INTRODUCCION AL DISEÑO DE ALUMBRADO

a) Niveles de iluminación

El concepto de iluminación o iluminancia (E) expresado en la unidad lux es una medida de la cantidad de luz que incide en el plano de trabajo.

Pruebas realizadas han demostrado que el nivel de iluminación determina la calidad de la visión: cuanto mayor es el nivel de iluminación se puede ver mas fácil claramente. Nuestros ojos están constituidos de manera que la visión es optima con los niveles de iluminancia proporcionados por la luz del día –no necesariamente bajo la luz directa del Sol—que van desde unos miles a 100000 luxes. técnica y económicamente resulta imposible, o muy difícil, obtener valores de alumbrado de 10000 a 20000 luxes que nos permitan ver en las condiciones mas favorables y con un mínimo de esfuerzo. En la practica, tenemos que aceptar niveles de iluminación ―adecuados‖ técnica y económicamente, mucho mas bajos que los mencionados, aprovechando la gran capacidad de acomodación y adaptación de la vista humana.

En cada proyecto, el encargado de una instalación de alumbrado debe elegir el termino medio correcto entre las mejores condiciones visuales y un sistema de alumbrado que sea factible desde los puntos de vista técnico y económico.

En la determinación de los niveles de iluminación óptimos para una tarea visual especifica se toman en cuenta los siguientes factores:

 La duración del trabajo con luz artificial.

 Si el trabajo es nocturno o diurno.

 Exigencias de calidad impuestas al producto que se trabaja, tamaño y contraste con los objetos.

 La edad de los usuarios de la instalación del alumbrado.

En los niveles de iluminación recomendados por algunos fabricantes de equipos de alumbrado y asociaciones de ingenieros, están implícitos los primeros tres factores; sin embargo, el cuarto factor –la edad de los usuarios—afecta el nivel de iluminación seleccionando en cierto porcentaje de acuerdo con el criterio que se adopte al considerar el promedio de edad de los usuarios del sistema de alumbrado utilizado. Extensas investigaciones han demostrado que a medida que el hombre envejece es necesaria una mayor iluminación para desarrollar una tarea visual con la misma eficiencia que cuando se es joven.

 10 años: nivel recomendado

 20 años: aumentar un 30 % el nivel recomendado.

 30 años: aumentar un 40 % el nivel recomendado.

 40 años: aumentar un 50 % el nivel recomendado.

 50 años: aumentar un 80 % el nivel recomendado.

 60 años: aumentar un 170 % el nivel recomendado.

Actualmente, se ha fijado una tabla de niveles de iluminación adecuados para cada tarea visual. Esta tabla se calculo según la teoría del Dr. H.R. Blackwell, fue publicada por el I.E.S. Lighting Handbook en 1959 y se determino con un rendimiento visual de 99% y 5 asimilaciones por segundo (el ojo puede tener incluso 37 asimilaciones por segundo, como en el cinematógrafo).

La Sociedad Mexicana de Ingeniería e Iluminación S.M.I.I calculo nuevos niveles de iluminación apropiados para México y sus condiciones económicas; basados en un rendimiento visual del 95% y las mismas 5 asimilaciones por segundo (al igual que el sonido responde a la sonoridad, loa sensibilidad del ojo responde en forma logarítmica a la iluminación), con lo que la iluminación se baja a niveles aplicables en forma económica sin que por ello se produzca un cansancio visual o bajo rendimiento.

En la tabla a continuación aparecen dos columnas, la primera, I.E.S. 99%, proporciona los niveles de iluminación recomendados en EE.UU.; la segunda, S.M.I.I. 95%, proporciona los niveles luminosos sugeridos para México. En los casos en que ambos valores son los mismos, significa que el valor mínimo que se debe recomendar. Asimismo, se anota otra columna de niveles de iluminación propuestos por una compañía europea fabricante de equipos y lámparas de iluminación.

