7. Anexo de cálculos de la Instalación Eléctrica.

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PROYECTO FIN DE CARRERA. Curso 2010-2011. Página 267

7. Anexo de cálculos de la Instalación Eléctrica.

7.1. Iluminación interior. 7.1.1. Generalidades.

En el presente capítulo se expone el procedimiento de cálculo y los resultados obtenidos en el diseño de la instalación de iluminación interior de la planta.

El diseño de dicha instalación se realiza de conformidad con lo dispuesto en el vigente Código Técnico de la Edificación (CTE) dentro de su Documento Básico de Ahorro de energía (DB_HE) en lo concerniente a la Eficiencia Energética en las Instalaciones de Iluminación, y Documento Básico de Seguridad de Utilización (DB_SU) en lo referente a la Seguridad Frente al Riesgo Causado por Iluminación Inadecuada.

7.1.2. Valores exigidos en el proyecto.

El punto 1.3 Documentación justificativa de la sección 3 del DB-HE, exige que el proyecto incluya la descripción de una serie de parámetros, que pasamos a detallar según las definiciones de la norma UNE EN 12464 – 1 y la terminología del propio documento básico:

1º) Índice del local K utilizado para el calculo. Es función de las características geométricas del local y se obtiene mediante la siguiente formula:

K = L x A / [H x ( L + A)], donde:

L: Longitud del local. A: Anchura del local.

H: Distancia del plano de trabajo a las luminarias.

2º) Número de puntos considerado en el proyecto. Dependerá del valor calculado para el factor K. 3º) Factor de mantenimiento (Fm) previsto. Con el objeto de controlar la pérdida de flujo de una instalación de iluminación se debe definir este factor, que es la relación entre la iluminancia media horizontal mantenida y la iluminancia inicial.

Fm = Em / Einicial;

Por lo tanto, el valor máximo que puede alcanzar es 1. Como valores orientativos se pueden adoptar los situados entre los siguientes:

Ambientes normales: 0,8 (zonas comunes de viviendas, oficinas, aulas...) Ambientes especialmente polvorientos: 0,4

4º) Iluminancia media horizontal mantenida (Em) obtenida. Valor por debajo del cual no se permite que caiga la iluminancia media en la superficie especificada. La norma UNE EN 12464 – 1 define el valor límite recomendado para cada actividad en condiciones visuales normales.

Aunque el DB-HE3 “Eficiencia energética de las instalaciones de iluminación” no especifica nada al respecto, la norma UNE citada anteriormente establece que la iluminancia en las áreas circundantes inmediatas (aquellas contenidas en una banda de 0,5 metros que rodea al área de actividad), debe estar relacionada con la correspondiente al área de trabajo y debe proporcionar una

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PROYECTO FIN DE CARRERA. Curso 2010-2011. Página 268 distribución de luminancias bien equilibrada en el campo de visión, dado que las grandes variaciones alrededor del área de tarea pueden conducir a tensiones y molestias visuales.

5º) Índice de deslumbramiento unificado (UGR – Unified Glare Rating), alcanzado. Índice según el método de tabulación desarrollado por la CIE (Comisión Internacional de Alumbrado) con el objeto de unificar internacionalmente los limites de deslumbramiento aceptables para cada actividad. En la práctica, el valor de UGR oscila entre 10 y 30, de forma que un valor elevado indica un gran deslumbramiento. El fabricante debe aportar este índice para cada tipo de luminaria.

6º) Índice de rendimiento del color (Ra), de las lámparas seleccionadas. Es el efecto de un iluminante sobre el aspecto cromático de los objetos que ilumina por comparación con su aspecto bajo un iluminante de referencia. El valor máximo de Ra es 100 y la cifra disminuye al disminuir la calidad de rendimiento de color. Las lámparas con un índice de rendimiento de color menor que 80 no deberían ser usadas en interiores en los que las personas trabajen o permanezcan durante periodos largos. El fabricante debe aportar este índice para cada tipo de luminaria.

7º) Valor de eficiencia energética de la instalación (VEEI) resultante del cálculo. Valor que mide la eficiencia energética de una instalación de iluminación de una zona de actividad diferenciada.

El VEEI es función de la potencia total instalada, la superficie iluminada y la iluminancia media horizontal mantenida, según la siguiente relación:

VEEI : P・100 / S・ Em

Los valores de VEEI se establecen en el documento básico DB-HE3 “Eficiencia energética de las instalaciones de iluminación”, diferenciando dos zonas:

 Zona de no representación: son aquellas en las que el criterio de diseño, la imagen o el estado anímico que se pretende transmitir al usuario con la iluminación queda relegado a un segundo plano frente a otros criterios como el nivel de iluminación, el confort visual, la seguridad y la eficiencia energética.

 Zona de representación: son aquellas en las que el criterio de diseño, imagen o el estado anímico que se quiere transmitir al usuario con la iluminación son preponderantes frente a los criterios de eficiencia energética.

8º) Potencia de los conjuntos (Lámpara más equipos auxiliares). Valor que puede obtenerse en los catálogos comerciales.

7.1.3. Descripción de la instalación calculada.

La instalación de alumbrado de interior del edificio que albergará las nuevas instalaciones de REPUESTALIA S.L. ha sido calculada haciendo uso de la herramienta informática Cype Ingenieros, dentro de su paquete de instalaciones en la edificación, concretamente en el apartado de instalación de iluminación.

