normas luminaria iluminancia

Ahorro energtico en iluminacin exterior e interior. Aplicacin al municipio de Loja.

4

DESCRIPCIN DETALLADA.

4.1 ILUMINACIN EXTERIOR. 4.1.1 Normativa en iluminacin exterior.En alumbrado pblico existe un proyecto de Real Decreto por el que se aprueba el Reglamento de Eficiencia Energtica en instalaciones de alumbrado exterior, as como una Propuesta de Modelo de Ordenanza Municipal de Alumbrado Exterior para la proteccin del Medio Ambiente mediante la mejora de la Eficiencia Energtica elaborado por el Comit Espaol de la Iluminacin (CIE) y el Instituto para la Diversificacin y el Ahorro Energtico (IDAE). Resulta por tanto interesante analizar ambos para contemplar los requisitos de eficiencia energtica que se deberan de considerar en este tipo de iluminacin. En cuanto a semforos, resulta de inters contemplar las normas existentes al respecto. Proyecto de Real Decreto por el que se aprueba el Reglamento de Eficiencia Energtica en instalaciones de alumbrado exterior. Este Proyecto de Real Decreto desarrolla la Ley 21/1992, de 16 de julio de Industria, constituyendo una norma reglamentaria de seguridad industrial y tiene por objeto aprobar el Reglamento de eficiencia energtica en instalaciones de alumbrado exterior y sus Instrucciones Tcnicas Complementarias (ITC). Este Reglamento establece las condiciones tcnicas de diseo, ejecucin y mantenimiento que deben reunir las instalaciones de alumbrado exterior para mejorar la eficiencia y ahorro energtico, as como limitar el resplandor luminoso nocturno y la luz molesta. La norma ser de aplicacin a las instalaciones de alumbrado exterior con potencia superior a 5 kW que iluminen zonas de dominio pblico y privado, ya sean instalaciones nuevas o existentes, en este caso, cuando sea considerada necesaria su aplicacin tras un estudio de impacto ambiental. El Reglamento define los siguientes tipos de alumbrado: funcional, ornamental y especfico. Tambin define los conceptos de resplandor luminoso nocturno y luz intrusa o molesta, e impone la obligacin de que las instalaciones de alumbrado exterior sean eficientes, estableciendo el cumplimiento de esta condicin en funcin del seguimiento de las ITC que desarrollan al propio Reglamento. Adems, destaca la obligacin de etiquetado de calificacin energtica de las instalaciones de alumbrado exterior y plantea un rgimen de funcionamiento de las instalaciones reguladas, de forma que se optimice su rendimiento desde el punto de vista del ahorro energtico.

6


Por otra parte, las Instrucciones Tcnicas Complementarias (ITC) asociadas corresponden a los aspectos tcnicos y de desarrollo de las previsiones establecidas en el Reglamento. Concretamente se refieren a: ITC-EA-01: Eficiencia energtica, requisitos mnimos de la misma y calificacin energtica de las instalaciones de alumbrado. ITC-EA-02: Niveles de iluminacin en diferentes mbitos, como el vial, ornamental, seales y anuncios luminosos, festivo, etc. ITC-EA-03: Resplandor luminoso nocturno y limitacin de la luz intrusa o molesta. ITC-EA-04: Componentes de las instalaciones (lmparas, luminarias, equipos auxiliares, sistemas de accionamiento y sistemas de regulacin). ITC-EA-05: Documentacin tcnica, verificaciones e inspecciones y puesta en servicio y funcionamiento de las instalaciones. ITC-EA-06: Mantenimiento de las instalaciones, con el establecimiento de un factor de mantenimiento y el registro correspondiente. ITC-EA-07: Mediciones, ensayos y comprobaciones antes de realizar las medidas. Se establece adems la obligacin de que el rgano directivo competente en materia de seguridad industrial del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio elabore y actualice una Gua tcnica para la aplicacin de esta normativa (ITC), con aclaraciones al respecto. Este Real Decreto vendra a complementar las medidas planteadas en el Plan de Accin 20052007, que estableci, entre otros, objetivos de mejora de la eficiencia energtica de instalaciones actuales de alumbrado pblico exterior (la sustitucin de lmparas de vapor de mercurio por vapor de sodio en el 20% del parque actual) y de las nuevas instalaciones de alumbrado pblico exterior. En este ltimo caso, el Plan trata de fomentar la aprobacin, por parte de los Ayuntamientos, de ordenanzas municipales que establezcan requisitos mnimos de eficiencia energtica en este tipo de instalaciones. De la misma forma, el Reglamento tambin regula el mbito de dominio privado de las instalaciones de alumbrado exterior, facilitando la labor encomendada a las Administraciones Locales en cuanto a la promulgacin de las mencionadas ordenanzas municipales. Esta propuesta parece tcnicamente compatible con la Propuesta de Modelo de Ordenanza Municipal de Alumbrado Exterior para la Proteccin del Medio Ambiente mediante la mejora de la Eficiencia Energtica y la Gua Tcnica de Eficiencia Energtica en Iluminacin: Alumbrado Pblico elaboradas ambas por el CIE y el IDAE.

