354 ORNALUX Apéndice Información Técnica

ApéndiceConceptos de iluminación

La tecnología de la iluminación, comocualquier otra rama de la técnica, sedistingue por una terminologíapropia. A continuación se explican losconceptos más importantes, muyútiles para una mejor comprensión delos datos reflejados en éste catálogo.

Luz y radiaciónLa luz es una radiaciónelectromagnética que el ojo humanopercibe como claridad. El ojohumano sólo es sensible a unapequeña parte del espectro deradiaciones, una franja entre 380 y780 nm, entre los colores violeta yrojo. Por esta motivo, los rayos UVA(>720 nm) y los infrarrojos (<380 nm)resultan invisibles.

Flujo luminoso (φφ)El flujo luminoso f , es la potencia deenergía radiante que proporcionauna lámpara u otra fuente luminosa,evaluada según el valor relativo fijadointernacionalmente por la CIE para lasensibilidad del ojo humano, que esmáxima para longitudes de onda de555 nm (color verde)El flujo luminoso se mide en lúmenes(lm).El rendimiento luminoso de unalámpara es la relación entre el flujoemitido y la potencia consumida,variando notablemente entre losdiversos tipos de lámparas:

Intensidad luminosa (I)Se llama así al flujo luminosoirradiado por unidad de ángulosólido. El estereoradián es la unidadde ángulo sólido, y hay 4 x pestereoradianes alrededor de unpunto rodeado por una superficieesférica.Representa la intensidad con que seproyecta la luz en una direccióndeterminada. Su distribución serepresenta mediante las curvaspolares (explicadas más adelante) ypuede modificarse con la ayuda dereflectores y difusores.La intensidad luminosa se mide encandelas (cd).

Iluminancia (E)La iluminancia se define como el flujoluminoso que incide sobre unasuperficie dividido por el área dedicha superficie.Es la magnitud que indica el nivel dela iluminación que hay sobre unasuperficie.La iluminancia se mide en luxes (lx).

Luminancia (L)La luminancia indica impresión debrillo con la que el ojo humanopercibe una superficie iluminadadesde una cierta dirección. Es laintensidad luminosa por unidad desuperficie visible de una fuente de luz(directa) o de una superficieiluminada (indirecta).La luminancia indirecta puedecalcularse a partir de la iluminancia E,aplicando la siguiente fórmulaempírica:

Donde r es el coeficiente de reflexiónde la superficie, que puede hallarseen tablas en muchas publicacionestécnicas. Esta fórmula no se aplica enel caso de superficies muy brillantes.La luminancia se mide en candelaspor m2 (cd/m2).

Índice de reproducción cromática (IRC ó Ra)Dependiendo del lugar de aplicacióny de la tarea visual a realizar, la luzartificial debe procurar unapercepción del color adecuada. Lacapacidad de una fuente de luz parareproducir los colores se mide con elíndice de reproducción cromática Ra.El concepto de la reproduccióncromática de una fuente luminosa sedefine por el aspecto de los colores delos objetos iluminados encomparación con el aspecto queofrecen bajo una luz de referencia (enprincipio, la luz natural o luz deespectro contínuo).El valor Ra se determina iluminandoun conjunto de ocho colores demuestra establecidos por la normaDIN 6169, con la luz de referencia ycon la luz que se analiza, valorandode 0 a 100 la reproducción cromáticade cada muestra. Haciendo la mediade los índices de los ocho colores seobtiene el índice Ra. Para Ra=100, loscolores obtenidos con la fuente de luzson idénticos a los producidos por lafuente de referencia.

DIN 5035 Ra

1A 90-100

1B 80-90

2A 70-80

2B 60-70

3 40-60

4 20-40

Temperatura de colorLa temperatura de color de unafuente de luz depende de ladistribución de la luz emitida en laparte visible del espectro. Desde elpunto de vista científico, representala temperatura a la que se debecalentar un “cuerpo negro” para queemita una luz del mismo color que lade la fuente de luz estudiada. Por seruna temperatura, se mide en gradosKelvin (ºK).

Cuando en una fuente de luzpredomina el rojo, se dice que es unaluz “cálida”, por el contrario sipredomina el azul se dice que es“fría”. En la práctica, para conseguirun ambiente “agradable” a la vista,las fuentes frías requieren niveles deiluminación mayores que las fuentescálidas. Las lámparas utilizadas normalmentese dividen en tres grupos detemperaturas de color:• Blanco cálido (ww). Temperatura de

color inferior a 3.300 ºK• Blanco neutro (nw). Entre 3.300

y 5.000 ºK.• Luz día (tw). Superior a 5.000 ºK.Como ejemplos extremos, unabombilla incandescente tiene unatemperatura de color de 2.700 ºKfrente a 6.000 ºK de un tubofluorescente luz día.Debe recordarse que dos fuentes deluz con la misma temperatura decolor pueden tener diferentespropiedades de reproducción delcolor, a causa de su diferentedistribución espectral.

Ángulo de media proyecciónEl ángulo de media proyección es elángulo de apertura del haz luminosode una luminaria medido sobre lamitad de la intensidad luminosamáxima.