En el proceso de cálculo, de acuerdo a la distribución de la nave, se han distinguido tres zonas o sectores diferenciados de iluminación, cuya denominación dentro del presente documento es la siguiente:

7) Zona de Oficinas.

8) Zona de vestíbulo, pasillos y vestuarios. 9) Zona de taller.

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PROYECTO FIN DE CARRERA. Curso 2010-2011. Página 269 Estas tres zonas a su vez acogen varias estancias cuyos niveles de iluminación alcanzados se justifican en los cálculos expuestos en los apartados posteriores. Los resultados obtenidos, en forma de resumen, son los siguientes:

NIVELES GENERALES DE ILUMINACIÓN

Niveles mínimos de Iluminación (lux) Anexo IV. R.D. 486/97 Nivel de Iluminación Recomendado (lux) Norma DIM 5035 Nivel de Iluminación Proyectado (lux) Oficina Común 100 100-200 175,23 Despacho Dirección 100 100-200 241,07 Aseo Masculino 50 50-100 185,46 Aseo Femenino 50 50-100 185,46 Báter 50 50-100 122,47 Vestuario Masculino 50 50-100 167,2 Vestuario Femenino 50 50-100 152,85 Sala Metrología 100 100-200 256,84 Vestíbulo y Pasillo 50 50-100 106,98 Taller 200 (1) 200-300 103,25 (2)

(1) Se ha establecido un requerimiento de iluminación mínima para el taller de 200 lux al considerar que la visibilidad necesaria es de nivel medio según el anexo IV del R.D. 486/97.

(2) Dada la maquinaria empleada en el proceso productivo establecido, la iluminación necesaria en cada puesto de trabajo es alcanzada gracias a la propia iluminación generada por la máquina. Por tanto, la exigencia en el resto del taller será asimilable a la Sala de Metrología (nivel mínimo de iluminación de 100 lux).

EFICIENCIA ENERGÉTICA DE LA INSTALACIÓN (VEEI)

VEEI máximo admisible W/m²

DB_HE 3 (CTE) VEEI instalación W/m²

Oficina Común 3,50 2,40 Despacho Dirección 3,50 2,40 Aseo Masculino 4,50 4,32 Aseo Femenino 4,50 4,32 Báter 4,50 1,80 Vestuario Masculino 4,50 4,20 Vestuario Femenino 4,50 4,39 Sala Metrología 3,50 3,00 Vestíbulo y Pasillo 10,00 7,70 Taller 5,00 3,50

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PROYECTO FIN DE CARRERA. Curso 2010-2011. Página 270 Por tanto, el estudio y los cálculos realizados se presentan a continuación haciendo distinción entre las zonas mencionadas.

7.1.3.1. Iluminación de la zona de oficinas.

Los distintos valores encontrados en los diferentes departamentos de dicha zona son los siguientes:

7.1.3.1.1. Departamento oficina común.

RECINTO

Referencia: Oficinas (Oficinas)

Superficie: 123.0 m² Altura libre: 2.70 m Volumen: 332.1 m³

Alumbrado normal

Altura del plano de trabajo: 1.00 m

Altura para la comprobación de deslumbramiento (UGR): 0.85 m

Coeficiente de reflectancia en suelos: 0.20

Coeficiente de reflectancia en paredes: 0.50

Coeficiente de reflectancia en techos: 0.70

Factor de mantenimiento: 0.80

Índice del local (K): 2.79

Número mínimo de puntos de cálculo: 16

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Tipo Cantidad Descripción _luminoso(lm)Flujo Rendimiento _(%) Potencia total(W)

3 7 Luminaria de techo, de 597x597x85 mm, para 3 lámparas fluorescentes TL

de 18 W 4050 71 7 x 76.0

Total = 532.0 W

Valores de cálculo obtenidos

Iluminancia mínima: 36.91 lux

Iluminancia media horizontal mantenida: 175.23 lux

Índice de deslumbramiento unificado (UGR): 17.00

Valor de eficiencia energética de la instalación (VEEI): 2.40 W/m²

Factor de uniformidad: 21.06 %

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Posición de los valores pésimos calculados

Iluminancia mínima (36.91 lux)

Índice de deslumbramiento unificado (UGR = 17.00) Puntos de cálculo (Número de puntos de cálculo: 202)

7.1.3.1.2. Despacho de dirección.

RECINTO

Referencia: Despacho (Oficinas)

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Disposición de las luminarias

Tipo Cantidad Descripción _luminoso(lm)Flujo Rendimiento _(%) Potencia _total(W)

3 1 Luminaria de techo, de 597x597x85 mm, _{para 3 lámparas fluorescentes TL de 18 W} 4050 71 1 x 76.0

Total = 76.0 W

(8)

Puntos de cálculo (Número de puntos de cálculo: 70)

7.1.3.1.3. Aseos (valores idénticos para masculino y femenino).

RECINTO Referencia: Aseo Masculino (Aseo de planta)

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2 2

Luminaria de techo, de 297x297x127 mm, para 2 lámparas fluorescentes TC-L de 18 W, modelo OD-3511 2x18W AF TC-L H-127 "ODEL-LUX"

2400 64 2 x 46.0

Total = 92.0 W

Valores calculados de iluminancia

Índice de deslumbramiento unificado (UGR = 15.00)

(10)

7.1.3.1.4. Báter (2 en aseo masculino y 2 en aseo femenino, todos iguales).

RECINTO Referencia: Bater 1 (Aseo de planta)

