Problemas resueltos

1. Queremos diseñar una instalación de alumbrado para una nave industrial de 100 m de largo por 30 m de ancho y 6 m de altura. Para ello utilizaremos lámparas de vapor de sodio a alta presión de 400 W de potencia con un flujo luminoso de 50000 lm. Respecto a las luminarias, nos planteamos escoger entre los tipos 1, 2 y 3 cuyas tablas del factor de utilización, suministradas por el fabricante, se adjuntan a continuación.

Luminarias disponibles (todas son de tipo industrial suspendido):

Escoja la imagen de la lista

Otros datos:

Se pide determinar con cuál de los tres tipos de luminarias propuestas obtendremos la mejor solución.

Solución

Este es un ejemplo de problema resuelto con el método de los lúmenes. Tenemos una gran nave que queremos iluminar con una iluminación homogénea de 680 lx.

Datos de entrada:

Dimensiones del local:

Nivel de iluminancia media. Nos piden 680 lx pero teniendo en cuenta que sólo se trabaja de día y la iluminancia de la luz solar es de 75 lux, la iluminancia proporcionada por la iluminación será:

Em = 680 - 75 = 605 lx

Lámparas. Usaremos lámparas de vapor de sodio a alta presión de 400 W y 50000 lm de flujo.

Altura de suspensión de las luminarias: 5.5 m

Índice del local. Dado el tipo de luminarias propuestas (de iluminación directa), nos encontramos con un caso de iluminación directa. Por lo tanto:

Coeficientes de reflexión. Los coeficientes del techo y las paredes se suministran en el enunciado. Como no nos dicen nada del suelo tomaremos la hipótesis más pesimista vista en las tablas.

  Techo Paredes Suelo
Coeficiente de reflexión 0 0 0.1

Determinación del coeficiente de utilización (). A partir de los factores de reflexión y el índice del local se leen en las tablas los factores de utipzación. En este caso particular deberíamos interpolar ya que no disponemos de valores para k = 4.2; pero como la diferencia entre el coeficiente para 4 y 5 es muy pequeña podemos aproximar con los valores de 4.

  Luminaria 1 Luminaria 2 Luminaria 3
Coeficiente de utilización () 0.58 0.92 0.73

Factor de mantenimiento. En este caso los valores vienen incluidos en las tablas de las luminarias. Como no nos dicen nada sobre la suciedad ambiental tomaremos los valores medios.

  Luminaria 1 Luminaria 2 Luminaria 3
Factor de Mantenimiento (fm) 0.75 0.75 0.60

Cálculos:

Cálculo del flujo luminoso total.

Luminaria 1
Luminaria 2
Luminaria 3

Por último se calcula el número mínimo de luminarias necesarias. Este es un valor de referencia pues es normal que al emplazar las luminarias y hacer las comprobaciones posteriores necesitemos un número mayor de ellas.

Luminaria 1
Luminaria 2
Luminaria 3

Emplazamiento de las luminarias:

Finalmente sólo nos queda distribuir las luminarias sobre la planta del local y comprobar que la distancia de separación entre ellas es inferior a la máxima admisible. En este caso la separación máxima viene indicada en las tablas de las luminarias.

  Luminaria 1 Luminaria 2 Luminaria 3
Ancho
N luminarias 545
Separación (m) 30/5 = 630/4 = 7.530/5 = 6
Separación de las paredes (m) 6/2 = 37.5/2 = 3.756/2 = 3
Largo
N luminarias 171417
Separación (m) 100/17 = 5.88100/14 = 7.14100/17 = 5.88
Separación de las paredes (m) 5.88/2 = 2.947.14/2 = 3.575.88/2 = 2.94
 
Separación máxima entre luminarias (m) 1.1 · hm = 6.05 0.7 · hm = 3.85 1.1 · hm = 6.05
Cumple los criterios SINOSI
Número total de luminarias 5·17 = 85 4·14 = 56 5·17 = 85

De todas las luminarias propuestas, la LUMINARIA 2 es la única que no cumple los criterios ya que la separación obtenida es superior a la máxima permitida. Esto quiere decir que si queremos utilizar esta luminaria tendremos que poner más unidades y reducir la separación entre ellas. Podemos calcular el nuevo número necesario tomando como distancia de separación la distancia máxima (3.85 m) y usando las fórmulas usadas para distribuirlas. Si hacemos las operaciones necesarias podremos ver que ahora se necesitan 208 luminarias.

En este caso es indiferente utilizar la LUMINARIA 1 o la 3, pero en general nos quedaríamos con la solución que necesitara menos luminarias. Si los consumos de las lámparas de las luminarias fueran diferentes unos de otros, tendríamos que tenerlos en cuenta para optar por la solución más barata, que sería la que necesitara menos potencia total.

Comprobación de los resultados para la LUMINARIA 3:

A nivel de suelo, la iluminancia total será:    NI = 620.5 + 75 = 695.5 lx

Y la potencia consumida    P = 85 · 400 = 34 kW

Distribución final de las luminarias:

Problemas propuestos

1. Queremos diseñar una instalación de alumbrado para una oficina con las siguientes dimensiones: 30  m de largo por 12  m de ancho y 3.5 m de alto. La altura del plano de trabajo es de 0.76 m sobre el suelo. Para ello se utilizarán lámparas del tipo fluorescentes de 40  W y un flujo de 2520  lm. Nos planteamos escoger entre los siguientes tipos de luminarias: 4, 5 y 6; cuyas tablas nos ha suministrado el fabricante.

Tablas de las luminarias:

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Otros datos:

Determinar la solución más apropiada.

Resultados

2. Queremos diseñar una instalación de alumbrado para una oficina con las siguientes dimensiones: 12  m de largo por 4  m de ancho y 3 m de alto. La altura del plano de trabajo es de 0.95 m sobre el suelo. Para ello se utilizarán lámparas del tipo fluorescentes de 60  W y un flujo de 4600  lm. Nos planteamos escoger entre los siguientes tipos de luminarias: 7 y 8; cuyas tablas nos ha suministrado el fabricante.

Tablas de las luminarias:

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Otros datos:

Determinar la solución más apropiada.

Resultados

3. Queremos diseñar una instalación de alumbrado para una oficina con las siguientes dimensiones: 6  m de largo por 4  m de ancho y 3.5 m de alto. La altura del plano de trabajo es de 0.76 m sobre el suelo. Para ello se utilizarán lámparas del tipo fluorescentes de 40  W y un flujo de 2500  lm. Nos planteamos escoger entre los siguientes tipos de luminarias: 9, 10 y 11; cuyas tablas nos ha suministrado el fabricante.

Tablas de las luminarias:

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Otros datos:

Determinar la solución más apropiada.

Resultados

4. Queremos diseñar una instalación de alumbrado para una oficina con las siguientes dimensiones: 12  m de largo por 6  m de ancho y 3.75 m de alto. La altura del plano de trabajo es de 0.75 m sobre el suelo. Para ello se utilizarán lámparas del tipo fluorescentes de 110  W y un flujo de 9000  lm. Nos planteamos escoger entre los siguientes tipos de luminarias: 12; cuyas tablas nos ha suministrado el fabricante.

Tablas de las luminarias:

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Otros datos:

Determinar la solución más apropiada.

Resultados

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