7


Propuesta de Modelo de Ordenanza Municipal de Alumbrado Exterior para la proteccin del Medio Ambiente mediante la mejora de la Eficiencia Energtica. Esta propuesta de modelo de ordenanza municipal desarrolla en su captulo 4 los requerimientos tcnicos y niveles de iluminacin que deben cumplir las instalaciones de alumbrado exterior. En lo que se refiere a requerimientos tcnicos,se establecen los correspondientes a: Lmparas: se debe utilizar las lmparas de mayor eficacia energtica (l/W) para los requerimientos cromticos demandados por la instalacin, salvo en la Zona E1 (la ordenanza establece una zonificacin en cuatro partes del alumbrado exterior del municipio, correspondindose esta zona a reas con entornos oscuros: parques nacionales y reas de notable belleza natural), donde se debern utilizar lmparas de vapor de sodio. Equipos auxiliares: la instalacin del balasto serie de tipo inductivo ser adecuada siempre que la tensin de la red de alimentacin no flucte ms del 5%. Cuando se prevean variaciones constantes o permanentes a lo largo del tiempo superiores en la tensin de la red, resultar idnea la instalacin de balastos serie de tipo inductivo con dos tomas de tensin, aplicando la ms conveniente. Si dichas oscilaciones de tensin son variables en el tiempo, ser adecuado utilizar balastos autorreguladores, electrnicos o un sistema de estabilizacin de tensin en cabecera de lnea. Se instalarn arrancadores adecuados al tipo de lmpara, de forma que proporcionen a sta los parmetros de funcionamiento establecidos por el fabricante. Las perdidas en el equipo auxiliar balasto electromagntico, arrancador y condensador debern ser inferiores al 20% (recomendable entre un 5 y un 15%), mientras que en el caso de balastos electrnicos dichas perdidas no superaran el 5%. Luminarias y proyectores: las luminarias a instalar cumplirn, segn las caractersticas propias, valores tabulados de rendimiento mnimo, factor de utilizacin mnimo para diferentes relaciones a/h (altura del punto de luz/anchura de calzada) y flujo hemisfrico superior instalado (proporcin en % del flujo de una luminaria que se emite sobre el plano horizontal respecto al flujo total saliente de la luminaria, cuando la misma est montada en su posicin de instalacin) mximo. Encendido y apagado de la instalacin: el encendido y apagado de las instalaciones debe efectuarse en funcin del mayor ahorro energtico posible, cumpliendo las necesidades propias de la instalacin, sin que se adelante el encendido ni se retrase el apagado, de forma que el consumo energtico sea el estrictamente necesario. Adems, en los sistemas de gestin centralizada el encendido y apagado de las instalaciones se llevar a cabo mediante interruptor crepuscular o interruptor horario astronmico. 8