1 1 Luminaria de techo Downlight, de 81 mm de diámetro y 40 mm de altura, para 3 LED

de 1 W 89 99 1 x 3.0

Total = 3.0 W

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7.1.3.1.5. Exigencia Básica HE-3. Eficiencia energética de las instalaciones de iluminación. Zonas de no representación: Administrativo en general

VEEI máximo admisible: 3.50 W/m²

Planta Recinto _{del local}Índice

Número de puntos considerados en el proyecto Factor de mantenimiento previsto Potencia total instalada en lámparas + equipos aux. Valor de eficiencia energética de la instalación Iluminancia media horizontal mantenida Índice de deslumbramiento unificado Índice de rendimiento de color de las lámparas Coeficiente de transmisión luminosa del vidrio de las ventanas del local Ángulo de sombra

K n Fm P (W) VEEI (W/m²) Em (lux) UGR Ra T (°)

Planta baja Oficinas (Oficinas) 3 202 0.80 532.00 2.40 175.23 17.0 85.0 0.02 180.0 Planta baja Despacho (Oficinas) 1 70 0.80 76.00 2.40 241.07 0.0 85.0 0.00 0.0

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PROYECTO FIN DE CARRERA. Curso 2010-2011. Página 278 Zonas de no representación: Zonas comunes

Número de puntos considerados en el proyecto Factor de mantenimiento previsto Potencia total instalada en lámparas + equipos aux. Valor de eficiencia energética de la instalación Iluminancia media horizontal mantenida Índice de deslumbramiento unificado Índice de rendimiento de color de las lámparas

K n Fm P (W) VEEI (W/m²) Em (lux) UGR Ra

Planta baja Aseo Masculino (Aseo de planta) 0 63 0.80 92.00 4.32 185.46 15.0 85.0 Planta baja Aseo Femenino (Aseo de planta) 0 63 0.80 92.00 4.32 185.46 15.0 85.0 Planta baja Bater 1 (Aseo de planta) 0 37 0.80 3.00 1.80 122.47 0.0 85.0

Planta baja Bater 2 (Aseo de planta) 0 37 0.80 3.00 1.80 122.47 0.0 85.0 Planta baja Bater 3 (Aseo de planta) 0 37 0.80 3.00 1.80 122.47 0.0 85.0 Planta baja Bater 4 (Aseo de planta) 0 37 0.80 3.00 1.80 122.47 0.0 85.0

7.1.3.1.6. Exigencia Básica SU-4. Seguridad frente al riesgo causado por iluminación inadecuada.

El edificio objeto del proyecto se encuentra fuera del ámbito de aplicación de la exigencia básica SU 4: Seguridad frente al riesgo causado por iluminación inadecuada, recogido en los apartados 1 (alumbrado normal) y 2.1 (alumbrado de emergencia) del documento básico DB SU 4. Por tanto, no existe la necesidad de justificar el cumplimiento de esta exigencia en ninguna zona, ni en ningún elemento, del edificio.

7.1.3.2. Zona de vestíbulo, pasillos y vestuarios.

7.1.3.2.1. Vestuario masculino.

RECINTO Referencia: Vestuario masculino (Aseo de planta)

(13)

2 3 Luminaria de techo, de 597x597x85 mm, _{para 3 lámparas fluorescentes TL de 18 W} 4050 71 3 x 76.0

Total = 228.0 W

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7.1.3.2.2. Vestuario femenino.

RECINTO Referencia: Vestuario femenino (Aseo de planta)

(15)

Tipo Cantidad Descripción Flujo

luminoso(lm)

Rendimiento

(%) Potencia total(W)

2 2 Luminaria de techo, de 597x597x85 mm, para 3 lámparas fluorescentes TL de 18

W 4050 71 2 x 76.0

Total = 152.0 W Valores de cálculo obtenidos

(16)

7.1.3.2.3. Báter (3 en vestuario masculino y 2 en vestuario femenino, todos iguales).

RECINTO Referencia: Báter 1 (Aseo de planta)

1 1

Luminaria de techo Downlight, de 81 mm de diámetro y 40 mm de altura, para 3 LED

de 1 W 89 99 1 x 3.0

(17)

7.1.3.2.4. Sala metrología.

RECINTO Referencia: Sala de metrología (Oficinas)

(18)

luminoso(lm)

Rendimiento

2 6 Luminaria de techo, de 597x597x85 mm, para 3 lámparas fluorescentes TL de 18

W 4050 71 6 x 76.0

Total = 456.0 W

(19)

7.1.3.2.5. Vestíbulo y pasillo.

RECINTO Referencia: Vestíbulo-Pasillo (Vestíbulo de entrada)

(20)

luminoso(lm)

Rendimiento

3 5 Luminaria de techo Downlight, de 232x232x115 mm, para 2 lámparas

fluorescentes TC-D de 18 W 2400 74 5 x 50.6

(21)

7.1.3.2.6. Exigencia Básica HE-3. Eficiencia energética de las instalaciones de iluminación. Zonas de no representación: Administrativo en general

Planta Recinto Índice del _local Número de puntos considerados en el proyecto Factor de mantenimiento previsto Potencia total instalada en lámparas + equipos aux. Valor de eficiencia energética de la instalación Iluminancia media horizontal mantenida Índice de deslumbramiento unificado Índice de rendimiento de color de las lámparas

