cusco fotometría
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Ing. Carmen Falla Cordero
Curso de Alumbrado Eficiente para Docentes Universitarios
1.1.4 Fotometría
Objetivos
1. Familiarizar a los participantes con:• Los sistemas de coordenadas• Los sistemas de clasificación
fotométricas de las luminarias
2. Introducir a los participantes en la interpretación de los expedientes fotométricos.
3. Introducir elementos de diseño óptico de luminarias.
Fotometría
La fotometría de una fuente luminosa es la valoración de la radiación espectral emitida por esta fuente según el grado de claridad espectral del ojo humano.
La fotometría de una luminaria implica la medición de las intensidades luminosas emitidas por ella en diferentes direcciones a su alrededor y para diferentes ángulos de inclinación de la luminaria y posiciones de la lámpara.
SISTEMAS DE COORDENADAS
• Normalmente son suficientes para definir la posición de un punto en el espacio el ángulo que forman dos planos , los cuales tienen un eje de intersección y un ángulo de este plano
• Los sistemas de coordenadas más conocidos son:
– C - Gamma– B - Beta– A - Alpha
Sistema de coordenadas C-
Sistema de coordenadas B-
Sistema de coordenadas A-
Formas de representación
Polar
• Las direcciones se representan como ángulos
• Las magnitudes como diámetros
Rectangular
Se representa en coordenadas cartesianas
AsimutalEs una representación plana de la esfera donde cada retícula tiene un área equivalente a la contenida por el ángulo sólido.
LUMINARIA
Características de las luminarias
• Al seleccionar luminarias y sus soportes, se considera las cualidades funcionales y especialmente las fotométricas de las luminarias y su apariencia estética en concordancia con la arquitectura del entorno; así como las restricciones eléctricas y mecánicas que garanticen el mantenimiento de las instalaciones.
Clasificación de la distribución luminosa
• Es un sistema que ayuda al usuario a seleccionar la luminaria que va ha utilizar reduciendo el número de luminarias elegibles a aquellas que satisfagan los requisitos que el sistema de alumbrado requiera.
• El método de clasificación del haz luminoso es introducido con la finalidad de describir completamente la distribución luminosa de la luminaria
Clasificación de las luminarias según su distribución luminosa
• Alumbrado Público• Reflectores• Interiores
Luminarias de Alumbrado Público
Clasificación : Luminarias de Alumbrado
Público
• Tanto la CIE como la ANSI coinciden en que son necesarios 3 características para describir completamente una distribución luminosa.
Clasificación de la CIE -34
Alcance: • Es la distancia, en que la
luminaria es capaz de iluminar la calzada en la dirección longitudinal. Es determinada por el ángulo gMAX..
• Este ángulo se calcula como el valor medio entre los dos ángulos correspondientes al 90% de IMAX que corresponden al plano donde la luminaria presenta el máximo de la intensidad luminosa.
Alcance corto < 60ºAlcance intermedio
60º 70º
Alcance largo > 70º
MAX
MAX
MAX
Clasificación de la CIE -34
Alcance: Es evaluado en el diagrama isocandela utilizando la curva del 90% de la IMAX, como el promedio de los ángulos gamma de elevación.
Alcance corto < 60ºAlcance intermedio
60º 70º
Alcance largo > 70º
Clasificación de la CIE -34 Dispersión : • Es la distancia, en que
la luminaria es capaz de iluminar la luminaria en la dirección transversal de la calzada. Es determinada por el ángulo g en el plano c=90°
• Se define como la recta tangente a la curva isocandela del 90% de IMAX proyectada sobre la calzada, que es paralela al eje de esta y se encuentra más alejada de la luminaria.
Dispersión estrecha
< 45º
Dispersión media 45º 55º
Dispersión ancha > 55º
Clasificación de la CIE -34
Dispersión: Se determina en el diagrama isocandela evaluando la tangente a la curva isocandela del 90% IMAX en el lado de la
calzada.Dispersión estrecha
< 45º
Dispersión media 45º 55º
Dispersión ancha > 55º
Clasificación de la CIE -34Control: • El control nos da una idea de la capacidad
de la luminaria para limitar el deslumbramiento que produce.
• Esta definido por el índice específico de la luminaria SLI; este parámetro depende de las características constructivas de las luminarias.
FLI
I
I
IISLI log29,1log97,0log08,0log3,1log31,384,13
88
802
1
88
8080
Clasificación de la CIE -34Control: SLI Indice específico de la luminaria
I80
, I88
Intensidad luminosa emitida por la luminaria en un ángulo de 80 y 88 respectivamente con respecto a la vertical, expresados en cd.
