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UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
FACULTAD DE INGENIIERÍA CIVIL
CURSO
INSTALACIONES SANITARIAS Y ELÉCTRICAS
TRABAJO ENCARGADO
TEMA: ILUMINACIÓN Y AGUA CALIENTE
DOCENTE: Ing. Aure!" Men#"$% M"n&enegr"
ALUMNO: M!gue C%u&! C'r#"(%
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Fe)*%: M%r$" #e +,-
INTRODUCCIÓN
La luz es un componente esencial en cualquier medio ambiente ya que haceposible la visión del entorno, pero además, al interactuar con los objetos y el
sistema visual de los usuarios, puede modificar la apariencia del espacio, influir
sobre su estética y ambientación y afectar el rendimiento visual, estado de
ánimo y motivación de las personas. El diseño de iluminación requiere
comprender la naturaleza (fsica, fisioló!ica y psicoló!ica" de esas
interacciones y además conocer y manejar los métodos y la tecnolo!a para
producirlas, pero fundamentalmente demanda una fuerte dosis de intuición y
creatividad para utilizarlas.
# pesar de no ser el sector de mayor uso de la ener!a, la iluminación es
si!nificativa porque entra virtualmente en cada fase de la vida moderna. $as
oportunidades para ahorrar ener!a requieren prestar atención a muchosparámetros no%eléctricos.
$os sistemas de iluminación son instalados para permitir que las personas
puedan ver. &e le debe prestar atención no solo a la economa y a la eficiencia,
sino también al tipo de trabajo que hacen las personas y al espacio en el que lo
hacen. $a iluminación también afecta otros parámetros ambientales y de la
edificación, especialmente aquellos que enfran espacios ocupados dentro del
edificio. 'odos esos factores deben ser inte!rados dentro del proceso de
diseño.or otro lado el agua caliente sanitaria es a!ua destinada a
consumo humano (potable" que ha sido calentada. &e utiliza para usos
sanitarios (baños, duchas, etc." y para otros usos de limpieza (fre!ado de
platos, lavadora, lavavajillas, fre!ado de suelos". Este tipo de servicio se ha
hecho más recurrente en los )ltimos años* sin embar!o su necesidad no es de
carácter indispensable, pero s constituye una necesidad propia de ciertos
estándares de vida, por eso en muchos pases está considerado un servicio
básico y obli!atorio en las viviendas.
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I.1. SISTEMA DEILUMINACIÓN
+n sistema de iluminación es aquella porción del sistema eléctrico que alimenta
las lámparas, balastros o cualquier aparato de iluminación junto a los controles
asociados tales como interruptores. El sistema también incluye las fuentes de
luz, luminarias, pantallas, y medios de control óptico, el espacio completo a ser
iluminado, y la naturaleza de la iluminación requerida. $a efectividad del
sistema completo se epresa en fi!uras de mérito.
I.1.1. SISTEMAS DE ILUMINACIÓN MÁS UTILIZADOS
El uso y el interés por la iluminación natural han aumentado recientemente. -no se debe tanto a la calidad de este tipo de iluminación, sino también albienestar que ésta proporciona. ero como el nivel de iluminación de lasfuentes naturales no es uniforme, se necesita un sistema de iluminaciónartificial. $os sistemas de iluminación más utilizados son los si!uientes
a) Iluminacin gene!al uni"#!me
En este sistema, las fuentes de luzse distribuyen uniformemente sin
tener en cuenta la ubicación de los
puestos de trabajo. El nivel medio
de iluminación debe ser i!ual al
nivel de iluminación necesario para
la tarea que se va a realizar. &on
sistemas utilizados principalmente
en lu!ares de trabajo donde no
eisten puestos fijos.
