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I.E.S. Santiago Ramón y Cajal 1º Instalaciones Eléctricas y Automáticas Instalaciones Eléctricas Interiores Curso 2011/2012 2º bloque de ejercicios de iluminación. ”Publicados en Web” Día 09/12/2011 Ejercicio 1º Nuestro querido mecánico no puede más con la iluminación de su local y nos pide una solución. Suponer una superficie de 8m X 12m y una altura desde el pavimento al suelo de 3m.

La primera decisión que tomaremos será la del tipo de lámpara que instalaremos, en un principio como el taller no es extenso en superficie, podremos elegir un tipo de lámpara más común, en este caso sería adecuado iluminación con tubos fluorescentes, según se especificó en el ejercicio 2º de la primera relación de problemas de iluminación se dio las especificaciones de tres tipos de tubos fluorescentes comerciales, quedando así: Fluorescente 65W,   80% tipo espectral A.2.1 Tipo de fuente Lámpara Fluorescente tubular

Potencia W

Flujo Luminoso Eficacia Lm Lm/W

20 40 65

1.030 2.600 4.100

luminosa

51,50 65,00 63,00

En realidad podríamos realizar los cálculos para tubos de 40W o 65W, pero puestos a elegir instalaríamos de 65W, ya que se simplificaría la instalación al tener que instalar menos tubos. Las lámparas a utilizar es: Fluorescente 65W 4100Lm

T 

  80% tipo espectral A.2.1

Em  S   fc

1º.- Según la tabla 5.20 del libro, las iluminancias recomendadas para una industria con trabajo ordinario se sitúan entre los 400 y 800 lux,

Valor Limite Superior + Valor Limite Inferior 800 Lux  400 Lux   600 Lux 2 2

2º.- Superficie a iluminar 3º.-    R  L

3.1.- En primer lugar obtenemos el rendimiento del local  R , para ello tenemos que obtener 5 datos, 1º.- Los 3 Factores de reflexión de techo paredes y suelo, estos datos se obtienen por simple observación del local, como anteriormente elegimos la iluminancia máxima, en este dato elegimos siempre el valor superior de la tabla 1, para compensar el optimismo aplicado en la iluminancia. 2º.- El índice del local, este dato solo depende de que la iluminación sea de tipo directo o indirecto, en cada caso se elegirá una formula y este es un índice que solo depende de la morfología del local. 3º.- El tipo espectral de la lámpara que vamos a utilizar. 1- 1 = Techo blanco – 0,70 a 0,85 => 0,8 en tabla 3 2-  2 = Paredes blanco – 0,70 a 0,85

=> 0,8 en tabla 3

3-  3 = Suelo mortero claro oscuro en todo caso al ser un taller un lugar sucio – 0,35 a 0,55 => 0,3 en tabla 3 4.- Índice del local: h = 3- 0,85=2,15m => Página 1 de 5

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I.E.S. Santiago Ramón y Cajal Instalaciones Eléctricas Interiores 2º bloque de ejercicios de iluminación. ”Publicados en Web” => 2 en tabla 3 5.- Tipo espectral de la luminaria = A.2.1

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Por tanto como rendimiento del local tenemos según tabla 3 es  R = 1,02 6º.- Como dato del problema tenemos que la lámpara fluorescente tiene un rendimiento de 80%,  L = 0,8 7º.- Calculamos el Rendimiento global:

  R L  1,02  0,8  0,816

8º.- Factor de conservación =

9º.-

T 

10º.- N 

= 0,5 Al ser un local sucio y desordenado.

Em  S 600lux  96m2   141176, 4706 Lúmenes   fc 0,816  0,5 T 141176, 4706 Lúmenes   34, 43Lámparas L 4100 Lúmenes

34 Lámparas

Si la colocamos de forma individual tenemos: 12m 𝑥

x

x

x

x

x

x

x

𝑥

𝑦

y 8m

y

y 𝑦

Como hemos elevado mucho la cantidad de lúmenes totales de nuestra instalación al escoger un factor de conservación de 0,5 podemos ir por lo bajo a la hora de poner lámparas, así teniendo en cuenta la geometría de nuestro local podemos distribuirlo por ejemplo en 4x8 lámparas, obteniendo una instalación de 32 lámparas, los cálculos de la instalación serían los siguientes:

=> Podríamos haber utilizado directamente esta fórmula quedando como sigue, longitud total del tramo entre el número de filas o de columnas según lo que queramos calcular y o x.

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Con estos cálculos ya se donde tienen que ir de forma exacta las luminarias en mi instalación

Podríamos haber tomado otra determinación y haber dispuesto dos tubos en cada luminaria, en ese caso tendríamos 17 luminarias, teniendo en cuenta la geometría de nuestro local podemos distribuirlo por ejemplo en 4x4 luminarias o quizás en 3x6, en ambos casos sería correcto, lo que pasa es que en el caso de 3x6 estoy utilizando 2 luminarias más que en el 4x4, vamos a realizar por ejemplo el de 6x3, la distribución de las luminarias seria: 12m 𝑥

x

x

x

x

x

𝑥

𝑦

y 8m y

𝑦

Los cálculos de la instalación serían los siguientes:

=> Podriamos haber utilizado directamente esta formula

=> Podriamos haber utilizado directamente esta formula

Con estos cálculos ya se donde tienen que ir de forma exacta las luminarias en mi instalación

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Ejercicio 2º Realizar el estudio de la siguiente instalación y determinar si es adecuada la iluminación, teniendo en cuenta que se trata de lámparas de vapor de sodio a alta presión de 150W de 16500Lm y un rendimiento de la lámpara del 80%, Superficie = 20m x 35m x 8m.