Regulacin del nivel luminoso: se debe usar balastos serie de tipo inductivo para doble nivel de potencia, reguladores-estabilizadores en cabecera de lnea o balastos electrnicos para doble nivel de potencia del nivel luminoso. Sistemas de gestin centralizada: pueden ser implantados, estando en su caso dotados de los correspondientes dispositivos en los puntos de luz (recogen la informacin de la lmpara, equipo auxiliar y fusible), de los cuadros de alumbrado (controlan el funcionamiento de los mismos y miden sus magnitudes) y de la unidad de control remoto (recibe la informacin completa de los dos niveles anteriores). Tipos de materiales: las lmparas, equipos auxiliares, luminarias y proyectores se han de ajustar a lo establecido en las respectivas normas europeas EN, espaola UNE y de la Comisin Electrotcnica Internacional (IEC). Respecto a los componentes electrnicos de los sistemas de encendido y apagado, de los sistemas de regulacin del nivel luminoso, as como de los dispositivos que constituyen los sistemas de gestin centralizada de instalaciones de alumbrado pblico, se deben efectuar como mnimo una serie de ensayos de aceptacin. Por otra parte, se fijan los niveles de iluminacin dependiendo de diversas situaciones de proyecto y clases de alumbrado, fijndose para distintos tipos de alumbrado (alumbrado vial, alumbrados especficos, de tneles y pasos interiores, etc.) valores como pueden ser para el caso de alumbrado vial la luminancia media, la uniformidad global (relacin entre la luminancia mnima y la media de la superficie de la calzada), uniformidad longitudinal (relacin entre la luminancia mnima y la mxima en el mismo eje longitudinal de los carriles de circulacin de la calzada), deslumbramiento perturbador e iluminacin de los alrededores. Semforos: normas UNE-EN 12368 y UNE-EN 12675. La norma UNE-EN 12368 trata sobre las cabezas de semforos, fijndose adems de requerimientos de construccin y ambientales, de compatibilidad electromagntica y elctricos, requisitos pticos en cuanto al dimetro de las seales luminosas y las intensidades luminosas requeridas. La norma UNE-EN 12675 fija por su parte los requisitos funcionales de seguridad.

4.1.2 Medidas de ahorro energtico en iluminacin exterior.El objetivo perseguido con la iluminacin exterior consiste en satisfacer las condiciones bsicas de iluminacin de calles, permitiendo el trnsito adecuado a peatones y vehculos. Tambin existe parte de la iluminacin destinada a alumbrado de monumentos y otros edificios de inters histrico.

9


Se trata por tanto de cubrir este objetivo con la mxima eficiencia energtica posible y reduciendo al mximo el resplandor luminoso nocturno (contaminacin lumnica). Los aspectos clave en el ahorro energtico de este tipo de instalaciones son: el uso de lmparas ms eficientes, la implantacin de un sistema de regulacin del nivel luminoso con disminucin del flujo emitido a ciertas horas de la noche, la regulacin adecuada en el apagado y encendido de las instalaciones de alumbrado y el uso de luminarias adecuadas, todo ello garantizando siempre la seguridad de los ciudadanos. Para poder llevar a cabo actuaciones de ahorro energtico en un municipio determinado se hace necesaria la realizacin de un inventariado del alumbrado pblico, consistente en localizar todos los suministros elctricos de este tipo existentes, los centros de mando dependientes de estos suministros y todos los puntos de luz y puntos semafricos que a su vez dependen de los centros de mando, ya sean en uno o ms circuitos. Como paso previo a las actuaciones de ahorro energtico sera adecuada la realizacin de un mapa lumnico con el objetivo de determinar si las calles estn adecuadamente iluminadas o no. Para ello se requiere medir niveles lumnicos en el municipio, lo cual se lleva a cabo con la ayuda de un luxmetro, un software especifico instalado en un ordenador porttil y un GPS. Con este sistema se recorren las calles por la noche a una velocidad que permita tomar registros de iluminacin cada 2 segundos aproximadamente. Se sabr as que nivel lumnico es proporcionado por cada uno de los puntos de luz y, en general, como estn iluminando las calles, pudindose clasificar en deficiente, bajo, aceptable, bueno y ptimo. No obstante, el trabajo adecuado del personal de mantenimiento del municipio debe cuidar de que todas las calles tengan un adecuado nivel de iluminacin, en cuyo caso se podra proceder a llevar a cabo las actuaciones de ahorro energtico sin necesidad de elaborar el mapa lumnico; y ante la posibilidad de que existan ciertas zonas con deficiencias lumnicas dicho personal podra informar al respecto, tenindose lo anterior en cuenta en la forma de proceder con las actuaciones. A continuacin se analizan, de forma desglosada, las distintas medidas analizadas. Lmparas. A continuacin se muestra la tipologa de lmparas existente (iluminacin interior y exterior):