/ebe tener tres caractersticas fundamentales
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0. Estar equipado con dispositivos anti brillos (rejillas, difusores, reflectores,
etc.".1. /ebe distribuir una fracción de la luz hacia el techo y la parte superior de
las paredes
2. $as fuentes de luz deben instalarse a la mayor altura posible, para
minimizar los brillos y conse!uir una iluminación lo más homo!énea
posible.
a) Iluminacin gene!al e iluminacin l#caliza$a $e a%#
&e trata de un sistema que intenta reforzar el esquema de la iluminación !eneral
situando lámparas junto a las superficies de trabajo. $as lámparas suelen producir
deslumbramiento y los reflectores deberán situarse de modo que impidan que la fuente
de luz quede en la lnea directa de visión del trabajador. &e recomienda utilizar
iluminación localizada cuando las ei!encias visuales sean cruciales, como en el casode los niveles de iluminación de 0.333 lu o más. 4eneralmente, la capacidad visual
del trabajador se deteriora con la edad, lo que obli!a a aumentar el nivel deiluminación !eneral o a complementarlo con iluminación localizada.
b)
c) Iluminacingene!al l#caliza$a
Es un tipo de iluminación con
fuentes de luz instaladas en el
techo, y distribuidas
teniendo en cuenta dos
aspectos las caractersticas de
iluminación del equipo y las necesidades de iluminación de cada puesto de trabajo.
Está indicado para aquellos espacios o áreas de abajo que necesitan de iluminación y
requiere conocer laubicación futura de cada puesto de trabajo con antelación a la
fase de diseño.
I.'. (ACTORES UEINTER*IENEN EN ELCÁLCULO
1.2.1 Inten+i$a$ lumin#+a,I)
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Es la 5ntensidad con la que una fuente de luz proyecta la luz en una dirección
determinada.
Esta ma!nitud se entiende )nicamente referida a una determinada dirección y
contenida en un án!ulo sólido ω (estereorradianes".
El estereorradián se define como el án!ulo sólido que corresponde a un casquete
esférico cuya superficie es i!ual al cuadrado del radio de la esfera. +n estereorradián6marca6 un área en una esfera i!ual a (radio"1.
&e define como el flujo emitido en un án!ulo sólido en una dirección dada, su unidad
es la candela, equivale a la sesentava parte (0783" de la intensidad luminosa
provocada por 0 cm1 de un 6cuerpo ne!ro6 a la temperatura de fusión del platino (1398
:;"
1.2.' (lu-# lumin#+#
El flujo luminoso que produce una fuente de luz es la cantidad total de luz emitida o
radiada, en un se!undo, en todas las direcciones.
/e una forma más precisa, se llama flujo luminoso de una fuente a la
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a) Diag!ama 0#la! # Cu!a+ $e Di+t!i2ucin Lumin#+a
En este tipo de dia!rama, la intensidad luminosa se representa mediante un sistema
de tres coordenadas (5, C, D". $a primera de ellas, 5, representa el valor numérico de la
intensidad luminosa en candelas e indica la lon!itud del vector, mientras las otras
señalan la dirección. El án!ulo C nos dice en qué plano vertical estamos y D mide lainclinación respecto al eje vertical de la luminaria. En este )ltimo, 3 señala la vertical
hacia abajo, F3 la horizontal y 0@3 la vertical hacia arriba. $os valores de C utilizados
en las !ráficas no se suelen indicar salvo para el alumbrado p)blico. En este caso, los
án!ulos entre 3 y 0@3 quedan en el lado de la calzada y los comprendidos entre 0@3
y 283 en la acera* F3 y 1G3 son perpendiculares al bordillo y caen respectivamente
en la calzada y en la acera.
Con un sistema de tres coordenadas es fácil pensar que más que una representación
plana tendramos una tridimensional. /e hecho, esto es as y si representamos en el
espacio todos los vectores de la intensidad luminosa en sus respectivas direcciones yuniéramos después sus etremos, obtendramos un cuerpo llamado sólido fotométrico.
ero como trabajar en tres dimensiones es muy incómodo, se corta el sólido con
planos verticales para diferentes valores de C (suelen ser uno, dos, tres o más
dependiendo de las simetras de la fi!ura" y se reduce a la
representación plana de las curvas más caractersticas.