Se puede obtener con la combinación de alumbrado general y alumbrado suplementario especializado, manteniendo las relaciones de brillantez recomendadas. Estas tareas visuales generalmente hacen intervenir la discriminación de los detalles delicados por largos periodos de tiempo y bajo condiciones de contraste reducido. Para dar la iluminación requerida, es necesario usar una combinación del alumbrado general antes indicado mas el alumbrado suplementario especializado. El diseño e instalación de estos sistemas combinados no deberá únicamente proveer una cantidad suficiente de luz, sino que también deberá dar la dirección apropiada a la luz, difusión y además protección al ojo humano. deberá también, tanto como sea posible, eliminar el deslumbramiento directo o reflejado como sombras desagradables.

Las pinturas o cuadros con colores obscuros y con detalles delicados o finos, deberán tener una iluminación de 2 a 3 veces mayor.

En algunos casos, una iluminación mayor de los 1000 luxes es necesaria para hacer resaltar la belleza de las estatuas.

La iluminación se puede reducir o aminorar durante el sermón, la introducción o la meditación.

Si los acabados interiores son obscuros (menos de 10% de reflexión), la iluminación será de 2/3 partes del nivel recomendado para evitar altos contrastes en brillantez, como en el caso de las paginas de los libros de salmos o cantos y el medio semi- oscuro que lo rodea. Es esencial un diseño cuidadoso para evitar brillantez desagradable.

Alumbrado especial, tal que (1) el área luminosa sea lo suficientemente grande para cubrir completamente la superficie que esta siendo inspeccionada y (2) la brillantez deberá estar dentro de los limites necesarios para obtener condiciones de contrastes confortables. Esto implica el uso de fuentes luminosas de gran área y relativa baja brillantez en los casos en que la brillantez de la fuente luminosa se considere como un factor principal en vez de los luxes producidos en un punto considerado.

Para inspección minuciosa, 500 luxes.

Los manuscritos a lápiz y la lectura de reproducción y copias pobres requieren 700 luxes.

Para inspección minuciosa, 500 luxes. Esto se puede hacer en el cuarto de baño, pero si se tiene un tocador, es necesario un alumbrado localizado para obtener un nivel recomendado.

La superficie especular del material puede hacer necesaria una recomendación especial en la selección y localización del equipo de alumbrado, o alguna determinada orientación del trabajo.

O no menos de 1/5 del nivel de las áreas adyacentes.

La brillantez de la tarea visual debe relacionarse con la brillantez que la rodea.

La iluminación general de estas áreas no necesariamente tiene que ser muy uniforme. Incluyendo calles y establecimientos cercanos.

-Los valores recomendados son iluminación sobre la mercancía o aparadores.

El plano en el cual la luz sea ms importante puede variar desde el horizontal al vertical.

Áreas especificas en las cuales se involucra una difícil visión, se puede iluminar con niveles de iluminación considerablemente mas altos.

La selección del color de las lámparas fluorescentes es importante. Para una mejor apariencia de la mercancía se puede combinar los sistemas fluorescentes e incandescentes.

La iluminación puede hacerse muchas veces no uniforme para hacer resaltar la distribución de la mercancía.

Estos valores están basados en un 25% de reflexión, ya que este es el promedio de reflexión de la vegetación y superficies exteriores típicas. Estos valores se deben ajustar para las reflexiones de materiales específicos iluminados, para obtener una brillantez equivalente. Estos niveles dan una brillantez satisfactoria cuando son vistos desde interiores o terrazas en penumbra. Cuando son vistos desde áreas obscuras se pueden reducir cuando menos a la mitad o se pueden doblar cuando se desee un efecto mas dramático.

Iluminación promedio recomendada (en luxes).

Tabla 7. Iluminación promedio recomendada. TRANSITO

DE PEATONES

CLASIFICACIÓN DE TRANSITO DE VEHÍCULOS POR HORA Muy escaso (menos de 150) Escaso (150 a 500) Mediano (500 a 1200) Intenso (mas de 1200) Intenso Mediano Escaso 6 4 2 8 6 4 10 8 6 12 10 8

Estos valores están basados en condiciones de reflexión del pavimento muy favorables, del orden de 10%.

