Automatización en Iluminación 2013 SENA 1

Iluminacin Conceptos bsicos de luminotecnia, iluminacin natural y artificial

Prof. Jorge E. Camacho M. D.I. MSc

Diseador Industrial. Magster en Educacin: nfasis en Cognicin y Creatividad Especialista en Iluminacin y Exhibicin de Producto (Miln-Italia) Especialista en Iluminacin pblica y privada Universidad Nacional

Consultor en Iluminacin, Diseo Comercial y Exhibicin de Producto. Gerente LIKKE Design Ltda

http://estudioworks.wordpress.com/category/infografias-3d/

Introduccin: Luz o iluminar

Conceptos bsicos de luminotecnia: Comprender la luz a partir del lumen, el lux y otros elementos bsicos

Iluminacin Natural y sostenibilidad: La luz a partir del sol como fuente de energa renovable

Iluminacin Artificial y fuentes lumnicas: Un breve resumen de los tipos de luz utilizados en los espacios arquitectnicos

Luminarias: Las tendencias y los datos tcnicos que debemos tener en cuenta a la hora de la seleccin

Tipos de iluminacin: La funcin de la iluminacin en el espacio y la estrategia de diseo.

Introduccin a la domtica: Conceptos fundamentales para el control de la iluminacin en espacios arquitectnicos

Conclusiones

2

La visin se ha adaptado a esta radiacin en la evolucin de las actividades humanas a travs de los ciclos circadianos

siempre para desarrollar habilidades cognitivas

La radiacin lumnica

3

4

http://farm5.static.flickr.com/4085/5009205381_c10899eb14.jpg

http://2.bp.blogspot.com/__hA3q6ykVvc/Sh2VJmik3ZI/AAAAAAAAAHY/H81rAIxVmD4/S660/P1030348.JPG

http://t0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQIV-ArjTNJuYFDPrDB1bOlgs2QWNniGiEBloIrwwmO9CaM3EXyMiM9VttC

El espectro visible y las ondas ultravioletas e infrarrojas

Radiacin electromagntica y luz

5

Proceso de Percepcin del ojo

La Luz: Se hace visible cuando golpea los objetos y se manifiesta por medio del color.

El ojo: Opera como un transductor, tomando la radiacin incidente, la convierte en energa que enva al cerebro y ste a su vez la traduce en percepcin

6

Curva de sensibilidad del ojo humano

1 w = 683 Lm a 555 nm

Diagrama de la curva espectral de eficiencia luminosa para la visin fotpica (V()): Espectrmetro.

Un watt radiado con longitud de onda de 555 nm es igual a 683 lm

El observador cuya sensibilidad luminosa espectral coincide con esta curva se reconoce como Observador Fotomtrico Fotpico Estndar CIE 1924 (CIE Standard Phototopic Photometric Observer).

http://www.gusgsm.com/files/visionfotopica.png

7

El color en la zona visible de 380 a 760 nm

Y segn la fuente lumnica

Distribucin espectral de la radiacin

Luz da

Luz incandescente

Las lmparas incandescentes y la luz diurna natural generan espectros suaves y continuos, mientras otras fuentes producen un espectro irregular y discontinuo.

8

La luz es una forma de energa (onda) que puede transmitirse desde un punto a otro sin necesidad de soporte material

La luz

De Landa Amezua

Arq. Jaime Navarro Casas

La luz es el medio de percepcin de los espacios arquitectnicos, aporta la energa necesaria para la visin de los objetos

9

Lumen ??? Flujo Luminoso

Potencia luminosa de una fuente de luz

Cantidad de luz que una lmpara emite en todas las direcciones

flujo radiante o flujo luminoso 10

El slido fotomtrico a partir del Lumen

No establece ninguna relacin con el entorno o el medio: Esfera de Ulrich

11

Candela (Cd)

Intensidad luminosa

Los lmenes no indican cmo se distribuye la cantidad de luz emitida

La Intensidad luminosa (I), indica el flujo de luz por unidad de ngulo solido, con una direccin definida. Se miden en Candelas (Cd)

Las candelas dependen de la magnitud, direccin y sentido del rayo de luz. CURVAS FOTOMTRICAS: Goniofotmetro