En la curva de distribución luminosa, los radios representan el án!ulo D y las
circunferencias concéntricas el valor de la intensidad en candelas. /e todos los planos
verticales posibles identificados por el án!ulo C, solo se suelen representar los planos
verticales correspondientes a los planos de simetra y los transversales a estos (C H 3
y C H F3" y aquel en que la lámpara tiene su máimo de intensidad. ara evitar tener
que hacer un !ráfico para cada lámpara cuando solo vara la potencia de esta, los
!ráficos se normalizan para una lámpara de referencia de 0333 lm. ara conocer los
valores reales de las intensidades bastará con multiplicar el flujo luminoso real de la
lámpara por la lectura en el !ráfico y dividirlo por 0333 lm.
2) Mat!iz $e Inten+i$a$e+ Lumin#+a+
http://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/magnitudes-unidades.html#Intensid_lumhttp://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/magnitudes-unidades.html#Intensid_lumhttp://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/magnitudes-unidades.html#Intensid_lum
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'ambién es posible encontrar estos datos en unas tablas llamadas mat!iz $einten+i$a$e+ lumin#+a+ donde para cada pareja de valores de C y D obtenemos unvalor de 5 normalizado para una lámpara de flujo de 0333 lm.
c) Diag!ama+ ISO can$ela
# pesar de que las curvas de distribución luminosa son herramientas muy )tiles y
prácticas, presentan el !ran inconveniente de que sólo nos dan información de lo queocurre en unos pocos planos meridionales (para al!unos valores de C" y no sabemos
a ciencia cierta qué pasa en el resto. ara evitar estos inconvenientes y conju!ar una
representación plana con información sobre la intensidad en cualquier dirección se
definen las curvas 5&I candela.
En los $iag!ama+ ISO can$ela+ se representan en un plano, mediante curvas denivel, los puntos de i!ual valor de la intensidad luminosa. Cada punto indica una
dirección del espacio definida por dos coordenadas an!ulares. &e!)n cómo se
escojan estos án!ulos, distin!uiremos dos casos
royectores para alumbrado por proyección.
$uminarias para alumbrado p)blico. royección acimutal de $ambert.
En los proyectores se utiliza un sistema de coordenadas rectan!ulares con án!ulos en
lu!ar de las tpicas e y. ara situar una dirección se utiliza un sistema de meridianos
y paralelos similar al que se usa con la 'ierra. El paralelo 3 se hace coincidir con el
plano horizontal que contiene la dirección del haz de luz y el meridiano 3 con el plano
perpendicular a este. Cualquier dirección, queda pues, definida por sus dos
coordenadas an!ulares. Conocidas estas, se sit)an los puntos sobre el !ráfico y se
unen aquellos con i!ual valor de intensidad luminosa formando las lneas 5&I
candelas.
$) Cu!a+ I+#lu3
http://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/graficos.html#dpolarhttp://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/graficos.html#dpolarhttp://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/magnitudes-unidades.html#Intensid_lumhttp://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/magnitudes-unidades.html#Intensid_lumhttp://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/graficos.html#isocphttp://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/graficos.html#isoclhttp://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/graficos.html#dpolarhttp://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/magnitudes-unidades.html#Intensid_lumhttp://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/graficos.html#isocphttp://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/graficos.html#isocl
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$as curvas anteriores se obtienen a partir de caractersticas de la fuente
luminosa, flujo o intensidad luminosa, y dan información sobre la forma y ma!nitud de
la emisión luminosa de esta. or contra, las curvas isolu hacen referencia a
las iluminancias, flujo luminoso recibido por una superficie, datos que se obtieneneperimentalmente o por cálculo a partir de la matriz de intensidades usando la
fórmula
Estos !ráficos son muy )tiles porque dan información sobre la cantidad de luz recibida
en cada punto de la superficie de trabajo y son utilizadas especialmente en el
alumbrado p)blico donde de un vistazo nos podemos hacer una idea de cómo
iluminan las farolas la calle.
$o más habitual es epresar las curvas isolu en valores absolutos definidos para una
lámpara de 0333 lm y una altura de montaje de 0 m .