Cuando la reflexión sea pobre (del orden de 3%, como en el asfalto) la iluminación recomendada deberá aumentarse 50%. Cuando la reflexión sea raramente alta (20% o mas, como en el concreto claro) los valores recomendados pueden reducirse un 25%.

Los valores recomendados se supone que deberán mantenerse en servicio.

Si el mantenimiento es bajo, estos valores deberán aumentarse.

El valor mas bajo en cualquier punto de la carretera no deberá ser menos de 1/10 de los valores indicados en la tabla para carreteras con transito de vehículos muy escaso y con transito de peatones escaso, y no menos de ¼ de los valores anteriores indicados para todos los demás casos de carreteras.

Vertical.

 600 lúmenes por metro cuadrado de superficie.

 1000 lúmenes por metro cuadrado de superficie.

En este espacio se deberá usar alumbrado suplementario con objetos de poder obtener los niveles de iluminación recomendados que requiere cada tarea visual involucrada.

La instalación deberá ser tal, que el nivel de la iluminación pueda ser aumentado por lo menos 400 luxes para embarque diurnos.

En las áreas publicas, tales como salas de descanso, salones de baile, fumadores, cantinas y comedores, los valores de luxes pueden variar ampliamente, dependiendo de la atmósfera deseada, los decorados interiores y el uso que se vaya a dar a cada uno de estos lugares.

b) Sistemas de alumbrado

Consideraciones generales

Cuando un edificio sea diseñado y construido para un uso único, se considerara para fines de aplicación de la presente Norma Oficial Mexicana, la Densidad de Potencia Eléctrica (DPEA) máxima permisible correspondiente.

Cuando un edificio sea diseñado y construido para mas de un uso (uso mixto), se determinaran por separado las DPEA correspondientes a cada uso aplicándose para cada una de ellas los valores máximos permisibles establecidos en la tabla 1 del capitulo 6.

Cuando un edificio sea diseñado y construido para mas de un uso (uso mixto), se determinaran por separado las DPEA correspondientes a cada uso aplicándose para cada una de ellas los valores máximos permisibles establecidos en la Tabla

Cuando un edificio sea diseñado y construido para uso mixto y tenga usos no contemplados en el Campo de aplicación, se considerara como DPEA máxima permisible de estos usos el valor de DPEA de aquel uso que predomine sobre los demás en términos de la superficie ocupada.

La determinación de las DPEA del sistema de alumbrado de un edificio no residencial nuevo o ampliación de alguno ya existente, de los tipos cubiertos por la presente Norma Oficial Mexicana, serán calculadas a metodología indicada a continuación.

La expresión genérica para el calculo de la Densidad de Potencia Eléctrica (DPEA) es:

DPEA = Carga Total Conectada para Alumbrado Area Total Iluminada

Donde la Densidad de Potencia Eléctrica (DPEA) esta expresada en W/m2 , la carga total conectada para alumbrado esta expresada en watts y el área total iluminada esta expresada en m2.

Se considerara que la instalación cumple con lo establecido por esta Norma Oficial Mexicana si y solo si, las DPEA calculadas son iguales o menores que los valores limites establecidos para cada uso del edificio analizado, tomando en cuenta las excepciones aplicables y los ajustes por bonificaciones de potencia permitidos.

Será obligatorio para fines de certificación y verificación del cumplimiento de la presente Norma que los proyectos incluyan cuadro resumen del calculo de las DPEA para el sistema de alumbrado del inmueble (Apéndice 1) y se anexe una memoria de calculo que detalle toda la información y consideraciones efectuadas durante el calculo. La preparación de esta información Serra una obligación del Responsable del Proyecto, por lo que deberá estar debidamente integrada y firmada por el mismo.