L Luminancia promedio de la superficie calculada en cd / m2
F Area aparente (m2) de la luminaria proyectada en la dirección de 76 con la vertical inferior en el plano meridional paralelo al eje de la vía
Control limitado SLI < 2
Control medio 2 SLI 4
Control intenso SLI > 4
CLASIFICACION CIE - 34
Alcance 60° Corto
60° 70° Intermedio
>??70° Largo
Dispersión 45° Angosta
45° 55° Mediana
> 55° Ancha
Control <2 Limitado
2 4 Moderado
>4 Amplio
CLASIFICACION CIE - 34
Alcance 60° Corto
60° 70° Intermedio
>??70° Largo
Dispersión 45° Angosta
45° 55° Mediana
> 55° Ancha
Control <2 Limitado
2 4 Moderado
>4 Amplio
Clasificación de la CIE –12-2
Control:
--CualquieraNon-cut-off
75º50cd/1000 lm100cd/1000 lmSemi-cut-off
65º10cd/1000 lm30cd/1000 lmCut-off
a:90º80º
Dirección de una intensidad máxima menor
Valores máximos permitidos de intensidad emitidos en un ángulo de elevación de:
Clasificación Norma ANSI - IES
Utiliza para clasificar la distribución las curvas isocandelas contenidas una grilla de coordenadas rectangulares en la cual se dibujan líneas longitudinales a la vía (LRL) y líneas transversales a la vía las cuales son múltiplos de la altura de montaje (MH).
Clasificación Norma ANSI - IES
Los componentes mínimos contenidos son:
–Las líneas LRL:1, 1.75 y 2.75 H–Las Líneas TRL 1, 2.25, 3.75, 6 y 8 H
–La localización de la intensidad máxima y la curva isocandela correspondiente al 50% de Imax
Clasificación Norma ANSI - IES
Distribución vertical : Se determina a partir de la ubicación de la intensidad máxima entre las líneas transversales a la vía TRL
3.75H y < 6.00HLarga
2.25H y < 3.75HMediana
1.0 H y < 2.25HCorta
Vector MáximoDistribución
Clasificación Norma ANSI - IES
•Distribución lateral: Se determina por el recorrido de la curva del 50% de la IMAX y las líneas longitudinales a la vía que corta.
CircularV
Más de 2.75HIV
1.75H y 2.75HIII
1.0 H y 1.75HII
0.0 H y 1.0 HI
Curva IMAX/2Tipo
Clasificación Norma ANSI - IES
Tipo ITray. Simétrica angosta
Tipo II
Tray. Levemente más ancha tipo I
Tipo IIITray. Luz ancha
Tipo IVTray. Luz muy ancha
Tipo VTray. Circular
Tipo VSTray. Cuadrada
CualquieraCualquieraNon-cut-off
50cd/1000 lm200cd/1000 lmSemi-cut-off
25 cd/1000 lm100 cd/1000 lmCut-off
90º80º
Valores máximos permitidos de intensidad emitidos en un ángulo de elevación de:
Clasificación Norma ANSI - IES
Control del deslumbramiento: •Se evalúa las intensidades de la luminaria en las direcciones Gamma de 80° y 90°.
PROYECTOR
Se clasifican según:
– La apertura o dispersión del haz de luz.
– Forma de la distribución del haz
PROYECTOR
Apertura o dispersión del haz de luzSe define como el ángulo comprendido entre las dos direcciones en que la intensidad luminosa cae un determinado porcentaje (usualmente el 10% o el 50%) del valor máximo.
PROYECTOR
Apertura o dispersión del haz de luzSe determina normalmente en coordenadas cartesianas
PROYECTOR
Apertura o dispersión del haz de luzPara la denominación de un proyector basta indicar los ángulos de abertura en sus planos de simetría (vertical y horizontal normalmente (o en el plano donde se produce la máxima intensidad).
PROYECTOR
Forma de la distribución del haz de luz– Proyectores circulares pueden ser
cónico o cónico ligeramente asimétrico, obteniéndose una proyección elíptica sobre las superficies iluminadas.
– Rectangulares suele ser simétrica en los planos horizontal y vertical; aunque en este último plano también puede ser asimétrico, la proyección obtenida tiene forma trapezoidal.
PROYECTOR
Forma de la distribución del haz de luz
Forma de la distribución del haz de luz
Con respecto a la simetría de la distribución– Rotacional– Con respecto
a dos planos– Con respecto
a un eje– Asimétrico
Clasificación : Norma CIE -43
Con respecto al ángulo lateral del 50%
–Grupo I: Angulo lateral de la mitad del pico en cualquier menor o igual a 4°
–Grupo 2: Angulo lateral de la mitad del pico en cualquier semiplano mayor a 4°
Clasificación: Norma CIE -43
• Con respecto a la simetría de la distribución– Rotacional– Con respecto a dos planos– Con respecto a un eje– Asimétrico
Clasificación: Norma DIN 5037 de 1978
• Las luminarias se clasifican por una letra y un número característicos.