$os valores reales se obtienen a partir de las curvas usando la epresión
I.'.1. Iluminacin
Esta ma!nitud fsica, denominada más propiamente intensidad de iluminación, puede
definirse como la relación entre el flujo luminoso que recibe una superficie y el área de
la misma.
$a unidad com)n para medir la intensidad de luz es el 6lu6 (l", este epresa el flujo
luminoso que alcanza una superficie por unidad de medida o intensidad de
iluminación. Itras unidades son Candela (Cd" o el $umen (lm".
http://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/magnitudes-unidades.html#Flujo_lumhttp://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/magnitudes-unidades.html#Intensid_lumhttp://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/magnitudes-unidades.html#Intensid_lumhttp://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/magnitudes-unidades.html#Iluminhttp://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/graficos.html#matrizhttp://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/magnitudes-unidades.html#Flujo_lumhttp://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/magnitudes-unidades.html#Intensid_lumhttp://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/magnitudes-unidades.html#Iluminhttp://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/graficos.html#matriz
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ara medir la cantidad de luz en un punto cualquiera del espacio se utiliza un
luómetro. ara medir el comportamiento de una fuente de luz artificial se utiliza un
!oniómetro, foto!oniómetro o fotómetro de celda móvil. ara medir el flujo luminoso
total de una fuente de luz se utiliza un sistema denominado esfera de +lbrich.
I.'.'. Iluminancia$a iluminancia es un ndice representativo de la densidad del flujo luminoso sobre una
superficie. &e define como la relación entre el flujo luminoso que incide sobre una
superficie y el tamaño de esta superficie. # su vez la iluminancia no se encuentra
vinculada a una superficie real, puede ser determinada en cualquier lu!ar del espacio.
$a iluminancia se puede deducir de la intensidad luminosa. #l mismo tiempo disminuye
la iluminancia con el cuadrado de la distancia de la fuente de luz (ley de la inversa del
cuadrado de la distancia".
&e define iluminancia como el flujo luminoso recibido por una superficie. &u smbolo es
E y su unidad el lu (l" que es un lm7m1.
Iluminancia Símbolo: E
Unidad: lux (lx)
Eiste también otra unidad, el foot-candle (fc", utilizada en pases de habla in!lesa
cuya relación con el lu es
1 fc 10 lx 1 lx 0.1 fc
I.'.4. 5!ill#
Es la intensidad con más claridad u obscuridad en el color, y se refiere a la cantidad de
luz percibida
El brillo se puede definir como la cantidad de 6oscuridad6 que tiene un color !enerado
por el contacto de la luz con un objeto, es decir, representa lo claro u oscuro que es un
color respecto de su color patrón.
Es una propiedad importante, ya que va a crear sensaciones espaciales por medio del
color. #s, porciones de un mismo color con un fuertes diferencias de valor (contrastede valor" definen porciones diferentes en el espacio, mientras que un cambio !radual
en el valor de un color (!radación" da va a dar sensación de contorno, de continuidad
de un objeto en el espacio. El valor es el mayor !rado de claridad u obscuridad de un
color.
I.4. Di+e6# & C7lcul# $e Iluminacin $e Am2iente+
I.4.1. M/TODO DE LOS L8MENES
$a finalidad de este método es calcular el valor medio en servicio de la iluminancia enun local iluminado con alumbrado !eneral. Es muy práctico y fácil de usar, y por ello se
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utiliza mucho en la iluminación de interiores cuando la precisión necesaria no es muy
alta como ocurre en la mayora de los casos.
El proceso a se!uir se puede eplicar mediante el si!uiente dia!rama de bloques
En la Entrada de /atos 'enemos
/imensiones del local y la altura del plano de trabajo (la altura del suelo a la
superficie de la mesa de trabajo", normalmente de 3.@> m.
/eterminar el nivel de iluminancia media (Em". Este valor depende del tipo de
actividad a realizar en el local.
Esco!er el tipo de lámpara (incandescente, fluorescente..." más adecuada de
acuerdo con el tipo de actividad a realizar.
Esco!er el sistema de alumbrado que mejor se adapte a nuestras necesidades
y las luminarias correspondientes.