10

5 c

d

55 cd

60

cd

12

Relacin entre el flujo luminoso y la intensidad luminosa

13

La curva fotomtrica a partir de las candelas

Direccin, magnitud y sentido: Candelas (Cd) Planos C0-180 y Plano C90-270 en luminarias no simtricas

14

La curva fotomtrica segn el tipo de luminarias

15

Y las curva fotomtrica En catlogos impresos

El diseo lumnico en las luminarias

16

El confort visual, cantidad de flujo luminoso por unidad de area iluminancia 1 lux = 1 Lm/m

Mide la sensibilidad del ojo humano a la luz: Luxmetro o iluminmetro

Lux LUZ

Iluminancia

E = I x Cos / H

1 foot-candle (fc) = 10,764 Luxes

E = I / d

17

La iluminancia promedio horizontal La iluminancia proporcionada en una superficie determinada nunca ser totalmente uniforme, siempre habr diferencias de valores de iluminancia dentro del escenario visual iluminado, es necesario definir los factores que determinan las variaciones de iluminancia.

Eprom se usa para estimar el nmero de luminarias a instalar de acuerdo con un nivel de iluminancia requerido. Se calcula mediante la siguiente frmula:

Eprom = (N x n x L x CU x FM) / (l x a) Donde: N = Nmero de luminarias en el local. n = nmero de bombillas por luminaria L = Flujo luminoso de una bombilla de la luminaria. CU = Coeficiente o Factor de utilizacin para el plano de trabajo. FM = Factor de mantenimiento de la instalacin. Lxa = rea (A) del plano de trabajo en m2 (largo x ancho)

Iluminancia promedio Eprom

18 18

Es la relacin entre la iluminacin mnima y la iluminacin media sobre una superficie de una instalacin de alumbrado. Se simboliza por Um y su unidad est dada en por ciento (%) o por una relacin.

La iluminacin media es el resultado de la sumatoria de los puntos medidos (Lx) y los puntos tomados

Factor de uniformidad general

19

Um = Emin/Eprom (RETILAP: Um > 40%)

Lux Iluminancia

Iluminancia Abr. Ejemplo

0,00005 lux 50 lx Luz de una estrella (Vista desde la tierra)

0,0001 lux 100 lx Cielo nocturno nublado, luna nueva

0,001 lux 1 mlx Cielo nocturno despejado, luna nueva

0,01 lux 10 mlx Cielo nocturno despejado, cuarto creciente o menguante

0,25 lux 250 mlx Luna llena en una noche despejada

1 lux 1 lx Luna llena a gran altitud en latitudes tropicales

3 lux 3 lx Lmite oscuro del crepsculo bajo un cielo despejado

50 lux 50 lx Sala de una vivienda familiar

80 lux 80 lx Pasillo/cuarto de bao

400 lux 4 hlx Oficina bien iluminada

400 lux 4 hlx Salida o puesta de sol en un da despejado.

1000 lux 1 klx Iluminacin habitual en un estudio de televisin

32.000 lux 32 klx Luz solar en un da medio (mn.)

100.000 lux 100 klx Luz solar en un da medio (mx.)

Sirve para medir la incidencia de la luz sobre una superficie: Rendimiento visual

20

Tabla de iluminancia por tipo de actividad

Actividad Luxes

Espacios pblicos con entornos oscuros 30 lux

Simple orientacin para visitas de corta duracin 80 lux

Espacios de trabajo donde se efectan tareas visuales slo ocasionalmente

150 lux

Iluminacin General del Espacio

Actividad Luxes

Tareas de alto contraste o gran tamao 300 lux

Tareas de contraste medio o tamao pequeo 750 lux

Tareas de bajo contraste y tamao muy pequeo durante un perodo prolongado

1500 lux

Iluminacin de Tareas

21

NIVELES DE ILUMINACIN ADECUADOS PARA AREAS DE TRABAJO

LUXES (lx)

LOCACIONES

5.000 3.00010.000 2.000 1.500 1.000 750 500 300 200 150 100 75 50 30 20

Sala de Belleza,

Barberas

Restaurantes

Colegios

Hospitales

Almacenes

Casas

Oficinas

Fabricas

Trabajo de Empacado Salidas

Entradas

Corredores

Escaleras de emergencia interiores

Almacenamiento de mercancia

Carga o descarga de Materiales

Escaleras de emergencia

interiores

Entradas

Almacen

(bodega)