Planta baja Sala de metrología (Oficinas) 2 176 0.80 456.00 3.00 254.84 15.0 85.0

Zonas de no representación: Zonas comunes VEEI máximo admisible: 4.50 W/m²

Planta baja Vestuario masculino (Aseo de planta) 1 161 0.80 228.00 4.20 167.20 16.0 85.0 Planta baja Vestuario femenino (Aseo de planta) 1 142 0.80 152.00 4.39 152.85 16.0 85.0 Planta baja Retrete 1 (Aseo de planta) 0 37 0.80 3.00 2.10 113.89 0.0 85.0 Planta baja Retrete 2 (Aseo de planta) 0 37 0.80 3.00 2.10 114.52 0.0 85.0 Planta baja Retrete 3 (Aseo de planta) 0 37 0.80 3.00 2.10 113.51 0.0 85.0 Planta baja Retrete 4 (Aseo de planta) 0 35 0.80 3.00 2.10 115.65 0.0 85.0 Planta baja Retrete 5 (Aseo de planta) 0 35 0.80 3.00 2.10 116.26 0.0 85.0

Zonas de representación: Zonas comunes VEEI máximo admisible: 10.00 W/m²

Planta baja Vestíbulo-Pasillo (Vestíbulo de entrada) 1 147 0.80 253.00 7.70 106.98 21.0 85.0

7.1.3.2.7. Exigencia Básica SU-4: Seguridad frente al riesgo causado por iluminación inadecuada.

NORMA PROYECTO

Zona Iluminancia mínima [lux]

Escaleras 10

Exclusiva para personas Resto de zonas 5

Exterior

Para vehículos o mixtas 10

Escaleras 75 87

Exclusiva para personas Resto de zonas 50 87

Interior

Para vehículos o mixtas 50

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PROYECTO FIN DE CARRERA. Curso 2010-2011. Página 288 7.1.3.3. Zona de taller.

RECINTO Referencia: Taller (Cuarto técnico)

1 18

Luminaria suspendida para montaje en línea continua, de 2960x80x40 mm, para 2 lámparas fluorescentes T5 de 49 W

8600 49 18 x 100.0

(23)

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7.1.3.3.2. Exigencia Básica HE-3: Eficiencia energética de las instalaciones de iluminación. Zonas de no representación: Almacenes, archivos, salas técnicas y cocinas

Número de puntos considerados en el proyecto Factor de mantenimiento previsto Potencia total instalada en lámparas + equipos aux. Valor de eficiencia energética de la instalación Iluminancia media horizontal mantenida Índice de deslumbramiento unificado Índice de rendimiento de color de las lámparas Coeficiente de transmisión luminosa del vidrio de las ventanas del local Ángulo de sombra

K n Fm P (W) VEEI (W/m²) Em (lux) UGR Ra T (°)

Planta baja Taller (Cuarto técnico) 2 225 0.80 1800.00 3.50 103.25 22.0 85.0 0.01 180.0

7.1.3.3.3. Exigencia Básica SU-4: Seguridad frente al riesgo causado por iluminación inadecuada.

El edificio objeto del proyecto se encuentra fuera del ámbito de aplicación de la exigencia básica SU 4: Seguridad frente al riesgo causado por iluminación inadecuada, recogido en los apartados 1 (alumbrado normal) y 2.1 (alumbrado de emergencia) del documento básico DB SU 4. Por tanto, no existe la necesidad de justificar el cumplimiento de esta exigencia en ninguna zona, ni en ningún elemento del edificio.

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PROYECTO FIN DE CARRERA. Curso 2010-2011. Página 291 7.2. Alumbrado de emergencia.

7.2.1. Generalidades.

La instalación de alumbrado de emergencia se diseñará en consecuencia a las directrices que marca el Reglamento de Seguridad Contra Incendios en Establecimientos Industriales, además de hacer uso de las indicaciones expuestas en el Código Técnico de la Edificación (CTE) dentro de su Documento Básico de Seguridad de Uso (DB_SU) para las zonas de la nave que se amolden al perfil del ámbito de aplicación del citado documento, como puedan ser pasillos, oficinas, etc.

7.2.2. Requisitos de la instalación de alumbrado de emergencia.

A la hora de diseñar la instalación se han tenido en cuenta, con un énfasis especial, los siguientes requisitos en lo que a nivel de iluminación se refiere:

- Proporcionará una iluminancia de 1 lux como mínimo, a nivel del suelo y en el eje de los pasos principales, en los recorridos de evacuación.

- La iluminancia será como mínimo de 5 lux en los puntos donde estén situados los equipos de las instalaciones de protección contra incendios que exijan utilización manual, y en los cuadros de distribución del alumbrado.

- La uniformidad de la iluminación en los distintos puntos de cada zona será tal que el cociente de la iluminancia máxima y la mínima será menor que 40.

- Los niveles de iluminación establecidos deben obtenerse considerando nulo el factor de reflexión de paredes, techos y suelos, y teniendo en cuenta un factor de mantenimiento que englobe la reducción del rendimiento luminoso debido a la suciedad de las luminarias, y al envejecimiento de las lámparas. El factor escogido ha sido 0.8, que es un valor estándar para este tipo de luminarias.

