHPMV

HPMV: Mercurio a alta presión

MH: Halogenuros metálicos

LPS: Sodio a baja Presión

HPS: Sodio a alta Presión

FL: Mercurio a baja Presión. (fluorescente)

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EQUIPOS AUXILIARES

BALASTOCircuito de una lámpara fluorescente

con encendido por interruptor. L,balasto

CEBADOR DE DESTELLOS

Circuito de una lámpara fluorescente con encendido por cebador de

destellos

1.- Ampolla de vidrio llena de neon

2.- Contacto fijo de níquel

3.- Contacto móvil bimetal

4.- Condensador

CEBADOR

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EQUIPOS AUXILIARES

V

Lámpara

C

220VFiltro

Balasto

N

L1I

s

Is

L1

IL2

L2

PF = 0,95 ... 1

IL1 IL2

Is

V s

C

Compensación del factor depotencia individual y circuito dúo.

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EQUIPOS AUXILIARES

Intensidad de fase y de neutro en una instalación de lámparas de sodio a alta presión.

A .2 2K I 0 MI : 1 2B 20V 2KHz I 0 / 2 MII : 1 2

TA

PA

H - A 1 . 9 m SEC 100 . 2 VOLTLO - A 50 . 0 Hz 137. 2 VOLT

B 20VA .2

2KHz2K

II

MII : 1 2MI : 1 2

0 / 20

LO - AH - A

50 . 0 Hz1 . 9 m SEC

56 . 5 VOLT103 . 8 VOLT

PA

TA

I fase

I neutro

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LUMINARIAS

REFLECTORES REFRACTORES DIFUSORES

? 0TR0S ELEMENTOS:Apoyos ( postes, baculos...etc.)Conductores electricos, tomas de tierra y aparamentade mando y protección.

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LUMINARIAS

INDICES DE PROTECCIÓN: IP XX (cap-5)

• Protección contra contactos directos

• Protección contra el polvo

• Protección contra la penetración de l íquidos

NIVEL DE AISLAMIENTO

• Clases 0,1 (con toma de tierra) y 2

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UN BUEN ALUMBRADO DEBE ATENDER A FACTORES DE:

CALIDAD

•ILUMINANCIA(Emed)

•UNIFORMIDAD, CONTRASTE (3:1)

•RENDIMIENTO CROMÁTICO

•TEMPERATURA DE COLOR (punto de color)

•DESLUMBRAMIENTO

•VIDA ÚTIL

•COSTE

DISEÑO DE LAS INSTALACIONES

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LUMINARIAS

?Reflectores

• Apantallados

• Semiapantallados

• No apantallados

?Proyectores

?Refractores

?Difusores

DATOS:

?Rendimiento

?Distribución ? luminoso

• Curvas Isolux

• Diagrama Int. Luminosa

?Factor de utilización.

(geometría local)

lum

util

??

? ?

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DISEÑO DE LUMINARIAS:

Tarea Visual: Iluminación (E-lux)

Contaste

- Objeto de tarea

- De Colores

Tarea

Alrededor


Evitar Fatiga

• Deslumbramiento: perturbador, molesto(>30º horiz.)

• Uniformidad de

• Tc y Rc de lámparasmedE

EE min?

Contraste entre L (3:1)

• Tarea ? alrededor

• Alrededor ? resto

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Tipos de Alumbrado

Relaciones de luminancia

recomendada

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<300500100020001.2D

<300500100020001.5B

<300500100020001.15A

gfedcba

Iluminancia en servicio (lx)

G

Clase de calidadCurvas

limites de luminancia

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max0 8,025,9

LAI

AL ???

??

?L0 ? Luminancia media

A ? Área aparente en m2 del tubo

? ? Flujo luminoso en Lm

I ? Intensidad luminosa en cd

Lmax ? Luminancia máxima en el centro del tubo

Luminancia media para un ángulo (en sentido transversal)

Superficie aparente de una luminaria con laterales luminosos

Si las lámparas se observan en sentido longitudinal se dará:

?cosmax0 LL ?