Rendimiento de la luminaria (ρρ)El rendimiento luminoso de unaluminaria es el cociente entre el flujoluminoso de la luminaria y el flujo desus lámparas “desnudas”,funcionando sin obstáculo alguno.Indica como aprovecha la luminaria elflujo de la lámpara, y se expresa enporcentaje.

φφ (lm)

P (W)ηL =

ωtot= 4π sr

r=1

A=1

ω=1sr

ρρπ

L = E

maxI2

maxI

γ= 0º

Ángulo de mediaproyección

Apéndice Información Técnica ORNALUX 355

Clasificación de las luminariasLas diferentes normas nacionalesreferentes a la iluminación especificandiversos sistemas para la clasificaciónde las luminarias en función de ladistribución de intensidad luminosa,rendimiento, características dedeslumbramiento, etc.En este catálogo se clasifica cadaluminaria según las normas DIN yUTE. Por falta de espacio, dejamosaparte otras clasificaciones de usomás restringido, como la CIBSE-TM5(Método BZ), NBN, código de flujo CIEo la LG3, que de todas formaspodemos proporcionar si se solicita.

DIN 5040 T2 (Alemania): =LITG 3.5Leuchten für Beleuchtungszwecke (Februar 1976)Clasifica las luminarias en función dela forma de su curva polar. La primeraletra (entre A y E) indica la proporciónentre luz directa e indirecta. Los dosdígitos siguientes son independientesentre sí (A51 debe leerse “A”, “5”,“1”), el primero es para la partedirecta y el segundo para la indirecta.Los valores más altos indican mayorconcentración de luz.

UTE C71-121 (Francia) Publication de l’Union Technique del’Electricité (Novembre 1976)Clasifica las luminarias en función dela forma de su curva polar, ayudandoa estimar la separación necesariaentre aparatos, y además indica elrendimiento luminoso directo eindirecto.Cómo leer la clasificación UTE:

Tipo Distancia entre aparatos

A 0,4 x h

B 0,8 x h

C 1,0 x h

D 1,3 x h

E 1,7 x h

F 2,0 x h

G 2,3 x h

H 2,7 x h

I 3,0 x h

J 3,5 x h

*La parte indirecta siempre se marcacon “T”, que no tiene ningúnsignificado especial.

Diagrama de curvas polaresMediante estas curvas se representa ladistribución de la intensidad luminosade cada luminaria, medida endiferentes planos. Los valores seexpresan en cd/klm.Para las distribuciones de luzsimétricas sobre el eje de rotación,como es el caso de los downlights,únicamente se precisa una curva. Enlos demás casos, se definen las curvascorrespondientes a los tres planosespecificados según el sistema CIE:C0 - C180: Curva de color rojo. Planotransversal al eje.C45 - C225: Curva de color naranja. C90 - C270: Curva de color azul. Planoparalelo al eje.Adicionalmente, también se indica lamáxima intensidad luminosa queofrece la luminaria (Imax, en cd/klm).

Diagrama de conoEn caso de que la distribución de luzproducida por la luminaria tengasimetría rotacional, se ha incluido elllamado Diagrama de Cono.En este diagrama se indica eldiámetro del círculo iluminado (segúnel ángulo de media proyección) y elnivel medio de iluminación enfunción de la distancia a la superficieiluminada. Esta superficie se suponeperpendicular al eje del haz de luz.Junto al diagrama de cono se indicatambién el ángulo de mediaproyección.

ApéndiceConceptos de iluminación

Techo

Planoaparatos

Plano útil

Suelo

a

b

h

SIN DATOS

1m

2m

3m

4m

5m

Ø 1,3m

Ø 6,4m

Ø 5,1m

Ø 2,4m

Ø 3,8m

40 Lx

160 Lx

18 Lx

9 Lx

6 Lx

Rendimientodirecto

Tipo de aparato(parte directa)

Rendimientoindirecto*

CO-C180

C45-C225

C90-C270

0º30º 30º

60º

90º

60º

90º

120º

150º

180º

150º

120º

Ángulo de emisión

Emisión de luzdirecta

Emisión de luzindirecta

PLANO C90-C270

0º

30º

60º

90ºγ

30º60º

90º

γ

PLANO CO-C180

Ángulo de mediaproyección

Iluminancia media

Altura sobrela superficie

iluminada

Diámetro

Clase/class/claseDIN A60UTE 0.43 C

Rendimiento/performance/Rendementη=43%

En la parte derecha del diagrama seindican en ordenadas los valores a/nscorrespondientes a los diferentesángulos que se indican en el eje deordenadas de la parte izquierda,siendo “a” la distancia horizontalentre el observador y la luminaria enestudio, y “hs” la altura entre elplano de los ojos del observador y elplano de la luminaria.Para obtener más información sobreel tema, recomendamos consultar lasnormas DIN 5035/7, CIE P 39 Y UNI10380.Factores de utilizaciónEl factor de utilización hB es laproporción del flujo luminoso queincide sobre la superficie a iluminar,respecto al total emitido por laslámparas empleadas. Depende de ladistribución de la intensidad luminosay rendimiento luminoso de laluminaria, de la geometría de lahabitación y de los coeficientes dereflexión de techo, paredes y suelo. Seutiliza para calcular de formaaproximada el número de luminariasnecesarias para conseguir un niveldeterminado de iluminación.Cálculo del factor de forma de lahabitación:

Dónde:a: longitud del localb: anchura del localh: altura de la luminaria respecto delplano de trabajo

Una vez obtenido el factor de formadel local, se puede calcular el númerode luminarias necesario en función delos coeficientes de reflexión y de lailuminancia media que se pretendeconseguir:

Donde:N: número de luminariasE: iluminancia deseada (lx)A: superficie de la habitación (m2)p: factor de planificación(normalmente 1,25)f: flujo luminoso total de las lámparasde la luminaria (lm)hB : factor de utilización

356 ORNALUX Apéndice Información Técnica

ApéndiceConceptos de iluminación

Diagrama de deslumbramiento(Söllner)El deslumbramiento provoca unadisminución de la percepción visualdel ojo humano, y debe evitarse en lamedida de lo posible. Su control esespecialmente importante en salas deordenadores, aulas, etc.Los diagramas de deslumbramiento ode Söllner sirven para evaluar eldeslumbramiento directo que puedeprovocar una luminaria. Para evitarlo,las normas prescriben límites para lasluminancias bajo los ángulos deobservación de 45º a 85º, en funciónde la luminancia media del local y lasexigencias en cuanto adeslumbramiento. A este respecto sedefinen cinco clases de calidad:

Grado G Clase CIE Clase DIN

1,15 A A

Tarea visual muy complicada

1,5 B 1

Exigencias visuales elevadas

1,85 C

Exigencias visuales normales

2,2 D 2

Exigencias visuales bajas

2,55 E

Exigencias visuales muy bajas

Para determinar si una luminariacumple con una clase dedeslumbramiento, se debe comprobarque la curva de luminancia no corta lalínea del gráfico que parte de lacasilla en la que se indica laluminancia prevista y la clase dedeslumbramiento seleccionado.Para distribuciones de intensidadluminosa no simétricas, lascaracterísticas de deslumbramiento seindican respecto al plano transversalde la luminaria (curva roja) y ellongitudinal (curva violeta).Si el diagrama descrito no contieneninguna curva, la luminaria encuestión se puede considerar libre dedeslumbramiento. Tal es el caso de lasluminarias de tipo indirecto, como elsistema Cóndor de ORNALUX.

Se incluye además otra tabla queindica el número de luminariasnecesario para conseguir unailuminación media de 200, 400, 500 y1.000 luxes en un local estándar de100 m2. Para el cálculo se emplea elfactor de utilización remarcado en latabla, y en la parte inferior de lapágina se indican los datos del local.

Estas dos tablas se incluyen para todaslas luminarias, aunque ciertos tipos,como los bañadores de pared, no seemplean para iluminar unahabitación en su conjunto, sinoúnicamente zonas concretas.Para obtener más información,recomendamos consultar las normasDIN 5040-T2, UTE C71-121, CIBSE TM5,NBN L14-002 y LiTG-3.5.

Ejemplo para el cálculo de iluminancias típicasAltura de las luminarias: 3mCoeficiente de reflexión: R=0,7/0,5/0,2Superficie del local: 100m2Altura de las luminarias con respecto al planode trabajo: 2,5 m

Programa de cálculo de iluminaciones ORNALUX:Aunque el método de loscoeficientes de utilización dahabitualmente resultadossatisfactorios, tiene como limitaciónimportante el calcular únicamenteniveles medios de luz, sin fijarse enla uniformidad de la iluminación.Esto puede significar, aunque no seafrecuente, la aparición de zonas desombra en la habitación.Por ello recomendamos la utilizacióndel programa informático de cálculode iluminaciones ORNALUX, que seencuentra a disposición de nuestrosclientes. Además de conseguir unamayor rapidez y precisión en loscálculos, el programa permiterealizar cálculos que incluyandiferentes tipos de luminarias, condiferentes coeficientes de reflexiónpara cada superficie de lahabitación, etc. Por último, esposible visualizar la distribución deiluminancia en la habitación, con loque se pueden evitar las zonas desombra.

Ángulo deobservación(γ)

Curvas de laluminaria

Luminancia (L)

Clasede calidad

Iluminanciamedia (lx)

≤30050010002000≤30050010002000

≤30050010002000≤300

2000 1000 500 ≤3002000 1000 500

Clase

A

G

1,15B 1,5C 1,85D 2,2E 2,55

Válido para iluminancias en servicio E(1x)

2 3 4 5 6 789103 2 3 4 5 6 789104 2 3 445

55

65

75

85GRADOS

cd/m2

a b c d e f g h

γa

Tgγ=ahg

hg

Factor de forma

Factoresde reflexión

Coeficiente deutilización

a x bh x (a+b)

K =

E x A x pN =φφ x ηB

Iluminancias típicas/tipical luminances/luminances typiques

luxes N lum200 21400 43500 54

1000 108