7.2.3. Cálculo del alumbrado de emergencia.

El cálculo de la instalación de alumbrado de emergencia del edificio que albergará las nuevas instalaciones de REPUESTALIA S.L. ha sido realizado mediante la herramienta informática Cype Ingenieros, dentro de su paquete de instalaciones en la edificación, , concretamente en el apartado de instalación de iluminación.

En el proceso de cálculo, de acuerdo a la distribución de la nave, se han distinguido tres zonas o sectores diferenciados de iluminación, cuya denominación dentro del presente documento es la siguiente:

10)Zona de Oficinas.

11)Zona de vestíbulo, pasillos y vestuarios. 12)Zona de taller.

Por tanto, el estudio y los cálculos realizados se presentan a continuación haciendo distinción entre las zonas mencionadas.

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PROYECTO FIN DE CARRERA. Curso 2010-2011. Página 292 7.2.3.1 Iluminación de la zona de oficinas.

7.2.3.1.1. Departamento oficina común.

Alumbrado de emergencia

Índice de rendimiento cromático: 80.00

Nº Cantidad Descripción

2 6 Luminaria de emergencia, con tubo lineal fluorescente, 6 W - G5, flujo luminoso 100 lúmenes

Iluminancia pésima en el eje central de las vías de evacuación: 5.93 lux

Iluminancia pésima en la banda central de las vías de evacuación: 5.59 lux

Relación iluminancia máxima/mínima (eje central vías evacuación): 4.07

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Iluminancia pésima en el eje central de las vías de evacuación (5.93 lux) Iluminancia pésima en la banda central de las vías de evacuación (5.59 lux)

Punto de comprobación en el eje central de las vías de evacuación (Número de puntos de cálculo: 65) Punto de comprobación en la banda central de las vías de evacuación (Número de puntos de cálculo: 260)

7.2.3.1.2. Despacho de dirección.

Altura sobre el nivel del suelo: 2.19 m

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7.2.3.1.3. Aseos (valores idénticos para masculino y femenino).

7.2.3.2. Zona de vestíbulo, pasillos y vestuarios.

(30)

7.2.3.2.1. Vestuario masculino.

(31)

7.2.3.2.2. Vestuario femenino.

(32)

7.2.3.2.3. Sala metrología.

(33)

7.2.3.2.4. Vestíbulo y pasillo.

(34)

Iluminancia pésima en el eje central de las vías de evacuación (4.22 lux) Iluminancia pésima en la banda central de las vías de evacuación (4.09 lux)

Punto de comprobación en el eje central de las vías de evacuación (Número de puntos de cálculo: 33)

Punto de comprobación en la banda central de las vías de evacuación (Número de puntos de cálculo: 132)

7.2.3.3. Zona de Taller.

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1 11 Luminaria de emergencia estanca, con tubo lineal fluorescente, 8 W - G5, flujo luminoso 420 _lúmenes

2 3 Luminaria de emergencia estanca, con tubo lineal fluorescente, 8 W - G5, flujo luminoso 240 _lúmenes

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Iluminancia pésima en el eje central de las vías de evacuación (1.49 lux)

Iluminancia pésima en la banda central de las vías de evacuación (1.47 lux)

Punto de comprobación en el eje central de las vías de evacuación (Número de puntos de cálculo: 54) Punto de comprobación en la banda central de las vías de evacuación (Número de puntos de cálculo: 216)

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PROYECTO FIN DE CARRERA. Curso 2010-2011. Página 303 7.3. Iluminación exterior.

7.3.1. Metodología de cálculo.

La principal función de nuestra instalación de alumbrado exterior es la de proporcionar una iluminación suficiente que permita la visualización de obstáculos, la circulación de vehículos y peatones y ayude en tareas de vigilancia dentro del perímetro que rodea a la parcela. En este sentido, a la hora de aplicar una metodología de cálculo determinada, asimilaremos nuestra instalación por la de un alumbrado de vial público, generando así la posibilidad de aplicar el Método de los Lúmenes

para la realización de los cálculos correspondientes.

La finalidad del método de los lúmenes es calcular la distancia de separación adecuada entre dos luminarias consecutivas que garantice un nivel de iluminancia medio determinado. Mediante un proceso iterativo, sencillo y práctico, se consiguen unos valores que, aunque no son muy precisos, sí sirven de referencia para empezar a aplicar otros métodos. En nuestro caso particular, al tratarse de una instalación relativamente poco exigente, daremos por correctos los resultados ofrecidos por este método.

El proceso a seguir se puede explicar mediante el siguiente diagrama de bloques:

a) Datos de entrada

 Nivel de iluminancia media (Em). Este valor depende de varias características como puedan ser la clase de pavimento, clase de vía, intensidad del tráfico, etc. Como valores orientativos podemos usar:

Tipo de vía Iluminancia media (lx) Luminancia media (cd/m2₎

A 35 2

B 35 2

C 30 1.9

D 28 1.7

E 25 1.4

 Tipo de lámpara (vapor de mercurio, sodio...) y la altura de montaje. La idea es tomar los valores necesarios sin exceder el flujo máximo recomendado en cada intervalo.

Flujo de la lámpara (lm) Altura (m) 3000 ≤ΦL< 10000 6 H < 8

10000 ≤ΦL < 20000 8 H < 10

20000 ≤ΦL < 40000 10 H <12

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PROYECTO FIN DE CARRERA. Curso 2010-2011. Página 304  Disposición de luminarias. La tabla siguiente nos proporciona la distribución más adecuada según

la relación entre la anchura de la calzada y la altura de las luminarias. Disposición Relación anchura/altura

Unilateral 1

Tresbolillo 1 < A/H 1.5

Pareada > 1.5

 Factor de mantenimiento (fm). Formalmente hay que elegirlo dependiendo de las características de

la zona (contaminación, tráfico, mantenimiento...). Dado que, normalmente esto es difícil de evaluar, se recomienda tomar un valor no superior a 0.8 (habitualmente 0.7).