Corredores

Escaleras

Sala de conferencias

Comedor

Recepcin

Linea de ensamble para

partes electrnicas

Bocetar

Teclear en empresa de

Diseo

Trabajos de inspeccin

Trabajo de supervisin en

una lnea de produccin

Trabajo clerical Digitar

Dibujar -

bocetar

Labores de costura Lectura

Estudio

Vitrina

Mesa de empaque

Salon de diseo

Laboratorio

Biblioteca

Sala de ciruga

Emergencias

Tratamientos

Vitrina

Frente de vitrina

Inspeccin

ocular

Composicin Mesa de

comedor

Elevador Display

stand

Recepcin

Actividades

recreacionales



Escaleras Sala de

enfermos

Almacen

(bodega)

Interiores Corredores

Escaleras

Sala de

espera

Gimnasio cubierto

Auditorio

Baos duchas

Tinte de pelo Maquillaje

Preparacin de cabello

Corredores

Escaleras

Lavado

Niveles de Luminancia requeridos que deben ser obtenidos por iluminacin Local.

Sala de exmen mdico

Comedor

Saln de clases

Entrada

Cuarto de lavado

Afeitada

Lavado de cabello

Vestidores

Cuarto de coccin

Comedor

Tabla de iluminancia recomendada por la CIE (Commission Internationale de lclairage)

22

Tabla de iluminancia por tareas y clase de espacio

23

Para medir la luz en Luxes

Luxmetros 24

Luminancia

Flujo luminoso reflejado por la superficie

o brillo fotomtrico: Cd/m

25

Luminancia

La luminancia es la intensidad aparente de la luz proveniente o reflejada por un objeto o punto determinado. Es cuantificada con candelas por metro cuadrado. El equivalente psicolgico es brillo. Se mide con el Luminancimetro

Su expresin es: L = I / A x Sen (componente de la normal con el ojo)

26

reflexin, transmisin, absorcin

y los materiales que utilizamos

en el diseo arquitectnico

27

Comportamiento de la luz

Material Factor de Reflexin

Factor de Absorcin

Factor de Transmis.

Observaciones

Superf. pintada castao

Superf. pintada roja

Superf. pintada verde

Superf. pintada azul

Superf. pintada gris

Superf. pintada negra

Superf. Pintada Blanco

10 50 %

10 35 %

10 60 %

5 50 %

20 60 %

4 8 %

40 80 %

50 90 %

65 90 %

40 90 %

50 95 %

40 80 %

92 96 %

20 60 %

0 %

0 %

0 %

0 %

0 %

0 %

0 %

Reflexin difusa

Reflexin difusa

Reflexin difusa

Reflexin difusa

Reflexin difusa

Reflexin semidirigida

Reflexin difusa

Vidrio opaco negro

Vidrio opaco blanco

Vidrio transp. Claro (2 a 4 mm)

Vidrio deslustr. al ext. (1,5 a 2 mm)

Vidrio deslustr. al int. (1,5 a 3 mm)

Vidrio opalino blanco (1,5 a 3 mm)

Vidrio opalino rojo (2 a 3 mm)

Vidrio opal. anaranjado (2 a 3 mm)

Vidrio opal. amarillo (2 a 3 mm)

Vidrio opal. verde (2 a 3 mm)

Vidrio opalino azul (2 a 3 mm)

5 %

75 80 %

8 %

7 20 %

6 16 %

30 55 %

4 5 %

5 8 %

25 30 %

8 10 %

8 10 %

95 %

20 25 %

2 %

6 17 %

5 7 %

4 8 %

92 93 %

85 86 %

55 58 %

83 87 %

82 87 %

0 %

0 %

90 %

63 76 %

79 87 %

41 62 %

3 %

7 9 %

15 17 %

5 7 %

5 8 %

Reflexin dirigida

Reflexin difusa

Transmisin muy dirigida

Transmisin escasamente difusa

Transmisin escasamente difusa

Transmisin difusa

Transmisin difusa

Transmisin difusa

Transmisin difusa

Transmisin difusa

Transmisin difusa

Papel o telas blancas

Pergamino sin colorear

Pergamino o telas amarillas

Seda blanca (tupida)