/eterminar la altu!a $e +u+%en+in de las luminarias se!)n el sistema de
iluminación esco!ido.
Donde:
h: altura entre el plano de
trabajo y las luminarias
h': altura del local
d: altura del plano de trabajo
al techo
http://edison.upc.edu/curs/llum/iluminacion-interiores/conceptos-alumbrado-interior.html#nivelhttp://edison.upc.edu/curs/llum/iluminacion-interiores/conceptos-alumbrado-interior.html#nivelhttp://edison.upc.edu/curs/llum/iluminacion-interiores/conceptos-alumbrado-interior.html#luminarhttp://edison.upc.edu/curs/llum/iluminacion-interiores/conceptos-alumbrado-interior.html#sist_alhttp://edison.upc.edu/curs/llum/iluminacion-interiores/conceptos-alumbrado-interior.html#sist_alhttp://edison.upc.edu/curs/llum/lampara-luminaria/luminaria.htmlhttp://edison.upc.edu/curs/llum/iluminacion-interiores/conceptos-alumbrado-interior.html#nivelhttp://edison.upc.edu/curs/llum/iluminacion-interiores/conceptos-alumbrado-interior.html#luminarhttp://edison.upc.edu/curs/llum/iluminacion-interiores/conceptos-alumbrado-interior.html#sist_alhttp://edison.upc.edu/curs/llum/lampara-luminaria/luminaria.html
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d': altura entre el techo y las luminarias
Calcular elíndice del local (k) a partir de la geometría de este. En el
caso delmétodo europeo se calcula como:
Sistema de iluminación Índice del local
Iluminación directa, semi directa, directa-
indirecta y general difusa
Iluminación indirecta y semi indirecta
/onde 9 es un n)mero comprendido entre 0 y 03. # pesar de que se pueden obtener valores mayores de 03 con la fórmula, no se consideran pues la diferencia entre usar
diez o un n)mero mayor en los cálculos es despreciable.
/eterminar los c#e"iciente+ $e !e"le3in de techo, paredes y suelo. Estos
valores se encuentran normalmente tabulados para los diferentes tipos de
materiales, superficies y acabado.
/eterminar el "act#! $e utilizacin (J,C+" a partir del ndice del local y los
factores de refleión. Estos valores se encuentran tabulados y los suministran
los fabricantes. En las tablas encontramos para cada tipo de luminaria los
factores de iluminación en función de los coeficientes de refleión y el ndice
del local.
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/eterminar el "act#! $e mantenimient# ," m) # c#n+e!acin de la instalación. Este
coeficiente dependerá del !rado de suciedad ambiental y de la frecuencia de la
limpieza del local.
Cálculos
Cálculo del flujo luminoso total necesario. ara ello aplicaremos la fórmula
Cálculo del número de luminarias (redondeado por exceso).
Em%lazamient# $e la+ lumina!ia++na vez hemos calculado el n)mero mnimo de lámparas y luminarias procederemos a
distribuirlas sobre la planta del local. En los locales de planta rectan!ular las luminarias
se reparten de forma uniforme en filas paralelas a los ejes de simetra del local se!)nlas fórmulas
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$a distancia máima de separación entre las luminarias dependerá del án!ulo
de apertura del haz de luz y de la altura de las luminarias sobre el plano de trabajo.
or )ltimo, nos queda comprobar la validez de los resultados mirando si la iluminancia
media obtenida en la instalación diseñada es i!ual o superior a la recomendada en las
tablas.
I.4.'. M/TODO DEL 0UNTO 0OR 0UNTO
→ Luz directa
→ Luz indirecta proveniente del techo
→ Luz indirecta proveniente de las paredes
El método del punto por punto permite conocer los valores de la iluminancia en puntos
concretos, es decir, se utiliza cuando queremos conocer cómo es la distribución de la
iluminación en instalaciones de alumbrado !eneral localizado oindividual donde la luzno se distribuye uniformemente o cómo es eactamente la distribución en
el alumbrado !eneral.