Características de la vía Luminaria abierta Luminaria cerrada

Limpia 0.75 0.80

Media 0.68 0.70

Sucia 0.65 0.68

 Factor de utilización (η). Es una medida del rendimiento del conjunto lámpara-luminaria y se define como el cociente entre el flujo útil (el que llega a la calzada) y el emitido por la lámpara.

Normalmente se representa mediante curvas que suministran los fabricantes con las luminarias. Estas curvas podemos encontrarlas en función del cociente anchura de la calle/altura (A/H), la más habitual, o de los ángulos 1 y 2 en el lado calzada y acera respectivamente. Véase

como muestra el ejemplo siguiente:

De los gráficos se puede observar que hay dos valores posibles, uno para el lado acera y otro para el lado calzada, que se obtienen de las curvas.

A = A1+ A2

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PROYECTO FIN DE CARRERA. Curso 2010-2011. Página 305 Por tanto, para obtener el factor de utilización total de la sección transversal de la calle habrá que sumar los coeficientes del lado acera y del lado calzada, aunque en otros casos la cosa puede ser diferente.

En nuestro caso particular, al tratarse de una asimilación, tomaremos un valor usual para este parámetro como pueda ser =0.25.

b) Cálculo de la separación entre luminarias.

Una vez fijados los datos de entrada, podemos proceder al cálculo de la separación (d) entre las luminarias utilizando la expresión de la iluminancia media.

donde:

- Em es la iluminancia media sobre la calzada que queremos conseguir.

- η es el factor de utilización de la instalación.

- fm es el factor de mantenimiento.

- ΦL es el flujo luminoso de la lámpara.

- A es la anchura a iluminar de la calzada que en disposición bilateral es la mitad (A/2) y toda (A) en disposiciones unilateral y tresbolillo.

- d es la separación entre las luminarias (incógnita del problema).

c) Comprobación

Finalmente, tras las fases anteriores, sólo queda comprobar si el resultado está dentro de los límites. Si es así habremos acabado y si no variaremos los datos de entrada y volveremos a empezar. Si la divergencia es grande es recomendable cambiar el flujo de la lámpara.

A modo orientativo podemos usar la siguiente tabla que da la relación entre la separación y la altura para algunos valores de la iluminancia media.

Em (lux) separación / altura

2 Em < 7 5 ≥ d/h >4

7 Em < 15 4 ≥ d/h > 3.5

(40)

PROYECTO FIN DE CARRERA. Curso 2010-2011. Página 306 7.3.2. Cálculo alumbrado exterior.

a) Datos de entrada.

Se ha optado por instalar luminarias abiertas con lámparas de vapor de sodio a alta presión de 250 W y flujo luminoso de 15000 lm.

Siguiendo con la metodología de asimilar nuestra instalación a una de alumbrado de viales, dividiremos la parte de parcela a iluminar en tres zonas que equipararemos a sendas carreteras, todas ellas con una acera de 0.8 m y calzadas de las siguientes dimensiones:

Calzada Zona Acera (m) Ancho (m) Largo (m) Zona 1 0,8 12 25 Zona 2 0,8 3 50 Zona 3 0,8 4,5 25

 Altura de montaje. Según la tabla que nos da la relación entre el flujo luminoso de la lámpara y la altura de la luminaria, para un flujo de 15000 corresponde una altura entre 8 y 10 metros. Ahora bien, debido a las dimensiones de nuestra nave, y al tratarse de una aproximación nos tomaremos la licencia de aceptar h=7 m.

 Disposición de las luminarias. Para conocer la disposición debemos calcular primero el valor de la relación entre el ancho de la calzada y la altura de las luminarias en cada una de las zonas. Los resultados obtenidos son los siguientes:

Zona Ancho Calzada _(m) Altura luminaria _(m) a/h Distribución _Luminaria

Zona 1 12 7 1,71 Pareada

Zona 2 3 7 0,43 Unilateral

Zona 3 4,5 7 0,64 Unilateral

Del mismo modo que en el caso anterior, al tratarse de una aproximación, tomaremos para la zona 1 una distribución unilateral a pesar de los resultados obtenidos.

 Iluminancia media. De acuerdo a nuestras necesidades de iluminación, podemos asemejar nuestra instalación por la de una calle de tráfico escaso en una zona rural. De esta forma, es lógico pensar que las necesidades luminosas serán mínimas y nuestra instalación se encontrará englobada dentro del grupo de vías del tipo E. Por tanto, le corresponderá una iluminancia media de 25 lx.  Factor de mantenimiento. Para conocer el valor del factor de mantenimiento sabemos que se

instalará una luminaria de tipo abierto. Nos queda por decidir el grado de suciedad del entorno. Como, por lo general, una calle de una zona rural tiene poco tráfico podemos pensar que la instalación no se ensuciará demasiado pero también podemos suponer que las lámparas no se limpiarán con mucha frecuencia. Por tanto y adoptando una posición conservadora le asignaremos el valor de una luminaria abierta en un ambiente medio. Así pues, le asignaremos un valor de 0,68.