La autoridad responsable de la certificación y verificación del cumplimiento de la presente Norma Oficial Mexicana, revisara y tomara en cuenta esta información para fines de aprobación del proyecto, así como para comprobar que durante la construcción del inmueble o ampliación, las instalaciones que constituirán el sistema de alumbrado se realicen con estricto apego al proyecto aprobado.

Metodología

Las DPEA totales para los sistemas de alumbrado interior y exterior se determinaran en forma independiente una de otra. Estas densidades no podrán ser combinadas en ningún momento, por lo que se determinaran y reportaran los valores de cada una de ellas en forma separada.

En el caso de estacionamientos interiores y bodegas o áreas de almacenamiento que formen parte de alguno de los tipos de edificios cubiertos por la presente Norma Oficial Mexicana, se determinaran y reportaran también en forma separada las DPEA correspondientes a estas áreas.

En el caso de edificios de uso mixto se determinaran y reportaran en forma separada las DPEA para alumbrado interior de cada uno de los usos del inmueble.

Las DPEA se obtendrán en cada caso a partir de la carga total conectada de alumbrado y el área total por iluminar, considerando las excepciones contenidas en el capitulo 2 y las bonificaciones de potencia establecidas en la Tabla de la presente Norma Oficial Mexicana.

Lo anterior significa que para algunas áreas o espacios del edificio, en función de las actividades y tareas especificas que en su interior se desarrollen, se podrán obtener valores de DPEA mayores a los limites establecidos en la presente Norma Oficial Mexicana pero que tendrán que ser compensadas por otras áreas con valores de DPEA menores y así lograr que los valores de DPEA totales del inmueble cumplan con lo establecido por esta Norma Oficial Mexicana.

Determinación de la DPEA del sistema de alumbrado.

A partir de la información contenida en los planos del proyecto de la instalación eléctrica y de los valores de potencia real nominal obtenidos de los fabricantes de los diferentes equipos de alumbrado considerados en dicha instalación se cuantificara la carga total conectada destinada a iluminación, así como el área total iluminada a considerarse en el calculo para la determinación de la DPEA del sistema de alumbrado, siguiendo la siguiente secuencia:

Se identificara el numero total de niveles o pisos que integran el edificio, así como los diferentes usos del inmueble. Para cada uno de estos se identificaran los diferentes espacios o particiones; para cada una de estas se determinara la carga total conectada para iluminación como la suma de las potencias nominales de todos los equipos de alumbrado incluidos en el proyecto.

Se excluirán aquellas áreas, sistemas y cargas especificas conceptualizadas como excepciones indicadas en el capitulo 2 de esta Norma.

En el caso de los equipos de alumbrado que requieran el uso de balastros u otros dispositivos para su operación se considerara para fines de cuantificar la carga conectada el valor de la potencia nominal del conjunto lámpara-balastro-dispositivo; la información anterior Serra expresada en watts.

Para los equipos de alumbrado que utilicen atenuadores de los tipos de resistencia en serie y auto-transformador en su operación, se considerara para fines de cuantificar la carga conectada, el valor de la potencia nominal del conjunto lámpara- atenuador, la información anterior Serra expresada en watts.

Para cada uso se determinaran las áreas interiores de los espacios o particiones a ser iluminadas; la información anterior Serra expresada en m2. A partir de la información anterior, se integrara para cada uno de los niveles o pisos la carga total conectada para alumbrado y el área de cada nivel por uso.

La carga total conectada y el área total de cada uso se integraran a partir de los valores parciales obtenidos para cada piso o nivel; con estos datos se determinaran las diferentes DPEA de alumbrado interior.

 Alumbrado Exterior

Se identificaran las áreas abiertas del edificio, como son: zonas de jardines, andadores, zonas de carga y descarga, zonas de circulación peatonal y vehicular, fachadas, estacionamientos exteriores, etc. Para cada una de estas zonas se determinara su área expresada en m2 y se totalizara. Asimismo, se cuantificara la carga conectada para iluminación en ellas como la suma de las potencias nominales de todos los equipos de alumbrado considerados en el proyecto expresada en watts.