• Las letras están relacionados con la simetría de la distribución y los números con la apertura del haz luminoso diferenciando si la clasificación se efectúa al 50% o al 10% de la Imax.
Clasificación: Norma DIN 5037 de 1978
Designación al 10% IMAX
Número característico
Apertura Angulo al 10%
31 Concentrado extremadamente angosto
Hasta 5°
32 Concentrado muy angosto
Desde 5° hasta 10°
33 Concentrado angosto Desde 10° hasta 30°
34 Concentrado Desde 30° hasta 50°
35 Disperso Desde 50° hasta 70°
36 Disperso ancho Desde 70° hasta 100°
37 Disperso muy ancho Sobre 100°
Clasificación: Norma DIN 5037 de 1978
• Designación al 50% IMAX
Número característico
Apertura Angulo al 10%
41 Concentrado angosto
Hasta 5°
42 Concentrado Desde 5° hasta 10°
43 Disperso Desde 10° hasta 50°
44 Disperso ancho Sobre 50°
Clasificación: Norma Nema
Designación al 10% IMAX
Designacióntipo NEMA
Apertura del Haz (grados)
Distancia de Proyección (m)
1 10 a 18 73 a >
2 18 a 29 61 a 73
3 29 a 46 53 a 61
4 46 a 70 44 a 53
5 70 a 100 32 a 44
6 100 a 130 24 a 32
7 >130 < a 24
FAROLAS
FAROLAS
• Luminaria destinada a la iluminación de vías peatonales, tiene su distribución tanto en el hemisferio inferior como el superior.
• Las farolas se clasifican de forma similar a las luminarias de alumbrado público.
LUMINARIAS ALUMBRADO INTERIOR
Luminarias
Alumbrado Interior
• Clasificación según:– El porcentaje de flujo emitido
hacia arriba y hacia abajo de la horizontal.
– Según la componente directa
• Su representación se efectúa en coordenadas polares.
CLASIFICACION: TIPO DE LUMINARIA
Directa
Semi-directa
General difusa
Directa-indirecta
Semi-indirecta
Indirecta
CLASIFICACION:
COMPONENTE DIRECTA
Luminarias
Alumbrado Interior
Su representación se efectúa en coordenadas polares.
Limitación del deslumbramiento
La Categorías CIBSE, establecen un límite de 200 cd/m2 para los siguientes ángulos.
Categoría 1 55º
Categoría 2 65º
Categoría 3 75º
Limitación del brilloClasificación de la Categoría (CIBSE).
CATEGORIA 1
Limitación del brilloClasificación de la Categoría (CIBSE).
CATEGORIA 2
Limitación del brilloClasificación de la Categoría (CIBSE).
CATEGORIA 3
Interpretación de curvas
Curva Isocandela
Curva Isocandela
Curva Fotométrica
Curva Fotométrica
Factor de Utilización
Factor de Utilización
Curva Isolux
Curva de Clasificación
Curva de Clasificación
Curva Isoluminancia
Curva Isoluminancia
Curva Isoluminancia
Curva Isoluminancia
Interpretación de Curvas
Introducción al diseño óptico de luminarias
Introducción al diseño óptico de luminarias
• El objetivo es obtener una comportamiento fotométrico determinado que cumpla los requisitos técnicos requeridos con la mayor eficiencia posible.
• El diseño óptico consiste en manipular el flujo luminoso emitido por la fuente de luz de forma de controlar la salida de luz en todas direcciones, determinando el porcentaje que saldrá directamente.
Diseño • Variables de
diseño– Tamaño de la
luminaria– Definir los
componentes ópticos
– Definir la forma– Definir los
materiales
Variables de diseño
• Tamaño–Es función del tipo de fuente a utilizar
–Del porcentaje de flujo que se requiera emitir directamente.
–Del grado de control de la luminaria.
–Del espacio disponible
Variables de diseño
Componentes ópticos
• El diseño variará dependiendo de que elemento defina principalmente la distribución luminosa
–Bblock óptico–Refractor
Variables de diseño
• Forma–Se determina en función de la apertura del haz deseada, pueden usarse sistemas parabólicos, elípticos, facetados etc.
Variables de diseño
•Materiales–Son seleccionados en función de sus propiedades ópticas, mecánicas y térmicas.–Se selecciona el tratamiento superficial