10


Incandescentes: Incandescentes convencionales: generan luz como consecuencia del paso de intensidad elctrica a travs de un filamento conductor (tungsteno) y contienen un gas de relleno compuesto de Argn y Nitrgeno. Una gran parte de la energa elctrica absorbida por la lmpara se pierde en forma de calor, por lo que la eficacia luminosa es muy reducida. Incandescentes halgenas: se le aade al gas de relleno un porcentaje de halgeno (Br) para contrarrestar la evaporacin del tungsteno. Se consigue una mayor limpieza del interior de la ampolla y un incremento de la duracin de la lmpara. El filamento trabaja a mayor temperatura que en las lmparas convencionales, lo que se traduce en una mayor emisin luminosa, con una mejora de la eficacia y una mayor temperatura de color, permitiendo tambin reducir el tamao. De descarga: Fluorescentes: son lmparas de vapor de mercurio a baja presin, generando fundamentalmente radiacin ultravioleta (UV). Para que estas radiaciones sean tiles se recubren las paredes interiores del tubo con polvos fluorescentes que convierten los rayos ultravioletas en radiaciones visibles, determinando este recubrimiento las caractersticas de la luz. El gas de relleno es una mezcla de gas inerte que controla la movilidad de electrones, prolonga la vida de los electrodos y facilita la ignicin; y mercurio, que vara su presin equivalente con la temperatura y por tanto la salida de luz. Necesitan balasto y arrancador y los casquillos suelen ser con dos contactos. Frente a las tpicas de tubo existen las fluorescentes compactas, que usan casquillos de incandescente. Vapor de mercurio de alta presin (VM): su funcionamiento se basa en la descarga de vapor de mercurio de alta presin. A medida que aumenta la presin del vapor de mercurio en el interior del tubo de descarga, la radiacin UV caracterstica de la lmpara a baja presin pierde importancia respecto a las emisiones en la zona visible. Consta de tubo de descarga de cuarzo, electrodos de tungsteno, bulbo exterior de vidrio con gas inerte, gas de relleno y casquillo exterior. Para una misma potencia, es posible incrementar la eficacia (entre el 12,5 y el 16,5 %) aadiendo un recubrimiento de polvos de fsforo que conviertan la luz ultravioleta en visible (lmparas de vapor de mercurio de color corregido), con lo que se mejora mucho la temperatura de color (aquella con la que el cuerpo negro presenta un color semejante al de la fuente analizada) y el rendimiento de color. Presenta un efecto de parpadeo que se compensa con otras lmparas que trabajen en fases desplazadas.

11


Respecto al arranque, necesitan balasto y electrodo de arranque, existiendo un calentamiento de la lmpara hasta vaporizar la totalidad del mercurio que supone unos 4 minutos. Luz mezcla: es un tipo de lmparas de vapor de mercurio con balasto incorporado en forma de filamento conectado en serie con el tubo de descarga. El balasto tiene por funcin: asegurar la estabilizacin de la descarga, mejorar el rendimiento de color de la lmpara mediante el espectro continuo emitido por el filamento y mejorar el factor de potencia de la lmpara, que se aproxima a la unidad. Halogenuros metlicos (HM): derivan de las lmparas de vapor de mercurio de alta presin, en las que el tubo de descarga contiene sales metlicas halogenadas, de modo que las lneas de emisin luminiscente de estos metales cubran las zonas apropiadas del espectro visible, potenciando la eficacia luminosa y el rendimiento del color. Existen tres tipos fundamentales en funcin de los metales que combinen: lmparas tricolor que emiten bsicamente en amarillo, verde y azul; lmparas con espectro multi lnea que proporcionan un rendimiento del color mayor por ser un espectro semi-continuo; y lmparas moleculares que presentan un espectro cuasicontinuo. Se trata de una lmpara ms compleja que la de vapor de mercurio y con una vida ms limitada, pero con buen rendimiento lumnico y rendimiento del color Vapor de sodio de alta presin (VSAP): producen luz visible dentro del espectro de emisin de bandas amplias. No tienen prcticamente emisin UV, por lo que su eficacia es muy elevada (concretamente, su eficacia es junto con las lmparas de sodio de baja presin, la mayor de todas las lmparas de descarga) y ambas caractersticas las hacen idneas para aplicaciones extensivas y de iluminacin exterior. Al poseer un rendimiento lumnico mayor que las lmparas de vapor de mercurio de color corregido (VMCC), permite la utilizacin de lmparas de menor consumo a igualdad de flujo luminoso. Consta de tubo de descarga de alumina sinterizada, electrodos de tungsteno recubiertos de material emisor, gas de relleno consistente en amalgama de sodio y mercurio y ampolla exterior normal de rosca. Necesita balasto y arrancador, tardando el encendido varios minutos. Vapor de sodio de baja presin (VSBP): el pico de radiacin monocromtica amarilla est muy prximo al mximo de la curva de sensibilidad espectral del ojo, lo que hace de este tipo de lmpara la ms eficaz de las fuentes de luz existentes para el ojo humano aunque, no obstante, es la lmpara de mayor pobreza cromtica, con un rendimiento de color prcticamente nulo. De induccin: Su fundamento se basa en la excitacin de los tomos de vapor de mercurio mediante un campo inducido, y no requieren electrodos. Emite en UV, por lo que 12