Las lámparas a utilizar es: vapor de sodio a alta presión de 150W de 16500Lm y un rendimiento de la lámpara del 80%.

T 

Em  S   fc

1º.- Según la tabla 5.20 del libro, las iluminancias recomendadas para pasillos, escaleras y garajes se sitúan entre los 400 y 800 lux,

Valor Limite Superior + Valor Limite Inferior 50 Lux  100 Lux   75Lux 2 2

2º.- Superficie a iluminar 3º.-    R  L

3.1.- En primer lugar obtenemos el rendimiento del local  R , para ello tenemos que obtener 5 datos, 1º.- Los 3 Factores de reflexión de techo paredes y suelo, estos datos se obtienen por simple observación del local, como anteriormente elegimos la iluminancia máxima, en este dato elegimos siempre el valor superior de la tabla 1, para compensar el optimismo aplicado en la iluminancia. 2º.- El índice del local, este dato solo depende de que la iluminación sea de tipo directo o indirecto, en cada caso se elegirá una formula y este es un índice que solo depende de la morfología del local. 3º.- El tipo espectral de la lámpara que vamos a utilizar. 1- 1 = Gris Claro – 0,40 a 0,50 => 0,5 en tabla 3 2-  2 = Paredes blanco – 0,70 a 0,85

=> 0,5 en tabla 3

3-  3 = Suelo mortero oscuro – 0,20 a 0,30 => 0,3 en tabla 3 4.- Índice del local: h = 8 - 0,85=7,15m => => 2 en tabla 3 5.- Tipo espectral de la luminaria = A.2, como es lógico observando el tipo de luminaria que tenemos en la instalación y vemos fácilmente que es directa e intensiva, observarlo en la tabla 2. Por tanto como rendimiento del local tenemos según tabla 3 es  R = 0,85 6º.- Como dato del problema tenemos que la lámpara de vapor de mercurio tiene un rendimiento de 80%,  L = 0,8 7º.- Calculamos el Rendimiento global:

  R L  0,85  0,8  0,68

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I.E.S. Santiago Ramón y Cajal Instalaciones Eléctricas Interiores 2º bloque de ejercicios de iluminación. ”Publicados en Web” 8º.- Factor de conservación =

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= 0,8 Al ser un local limpio

9º.- T 

Em  S 75lux  700m2   96507,3529 Lumenes   fc 0,68  0,8

10º.- N 

T 96507,3529 Lumenes   5,84 6 Lamparas L 16500 Lumenes

Y según la fotografía nos encontramos con 12 lámparas de vapor de sodio, con lo que tenemos que si para obtener una iluminación de 75 lux nos ha salido que tenemos que instalar 6 lámparas y al final instalamos 12, lo que hemos hecho es duplicar la iluminancia con lo que tenemos una iluminancia total de 150 Lux. Ejercicio 3º Un Cliente nos envía la siguiente Fotografía de una nave nueva que ha adquirido para instalar un almacén de bebidas. ¿Qué tipo de lámparas instalarías en esta nave industrial?, ¿Cómo dispondrías las luminarias?, ¿Qué coste mensual tendría si se mantienen encendida durante 16 horas al día con un coste de 0,14 euros el KWh? Cada bloque de hormigón tiene 3 metros de ancho por 4 metros de alto.

Las lámparas a utilizar es: vapor de sodio a alta presión de 150W de 16500Lm y un rendimiento de la lámpara del 80%.

T 

Em  S   fc

1º.- Según la tabla 5.20 del libro, las iluminancias recomendadas para una industria con trabajo basto se sitúan entre los 150 y 300 lux,

Valor Limite Superior + Valor limite Inferior 150 Lux  300 Lux   225Lux 2 2

2º.- Superficie a iluminar

3º.- 

  R  L

3.1.- En primer lugar obtenemos el rendimiento del local  R , para ello tenemos que obtener 5 datos, 1º.- Los 3 Factores de reflexión de techo paredes y suelo, estos datos se obtienen por simple observación del local. 2º.- El índice del local, este dato solo depende de que la iluminación sea de tipo directo o indirecto, en cada caso se elegirá una formula y este es un índice que solo depende de la morfología del local. 3º.- El tipo espectral de la lámpara que vamos a utilizar. 1- 1 = Techo Gris oscuro – 0,10 a 0,20 => 0,8 Porque no tengo otra opción en tabla 3 2-  2 = Paredes blanco – 0,70 a 0,85