Seda de color (tupida)

60 80 %

48 %

20 40 %

28 38 %

10 20 %

3 10 %

1 %

20 63 %

10 - 20 %

44 86 %

17% 30 %

51 %

40 17 %

52 %

4 36 %

Reflexin difusa. Transmisin difusa



Reflexin semidirigida. Transm. difusa

Reflexin semidirigida. Transm. difusa

Propiedades de la luz a partir de la luminancia

del 100% de luz: reflexin, absorcin y transmisin y los materiales que utilizamos en el espacio

28

Porcin del espectro electromagntico a la que nuestros ojos son sensibles y podemos definir por medio del color

Luz...

Norbert Lechner Universidad de Auburn, Alabama

29

El color

El color es la impresin producida al incidir en la retina

los rayos luminosos difundidos o reflejados por los cuerpos.

Sensacin + Percepcin

Luz RGB

Pigmento CYMK

30

Iluminante A

1 w = 683 Lm a 555 nm

El iluminante A se basa en la fuente ms usual de luz artificial: La bombilla incandescente de filamento de tungsteno. Su distribucin espectral se corresponde con la de un cuerpo negro a unos 2.856 K..

http://www.gusgsm.com/files/iluminante_a.png

31

El color en el da y en la noche

Visin fotpica: los conos actan ms en el da ( 0,001 cd/m)

Visin mespica conos y bastoncillos actan simultneamente (0,001 a 3 cd/m)

Visin escotpica los bastones trabajan ms en la noche ( a 3 cd/m)

32

Temperatura de Color

El espacio cromtico CIE 1976

33


espectro de una luz en el espacio

apariencia del ambiente

El diagrama cromtico de la CIE (1976)

34


la funcin del espacio

Temperatura de color

Apariencia del color

TC > a 5.000 K FRIA

TC 3.000 a 5.000 K INTERMEDIA

TC < a 3.000 K CLIDA

35


36

Clida Fra Intermedia

TC > a 5.000 K TC 3.000 a 5.000 K TC < 3.000 K

Temperatura de Color + intensidad =

El alumbrado dinmico del espacio 37

Claro

Nivel de Iluminacin

(Lux)

Oscuro

Clida Fra

2700W Temperatura de Color 6000K

38

Aplicaciones de iluminacin ambiental

Temperatura de Color KELVIN

Clido 2700K

Blanco Clido 3000K

Neutro 3500K

Fro 4100K

Blanco Luz da

5000K

Luz da 6500K

ESTADOS DE NIMO Y EFECTOS

Amistoso Personal ntimo

Suave Cordial

Agradable Ligero

Amistoso Invita

No amena-zante

Ordenado Limpio

Eficiente

Luminoso Alerta

Brillante Fresco

APLICACIONES

Casas, Bibliotecas, Restaurantes

Casas, Habitaciones de Hotel, Vestbulos, Restaurantes Tiendas

Oficinas ejecutivos, reas pblicas para recepcin, Supermerca-dos

Oficinas, Salones de clase, Grandes superficies, Salas de exhibicin

Grficas, Industrias, Hospitales

Joyeras, Salones De Belleza, Galeras, Museos, Impresin

ndice del Rendimiento del Color (IRC)

Mide la fidelidad de los colores iluminados por una determinada fuente luminosa. Se calcula el promedio entre 14 test del color diferentes. Cuanto ms se acerca a su valor mximo igual a 100, la fuente luminosa ser de calidad.

39


capacidad que tiene una fuente luminosa

de reproducir los distintos colores

del objeto iluminado

el color real

40


Depende de la necesidad de ver el color real

el color que se ve !