(41)

PROYECTO FIN DE CARRERA. Curso 2010-2011. Página 307  Factor de utilización. De acuerdo con lo expuesto anteriormente, nuestro factor de utilización será

0.25 en las tres zonas valoradas.

b) Cálculo de la distancia de separación entre las luminarias

Finalmente sólo queda calcular el valor de d despejando de la fórmula del nivel de iluminancia medio:

d

A

f

E

m m L











de donde se tiene que:

m L m

E

A

f

d











Zona 1 Zona 2 Zona 3

d (m) 7,85 20,4 20,4

Nº luminarias 3 2 1

c) Comprobación de resultados

A continuación mostramos una tabla con los resultados obtenidos en la comprobación de los valores resultantes en los cálculos anteriores:

Em=25 lux → 3,5 ≥ d/h > 2

Zona d (m) h (m) d/h Cumple

Zona 1 7,85 7 1,12 NO

Zona 2 20,40 7 2,91 SI

Zona 3 20,40 7 2,91 SI

Como puede observarse, y como era lógico pensar, el criterio no se cumple para la zona 1 ya que hemos obviado una serie de datos importantes a lo largo del proceso de cálculo. No obstante, daremos el resultado como bueno, ya que la configuración obtenida se asemeja bastante a la que podríamos esperar en un principio por simple intuición, y, por tanto, todo el proceso de cálculo realizado no es más que un soporte que le da solidez a la solución adoptada.

De este modo, la interpretación de los resultados obtenidos nos lleva a una instalación de alumbrado exterior conformada por 6 lámparas de vapor de sodio de alta presión de 250 W. Dichas lámparas irán situadas 3 en la parte frontal de la nave (zona de entrada y aparcamientos) que adoptarán una configuración equidistante colocándolas una en cada extremo y la otra en el medio, 2 en el lateral izquierdo adoptando también una distribución equidistante y separadas una distancia de 20,5 m, y, por último, en la zona posterior situaremos 1 sola luminaria localizada en el centro del cerramiento ubicado en dicha zona.

(42)

PROYECTO FIN DE CARRERA. Curso 2010-2011. Página 308 7.4. Líneas de distribución.

7.4.1. Proceso de cálculo de las líneas.

Para calcular la sección de los distintos conductores se establecerán los criterios de cálculo regidos por la normativa vigente en el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión. En este sentido debemos remarcar que, de forma general, se tendrán en cuenta las siguientes especificaciones en el desarrollo de los cálculos:

- La temperatura ambiente en ningún caso superará los 40º centígrados, luego, situándonos del lado de la seguridad, no se aplicarán correcciones por temperatura.

- Las instalaciones aéreas irán sobre bandeja perforada de dimensiones suficientes que permitan una separación entre conductores de varios diámetros en cualquier tramo, con lo que no será necesaria la aplicación de factores correctores por agrupación.

- Todas las líneas instaladas irán bajo tubo, por lo que se aplicará un factor de corrección Ft = 0,8 para el cálculo de la intensidad de diseño.

- Las longitudes correspondientes a cada línea, se han medido teniendo en cuenta de manera aproximada tanto el ascenso a una altura determinada para su distribución, como un descenso hasta los dispositivos receptores.

- Las fórmulas indicadas para tales fines son las siguientes:

Criterio Líneas monofásicas Líneas trifásicas

Intensidad

_

Cos

V

P

I

N F









Cos

V

P

I

F F







3

Caída de Tensión N F

V

S

C

P

L

e







2 _Cos

_

S

C

I

L

e





3

Siendo:

- I = Intensidad de la línea en amperios. - P = Potencia de cálculo en vatios. - V = Tensión en voltios.

- Cos φ = Factor de potencia (0,85). - L = Longitud de la línea en metros. - C = Conductividad (56 para el Cobre). - S = Sección de los conductores en mm2_.

- e = Caída de tensión desde el principio al final de la línea en voltios.

Una vez calculada la potencia consumida para un circuito determinado, podemos obtener la intensidad de diseño a través de las ecuaciones (1) o (2). A partir de la intensidad de diseño, tal como se señala en la ITC-BT 19, entramos en la correspondiente tabla (dependiendo de las condiciones de la instalación) y elegimos la intensidad de valor inmediatamente superior a la de diseño (intensidad máxima admisible) que cumpla con las características del circuito valorado, y, a partir de ahí, se toma la sección del conductor que indique la tabla para la intensidad máxima admisible manejada.

(43)

PROYECTO FIN DE CARRERA. Curso 2010-2011. Página 309 7.4.2. Cálculo de las líneas de alumbrado.

Los circuitos de alimentación de alumbrado deben estar dimensionados para transportar y soportar la carga debida a los propios receptores, a sus elementos asociados y a sus corrientes armónicos. Por esta razón, la instrucción ITC-BT 44 prevé que la carga mínima necesaria en voltiamperios será de 1,8 veces la potencia en vatios de los receptores.

El valor crítico de la caída de tensión viene marcado por la instrucción ITC-BT 19, la cual indica que la diferencia entre la tensión en origen de la instalación y cualquier punto de utilización sea menor del 3%. En el caso de una instalación de alumbrado, al tratarse de un circuito monofásico con una tensión entre neutro y fase de 230 V, la caída de tensión máxima que se permite es de:

V

e

_admisible



230 

3 %



6 .

