Cálculos de Iluminación en Diversos Espacios: Ejercicios Resueltos

Problemas Resueltos de Iluminación

Problema 8.2: Cálculo de Iluminación Media en una Habitación

¿Cuál es la iluminación media sobre el suelo de una habitación de 10 m de largo por 8 m de ancho, iluminada por 10 lámparas de 200 W cada una con una eficiencia lumínica de 14 lumen/W? Las lámparas están uniformemente distribuidas. Del fabricante de las luminarias se toma como coeficiente de utilización 0,3. Considerar el coeficiente de depreciación 1, y el factor de mantenimiento 0,9.

1. Flujo inicial por lámpara: Φ_L0 = ἠ_l (lumen por watio) x P = 14 x 200 (lumen).
2. Flujo emitido por lámpara: Φ_L = C_d x F_m x Φ_L0 = 1 x 0,9 x Φ_L0 (lumen).
3. Flujo total de 10 lámparas: Φ_t = n x Φ_L (lumen).
4. Flujo que llega al suelo: Φ_u = ἠ (coeficiente de utilización) x Φ_t (lumen).
5. Área del suelo: S = a x l (m²).
6. Iluminación media: E = Φ_u / S (lux).

Problema 8.4: Cálculo de Iluminación Máxima y Mínima

Una superficie cuadrada de 2 m de lado está iluminada por una bombilla de 200 cd de intensidad constante en todas las direcciones situada a 5 m de altura sobre el centro de la superficie. Calcular la iluminación máxima y mínima de dicha superficie:

1. Iluminación horizontal: E_h = I / D² x cos α.
2. Iluminación máxima (α = 0º): E_max = 200 / 5² (lux).
3. Iluminación mínima (α = 15,9º): e = √(distancia de los lados² / 2) (m); d = √(altura² + e²) (m); Cos α = altura / d. E_min = I / d² x cos α (lux).

Problema 8.6: Cálculo de Iluminancia y Luminancia

Un proyector de 0,02 m² de superficie situado en el techo ilumina con una intensidad de 200 cd en cualquier dirección una mesa de 0,8 m² de superficie. La mesa se puede considerar una superficie especular de reflexión 0,7. Calcular la iluminancia de la fuente y la luminancia de la mesa para un observador que mira perpendicular a la fuente y a la mesa:

1. Luminancia de la fuente en observación perpendicular: L = I (intensidad) / S (proyector) (cd/m²).
2. Luminancia de la mesa en observación perpendicular: L = p (factor de reflexión) x I / S (de la mesa) (cd/m²).

Problema 8.9: Cálculo del Número de Luminarias en una Oficina

Se quiere iluminar una oficina de 14 x 8 metros de planta y 3 metros de altura, con luminarias sujetas al techo con dos tubos fluorescentes de 36 W cada uno, siendo el flujo luminoso por tubo de 3000 lm. Los factores de reflexión del techo, paredes y suelo son respectivamente: 0,7, 0,5, 0,1. Si se quiere obtener un valor medio de 400 lux, hallar el número de luminarias y distribución de las mismas:

1. Altura de las luminarias sobre el plano del trabajo: h = 3 - 0,8 (constante) (metros).
2. Índice del local: K = (base x altura) / [h x (base + altura)].
3. Rendimiento del local (η): Según el valor de K, se busca en la tabla el dato que concuerde.
4. El flujo útil ha de ser: Φ_u = E (iluminación media 400) x S (superficie: base x altura) (lumen).
5. El flujo total ha de ser, considerando un factor de conservación elevado propio de oficinas F_c = 0,85: Φ_t = Φ_u / (η x F_c) (lumen).
6. El número de luminarias n = Φ_t / Φ_l (al ser dos tubos se multiplica 3000 x 2) (luminarias).