41


42

IRC (Ra) + T de Color = Aplicaciones

Grupo de rendimiento

del color

ndices de rendimiento del

color (IRC)

Apariencia del color

Aplicaciones

1

IRC >85 %

(rendimiento excelente)

Fra Industria textil, fbricas de pinturas, talleres de imprenta

Intermedia Escaparates, tiendas, hospitales

Clida Hogares, hoteles, restaurantes

2

70%

Sistema de red elctrica

Unidad de Presin del sistema elctrico Voltio

Para Colombia:

bajo Voltaje es inferior a 50V

el voltaje de red es 110V,

y alto Voltaje es superior a 220V

44

Potencia absorbida

Unidad de trabajo y energa elctrica consumida por una fuente Watt (Kw/h)

Para Colombia: La Energa Elctrica se paga en (Kw/h) 45

Eficacia Luminosa

Es la relacin existente entre el flujo, Luminoso y la potencia absorbida

Lm / Watt

Mientras ms eficiente,

mayor ser el flujo luminoso,

menos potencia consumir y,

por tanto, mejor ser la lmpara

46

Eficacia luminosa

Lm / Watt

Watt

Lm

47

Eficiencia luminosa

48

Ejemplos:

Una bombilla incandescente de 100 w (13 lm/w) = emitir en Total 1300 lm

Y una bombilla fluorescente T5 de 54 w (91 lm/w) = emitir en Total 1547 lm

Y vapor de sodio alta presin de 35 w (130 lm/w) = emitir en Total 4550 lm

Y 36 DRAGON Plus LEDS de 27 w (77 lm/w) = emitir en Total 2079 lm

Vs Vs Vs

Horas de vida

Vida til: Cuando a pesar de continuar generando luz,

no produce la misma cantidad para la que fue diseada

Vida Media: Cuando cumple con el promedio de vida

del fabricante y se extingue completamente.

49

50

Horas de vida

Cuanto ms elevado es el nmero de encendido / apagado,

la vida de la bombilla disminuye.

Energa renovable La iluminacin natural es provista por energa renovable: es la ms lgica y amigable utilizacin de la energa radiante del sol y del cielo.

52

Un da asoleado al medio da provee 100.000 luxes, una noche de luna llena 5 luxes

una lmpara incandescente normal de 100 watts emitir entre 1.000 y 1.500 luxes

53

De la energa utilizada por el hombre:

25% es consumida por sistemas de transporte.

25% es consumida por la industria.

50% es consumida por edificios.

Ms del 30% del total de la energa del planeta esta dedicada a la iluminacin artificial

54

+ de 30%

Iluminacin

Iluminacin sostenible

Contaminacin lumnica en el planeta

55

Los altos niveles de iluminacia con luz natural, para una considerable parte del ao, son mayores que los obtenidos con luz elctrica econmicamente sustentable.

La luz natural es lo que toda luz artificial pretende ser.

56

Iluminacin natural y cognicin

La calidad de la luz solar tiene la particularidad de ser dinmica Cambia continuamente durante el da y en todos los meses del ao.

La visin humana se ha desarrollado en la historia para la luz natural y para estos cambios: funcin cognitiva.

57

Aprovechamiento de la Iluminacin Natural

58

1. Orientacin de huecos.

Los ms adecuados son los orientados hacia donde se capte radiacin difusa; en general el norte.

Si penetra radiacin directa los efectos de deslumbramiento conllevarn estados muy negativos y no habr aprovechamiento.

Cuatro formas de aprovechar la luz solar

59

2. Transformacin de la radiacin directa en difusa.

Uso de difusores para opacar la radiacin directa. Se puede proteger el hueco con un elemento que acte reflejando la radiacin hacia el interior del local pero en forma difusa.


60

3. Dispositivos de distribucin uniforme de la luz.

Los parteluces horizontales y verticales: reflejan la luz hacia el techo de la habitacin o desvan la luz hacia otra direccin evitando que se cree un efecto desequilibrado del alumbrado.


61

4. Dispositivos de penetracin de la luz en locales profundos y alejados de los cerramientos.

Los conductos de luz o dispositivos especiales son de gran eficacia ya que dirigen la luz mediante mltiples reflexiones (controladas o incontroladas) o mediante el empleo de fibra ptica hacia puntos muy profundos del edificio


62

Ventana Philips: http://www.youtube.com/watch?v=gaLJTex-acA

63

Automatización en Iluminación 2013 SENA 1

Documents

Transcript of Automatización en Iluminación 2013 SENA 1