9

7.4.2.1. Línea A-1. Circuito de alumbrado zona 1 de producción.

 Potencia consumida: Pc = 1,8 · 400 W · 6 = 4.320 W  Intensidad de diseño:

A

Cos

V

F

P

I

t C diseño

29 ,

35

8 ,

0

230

8 ,

0

320 .

4 











 Elección del conductor:

Con este valor de la Idiseño y según la ITC_BT 19, optamos por un cable de las siguientes

características 2 x 4 mm2_{+ TT x 4 mm}2_{. Escogemos un cable bipolar ya que se desea conseguir una}

tensión de 230 V (fase-neutro), y la toma a tierra debe ser, según la ITC-BT 18, de una sección mínima del mismo valor de los conductores de fase.

 Caída de tensión:

V

S

C

P

L

e

5 ,

91

6 .

9

230

4

56 4320

42 ,

41

2

2 











 Elección del tubo:

El tubo será de PVC con capacidad para alojar tres conductores en su interior, por tanto, según ITC-BT 21, tendrá una dimensión establecida para su diámetro de 20 mm.

7.4.2.2. Línea A-2. Circuito de alumbrado zona 2 de producción.

 Potencia consumida:

(44)

PROYECTO FIN DE CARRERA. Curso 2010-2011. Página 310  Intensidad de diseño:

A

Cos

V

F

P

I

t C diseño

29 ,

35

8 ,

0

230

8 ,

0

320 .

4 











V

S

C

P

L

e

6 .

71

6 .

9

230

4

56

320 .

4

78 ,

49

2

2 











7.4.2.3. Línea A-3.Circuito de alumbrado exterior.

 Potencia consumida: Pc = 1,8 · 250 W · 6 = 2.700 W  Intensidad de diseño:

A

Cos

V

F

P

I

t C diseño

18 ,

34

8 ,

0

230

8 ,

0

700 .

2 _











V

S

C

P

L

e

6 ,

40

6 .

9

230

4

56

700 .

2

09 ,

61

2

2 _

_









(45)

PROYECTO FIN DE CARRERA. Curso 2010-2011. Página 311  Elección del tubo:

7.4.2.4. Líneas A-4. Circuitos de alumbrado escalera-oficinas.

 Potencia consumida línea A-4:

Pc = 1,8 · ( 2x36 W · 3 + 4x36 · 12) = 3.499 W  Intensidad de diseño:

A

Cos

V

F

P

I

t C diseño

23 .

77

8 ,

0

230

8 ,

0

499 .

3 _











características 2 x 4 mm2 + TT x 4 mm2. Escogemos un cable bipolar ya que se desea conseguir una tensión de 230 V (fase-neutro), y la toma a tierra debe ser, según la ITC-BT 18, de una sección mínima del mismo valor de los conductores de fase.

Este resultado describe las características a exigir a la línea que parte del cuadro eléctrico y transporta y distribuye el total de la energía eléctrica demandada. Dicha línea derivará en sendos circuitos, uno para la zona de oficinas compuesto de una línea de las mismas características que la de alimentación, y otro para la escalera constituido por un cable de 2 x 1,5 mm2 + TT x 1,5 mm2.

El tubo será de PVC con capacidad para alojar tres conductores en su interior, por tanto, según ITC-BT 21, tendrá una dimensión establecida para su diámetro de 20 mm en el caso de acoger conductores de 4 mm2_{de sección, y de 16 mm en el caso de contener conductores de sección 1,5 mm}2_.

Circuito A-4 Pot. Demandada _(W) Idiseño _(A) Sección conductor _(mm₂₎ Diámetro tubo _(mm)

Esc-Ofic 3.499 23.77 4 20

Escalera 389,00 2.64 1,5 16

(46)

PROYECTO FIN DE CARRERA. Curso 2010-2011. Página 312  Caída de tensión:

V

e

V

S

C

P

L

e

V

S

C

P

L

e

escalera oficinas total escalera escalera oficinas oficinas

9 ,

6

26 .

4

18 .

0

230

5 ,

1

56

130

04 ,

13

2

08 .

4

230

4

56 3110

75 ,

33

2

2 



































7.4.2.5. Líneas A-5. Circuito de alumbrado para aseos:

 Potencia consumida línea A-5: Pc = 1,8 · (2 · 60 W· 4) = 864 W  Intensidad de diseño:

A

Cos

V

F

P

I

t C diseño

5 .

87

8 ,

0

230

8 ,

0

864 _











características 2 x 1.5 mm2_{+ TT x 1.5 mm}2_{. Escogemos un cable bipolar ya que se desea conseguir una}

Este resultado describe las características a exigir a la línea que parte del cuadro eléctrico y transporta y distribuye el total de la energía eléctrica demandada. Dicha línea derivará en sendos circuitos, uno para el aseo masculino y otro para el femenino compuesto de sendas líneas de las mismas características que la de alimentación 2 x 1,5 mm2_{+ TT x 1,5 mm}2_.

El tubo será de PVC con capacidad para alojar tres conductores en su interior, por tanto, según ITC-BT 21, tendrá una dimensión establecida para su diámetro de 16 mm en todos los casos.

Circuito A-5 Pot. Demandada _(W) Idiseño _(A) Sección conductor _(mm₂₎ Diámetro tubo _(mm)

Aseos 864 5.87 1,5 16

Aseo masc 432 2,35 1,5 16