&e considera que la iluminancia en un punto es la suma de la luz proveniente de dos
fuentes una componente $i!ecta, producida por la luz que lle!a al plano de trabajodirectamente de las luminarias, y otra in$i!ecta # !e"le-a$a procedente de la refleiónde la luz de las luminarias en el techo, paredes y demás superficies del local.
http://edison.upc.edu/curs/llum/iluminacion-interiores/conceptos-alumbrado-interior.html#al_gen_lochttp://edison.upc.edu/curs/llum/iluminacion-interiores/conceptos-alumbrado-interior.html#al_lochttp://edison.upc.edu/curs/llum/iluminacion-interiores/conceptos-alumbrado-interior.html#al_genhttp://edison.upc.edu/curs/llum/iluminacion-interiores/conceptos-alumbrado-interior.html#al_gen_lochttp://edison.upc.edu/curs/llum/iluminacion-interiores/conceptos-alumbrado-interior.html#al_lochttp://edison.upc.edu/curs/llum/iluminacion-interiores/conceptos-alumbrado-interior.html#al_gen
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ara utilizar el método del punto por punto se necesita conocer previamente las
caractersticas fotométricas de las lámparas y luminarias empleadas, la disposición de
las mismas sobre la planta del local y la altura de estas sobre el plano de trabajo. +na
vez conocidos todos estos elementos podemos empezar a calcular las iluminancias.Kientras más puntos calculemos más información tendremos sobre la distribución de
la luz. Esto es particularmente importante si trazamos los dia!ramas isolu de la
instalación.
#s, la iluminancia horizontal en un punto se calcula como la suma de la componente
de la iluminación directa más la de la iluminación indirecta. or lo tanto
E = Edirecta + Eindirecta
Cálculo de la componente directa en un punto
Fuentes de luz puntuales
Se considera fuentes de luz
puntuales las lámparas
incandescentes y de descarga
que no sean los tubosfluorescentes. En este caso,
las componentes de la
iluminancia se calculan usando las fórmulas.
/onde 5 es la intensidad luminosa de la lámpara en la dirección del punto que puede
obtenerse de los dia!ramas polares de la luminaria o de la matriz de intensidades y h
la altura del plano de trabajo a la lámpara.
(uente+ $e luz lineale+ $e l#ngitu$ in"inita
&e considera que una fuente de luz lineal es infinita si su lon!itud es mucho mayor que
la altura de montaje* por ejemplo una lnea contin)a de fluorescentes. En este caso se
puede demostrar por cálculo diferencial que la iluminancia en un punto para una fuente
de luz difusa se puede epresar
comoEn los etremos de la hilera
de las luminarias el valor de la
iluminancia será la mitad.
http://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/graficos.html#isoluxhttp://edison.upc.edu/curs/llum/iluminacion-interiores/calculo-alumbrado-interior.html#compdirhttp://edison.upc.edu/curs/llum/iluminacion-interiores/calculo-alumbrado-interior.html#compindirhttp://edison.upc.edu/curs/llum/iluminacion-interiores/calculo-alumbrado-interior.html#compindirhttp://edison.upc.edu/curs/llum/iluminacion-interiores/calculo-alumbrado-interior.html#compindirhttp://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/magnitudes-unidades.html#Intensid_lumhttp://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/graficos.html#dpolarhttp://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/graficos.html#dpolarhttp://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/graficos.html#matrizhttp://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/graficos.html#isoluxhttp://edison.upc.edu/curs/llum/iluminacion-interiores/calculo-alumbrado-interior.html#compdirhttp://edison.upc.edu/curs/llum/iluminacion-interiores/calculo-alumbrado-interior.html#compindirhttp://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/magnitudes-unidades.html#Intensid_lumhttp://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/graficos.html#dpolarhttp://edison.upc.edu/curs/llum/fotometria/graficos.html#matriz
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El valor de 5 se puede obtener del dia!rama de intensidad luminosa de la luminaria
referido a un metro de lon!itud de la fuente de luz. En el caso de un tubo fluorescente
desnudo 5 puede calcularse a partir del flujo luminoso por metro, se!)n la fórmula