30


55-65Acero pulido 5-15Azul oscuro

80-85Aluminio anonizado y abrillantado45-55Azul claro

55-60Aluminio mate10-20Verde oscuro

80-90Espejo de vidrio plateado45-65Verde claro

10-25Madera oscura10-20Rojo oscuro

30-50Madera clara30-50Rojo claro

15-25Granito45-55Rosa

60-70Mármol blanco10-20Marrón oscuro

15-25Ladrillo oscuro30-40Marrón claro

30-40Ladrillo claro50-75Crema, amarillo claro

15-25Arenisca oscuro3-9Negro

30-40Arenisca blanca10-20Gris oscuro

15-25Hormigón oscuro40-50Gris claro

30-50Hormigón claro50-65Según orificios

20-30Mortero oscuroTecho acústico blanco

35-55Mortero claro70-85Blanco

COEF. DE REF(%)

MATERIALCOEF. DE REF(%)

COLOR0

Coeficientes de reflexión

16

31


Ángulos entre los que hay que limitar el deslumbramiento

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CALCULO DE ILUMINACIÓN EN LOCALES CERRADOS (Iluminancia horizontal)

Am?u

E Tothmed

??

m?U

AEn

h

medLampTot ?? ??

? ?/AE

uef

medh ?

?

• Valores recomendados para Emed.

• Factor de utilización de un local (utilancia).

totlumef m? ?? ? Flujo total = n ? Lamp

Factor de mantenimiento

Rendimiento luminaria

? E

? U

? L

17

33

CALCULO DE ILUMINACIÓN EN LOCALES CERRADOS (Iluminancia horizontal)

? ?Luminaria,K,R,R,Rfu sueloparedtechoh ?

? ?bahabK

??

? ?bahbaK?

? 3

Dimensiones LocalCoef. Reflexión

(TABLAS)

Uniformidad: Km ? Km especificado

Kp ? Kp especificado

Indirecta

Directa Semiindirecta

34


Ejemplo de curva de distribución luminosa de luminaria asimétrica (Indalux)

18

35


Ejemplo de curva de distribución luminosa de luminaria asimétrica (Indalux)

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Datos geométricos

para el índice del local

)(2

nmhnm

Km ????

?

INDICE DE MALLA Km

)( bahqbpa

K p ?????

?

INDICE DE PROXIMIDAD Kp

INDICE DEL LOCAL:

)( bahba

K??

??

Iluminación Directa o Semidirecta

)(23

baHba

K???

???

Iluminación Indirecta

19

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1. Radiado directamente hacia el plano de trabajo.

2. Dirigido hacia las paredes por debajo de la luminaria.

3. Dirigido hacia las paredes por encima de la luminaria.

4. Dirigido hacia el techo.

Distribución del flujo luminoso

Ejemplo de disposición de luminarias

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Clasificación de luminarias según la anchura del haz

--Indirecta

1.5Mixta

? 1.51.4Semidirecta

? 31.4Directa extensiva

? 1.40.8Directa intensiva

?RELACIONCATEGORIA

20

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MANTENIMIENTO

GANANCIA EN LUZ POR LIMPIEZA DE LÁMPARA Y LUMINARIA CADA 2500 HORAS

40

TIPOS DE ILUMINACIÓN

21

41

TIPOS DE ILUMINACIÓN

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CÁLCULO DE LA ILUMINANCIA(componente directa) UTILIZANDO CURVAS DE INTENSIDAD LUMINOSA

?? 32 cos??

mp h

IE

22

43

ALUMBRADO PUBLICO: Calculo de la luminancia media utilizando las curvas isolux

2)1,1000(

1000'

h

EE hmed

med???

? ??

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CALCULO DE LA ILUMINANCIA MEDIA EN EXTERIORES (ALUMBRADO PUBLICO)

Mediante el factor de utilización:

ADmuE L

m???? ??

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