Se excluirán aquellas áreas, sistemas y cargas especificas conceptualizadas como excepciones indicadas en el capitulo 2 de esta Norma.

En el caso de los equipos de alumbrado que requieran el uso de balastros u otro dispositivo para su operación, se considerara para fines de cuantificar la carga

conectada el valor de la potencia nominal del conjunto lámpara-balastro-dispositivo; la información anterior Serra expresada en watts.

Para los equipos de alumbrado que utilicen atenuadores de los tipos de resistencia en serie y auto-transformador en su operación, se considerara para fines de cuantificar la carga conectada, el valor de la potencia nominal del conjunto lámpara- atenuador, la información anterior Serra expresada en watts. La carga total instalada en áreas abiertas y la superficie total de las mismas, serán consideradas para la determinación de la DPEA de alumbrado exterior.

 Estacionamientos interiores.

Se identificaran los espacios, pisos o niveles interiores destinados al estacionamiento de vehículos se determinara el área de cada uno de ellos y se integrara para obtener el área total en m2. De la misma manera se cuantificara la carga total conectada para iluminación en estos estacionamientos, calculada como la suma de las potencias nominales de todos los equipos de alumbrado considerados en el proyecto expresada en watts.

Se excluirán aquellas áreas, sistemas y cargas especificas conceptualizadas como excepciones indicadas en el capitulo 2 de esta Norma.

En el caso de los equipos de alumbrado que requieran el uso de balastros u otro dispositivo para su operación, se considerara para fines de cuantificar la carga conectada el valor de la potencia nominal del conjunto lámpara-balastro-dispositivo; la información anterior Serra expresada en watts.

Para los equipos de alumbrado que utilicen atenuadores de los tipos de resistencia en serie y auto-transformador en su operación, se considerara para fines de cuantificar la carga conectada, el valor de la potencia nominal del conjunto lámpara- atenuador, la información anterior Serra expresada en watts.

La carga total instalada para alumbrado y la superficie total obtenida serán consideradas para la determinación de la DPEA de alumbrado exterior.

 Bodegas o áreas de almacenamiento.

Se identificaran los espacios, pisos o niveles destinados a bodegas o áreas de almacenamiento, se determinara el área de cada uno de ellos y se integrara para obtener el área total en m2. De la misma manera se cuantificara la carga total

conectada para iluminación en estos estacionamientos, calculada como la suma de las potencias nominales de todos los equipos de alumbrado considerados en el proyecto expresada en watts.

Se excluirán aquellas áreas, sistemas y cargas especificas conceptualizadas como excepciones indicadas en el capitulo 2 de esta Norma.

En el caso de los equipos de alumbrado que requieran el uso de balastros u otro dispositivo para su operación, se considerara para fines de cuantificar la carga conectada el valor de la potencia nominal del conjunto lámpara-balastro-dispositivo; la información anterior Serra expresada en watts.

Para los equipos de alumbrado que utilicen atenuadores de los tipos de resistencia en serie y auto-transformador en su operación, se considerara para fines de cuantificar la carga conectada, el valor de la potencia nominal del conjunto lámpara- atenuador, la información anterior Serra expresada en watts.

La carga total instalada en áreas abiertas y la superficie total obtenida serán consideradas para la determinación de la DPEA en bodegas o áreas de almacenamiento.

c) Método de lúmenes

Este método esta basado en la definición de lux, que es igual a un lumen por metro cuadrados y por lo tanto:

Lúmenes incidentes sobre una superficie Numero de lux =

Área en metros cuadrados

Conociendo la emisión luminosa inicial de cada lámpara (dato suministrado por el fabricante), el número de estas instalado en la zona y el área de esta en metros cuadrados, pueden calcularse los lúmenes por metro cuadrado generados inicialmente en una determinada área. Este valor, sin embargo, difiere del número de lux en dicha área, ya que algunos lúmenes son absorbidos por la luminaria, y