=> 0,8 en tabla 3

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3-  3 = Suelo hormigón oscuro – 0,15 a 0,25 => 0,1 en tabla 3 4.- Índice del local: h = 4 - 0,85=3,15m => => 2 en tabla 3 5.- Tipo espectral de la luminaria = A.2, que es directa e intensiva, la más adecuada para este tipo de instalación, mirar Tabla2 de las hojas entregadas en clase, cuando no dispongamos del dato de tipo espectral elegimos por lógica el más adecuado a nuestro tipo de instalación según la Tabla 2. Por tanto como rendimiento del local tenemos según tabla 3 es  R = 0,98 6º.- Como dato del problema tenemos que la lámpara de vapor de mercurio tiene un rendimiento de 80%,  L = 0,8 7º.- Calculamos el Rendimiento global:

  R L  0,98  0,8  0,784

8º.- Factor de conservación = = 0,8 Al ser un local limpio, si consideráis el caso específico de un local de bebida tendremos que escoger 0,5, ya que las estanterías del almacén hacen muchas sombras, así que escogemos 0,5.

Em  S 225lux  216m2   123979,5918Lúmenes 9º.- T    fc 0,784  0,5 10º.- N 

T 123979,5918Lumenes   7,51 8Lamparas L 16500 Lumenes

OJO, si escogemos un factor de conservación de 0,8, nos hubiera salido 6,21 lámparas. Como podemos observar salen muy pocas lámparas de este tipo por lo tanto se producirían sombras indeseadas y la distribución de los lúmenes sobre la superficie no sería la adecuada, además el techo no es lo suficientemente alto como para que este tipo de lámpara sea la adecuada, aunque podemos escoger una con un diagrama espectral tipo A.3. extensiva. Por tanto recurriremos a ver que nos saldría con tubos fluorescentes de 65W a ver si nos sale un resultado más adecuado: Las lámparas a utilizar es: Fluorescente 65W 4100Lm problemas anteriores.

T 

  80% tipo espectral A.2.1, como en los

Em  S   fc

1º.- Según la tabla 5.20 del libro, las iluminancias recomendadas para una industria con trabajo basto se sitúan entre los 150 y 300 lux, Según los cálculos realizados anteriormente tenemos: Em  225Lux 2º.- Superficie a iluminar => 3º.- 

  R  L

3.1.- En primer lugar obtenemos el rendimiento del local  R , calculado anteriormente:

1- 1 = Techo Gris oscuro – 0,10 a 0,20 => 0,8 Porque no tengo otra opción en tabla 3 2-  2 = Paredes blanco – 0,70 a 0,85

=> 0,8 en tabla 3

3-  3 = Suelo hormigón oscuro – 0,15 a 0,25 => 0,1 en tabla 3 4.- Índice del local: h = 4 - 0,85=3,15m => => 2 en tabla 3 5.- Tipo espectral de la luminaria = A.2.1, que es un dato en este caso del fabricante ya que nosotros hemos elegido este tipo de lámpara.

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Por tanto como rendimiento del local tenemos según tabla 3 es  R = 0,92 6º.- Como dato del problema tenemos que el rendimiento de del 80%,  L = 0,8 7º.- Calculamos el Rendimiento global:

  R L  0,92  0,8  0,736

8º.- Factor de conservación = = 0,8 Al ser un local limpio, si consideráis el caso específico de un local de bebida tendremos que escoger 0,5, ya que las estanterías del almacén hacen muchas sombras, así que escogemos 0,5. 9º.- T 

Em  S 225lux  216m2   132065, 2174 Lúmenes   fc 0,736  0,5

10º.- N 

T 132065, 2174 Lúmenes   32, 21 32 Lámparas L 4100 Lúmenes

Si disponemos dos tubos en cada luminaria necesitaríamos 16 luminarias, teniendo en cuenta la geometría de nuestro local podemos distribuirlo por ejemplo en 4x4 luminarias, pero no es conveniente esta disposición porque si os fijáis en las dimensiones de 9m x 24 m es muy estrecho para distribuirlas en 4 x 4, lo mejor es hacerlo en filas de 3, para ello dispondríamos 3x5=15 luminarias ó 3x6=18 luminarias, yo optaría por las 18 luminarias, porque aunque son 4 tubos más me parece excesivo quitar 2 tubos, en la solución de 15 luminarias, además creo que así se distribuyen los lúmenes más uniformemente sobre la superficie del local, por tanto la distribución de las luminarias seria: 24m 𝑥

x

x

x

x

x

𝑥

𝑦

y 9m y

𝑦

Los cálculos de la instalación serían los siguientes:

=> Podriamos haber utilizado directamente esta formula

=> Podriamos haber utilizado directamente esta formula Página 7 de 5

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1º Instalaciones Eléctricas y Automáticas Curso 2011/2012 Día 09/12/2011

Con estos cálculos ya se donde tienen que ir de forma exacta las luminarias en mi instalación El coste mensual de tener encendida esta instalación durante 16 horas al día será de: Potencia instalada= 18 luminarias =2340W Energía = potencia x tiempo = 2300W Coste =

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