necesita un recubrimiento fluorescente de la ampolla para emitir en el espectro visible. Constan de tres componentes principales: ampolla, acoplador de potencia y generador de alta frecuencia. Su vida til es muy larga, tiene buena eficacia y la calidad cromtica va en funcin del polvo fluorescente. Ante la diversidad de lmparas existente se trata de usar la ms adecuada segn usos, destacando que la de mejor eficacia es la lmpara VSBP, la de mejor rendimiento de color la incandescente halgena y la de mayor duracin la de induccin. Las lmparas ms ampliamente usadas en alumbrado pblico son VMCC, VSAP y HM, encontrndose tambin halgenas en proyectores para iluminacin de edificios histricos, etc. La baja calidad cromtica de las lmparas de VSBP hace que su uso sea muy inusual en Espaa, s encontrndose en otros pases para iluminacin de carreteras. En concreto, dependiendo el objetivo perseguido, se podr usar uno u otro tipo de lmpara: Iluminacin vial y urbana, que tiene como objetivo iluminar la calzada con un nivel de luminancia suficiente para el trnsito de peatones y vehculos. Se requiere alta eficacia luminosa, aceptable rendimiento de color, ausencia de deslumbramiento, adecuadas condiciones de seguridad para el trfico y posibilidad de regulacin con el objetivo de potenciar el ahorro energtico. Lo adecuado es usar lmparas de descarga: VSAP, VSBP (carreteras a campo abierto), VMCC y lmparas de induccin. Iluminacin de patrimonio, parques y jardines, cuyo objetivo primordial es crear una imagen atractiva de edificios, fuentes, conjuntos tursticos o zonas histricas destacables. Se requiere un rendimiento de color adecuado a la zona a iluminar, una alta eficacia y la posibilidad de incorporar la lmpara en proyectores. Lo adecuado es usar HM, VSAP, VSBP y halgenas. Una vez establecida la idoneidad de cada lmpara segn el objetivo perseguido se puede proponer la sustitucin de lmparas ms eficientes que las existentes. En este sentido en la tabla 1 se muestra una comparativa del flujo luminoso entre VMCC, HM, VSAP y VSBP tpico para distintas potencias, que refleja como una medida adecuada de ahorro energtico sera la sustitucin de lmparas de VMCC de una determinada potencia por lmparas de VSAP de potencia tal que su flujo luminoso sea inmediatamente superior. Tambin es importante resaltar el alto rendimiento lumnico del VSBP, aunque su baja calidad cromtica restringe mucho su uso y difcilmente puede ser propuesto para sustituir a otras lmparas. El mayor rendimiento lumnico del HM respecto al VMCC hace que sea una buena opcin para sustituir a ste en los casos en que los requerimientos cromticos no permitan el cambio a VSAP, pero solamente en casos en los que no se recomiende aplicar reduccin de flujo si bien esta reduccin 13


no se puede realizar con HM. No obstante, en la mayora de las ocasiones no se trata de requerimientos cromticos sino de la preferencia de la poblacin a lmparas de VMCC debido a su color blanco fro. VMCC P(W) FL(lm) 50 1.800 80 3.800 125 6.300 250 13.000 HM P(W) FL(lm) 70 5.000 100 8.000 150 12.500 250 19.000 VSAP P(W) FL(lm) 70 6.500 100 10.000 150 14.500 250 27.000 VSBP P(W) FL(lm) 35 4.800 55 8.000 90 13.500 135 22.500

Tabla 1. Comparativa del flujo luminoso entre VMCC, HM, VSAP y VSBP.

Pese a los valores tpicos anteriores, cada marca comercial puede disponer de lmparas con diferencias dentro de cada tipologa anterior, siendo importante por ello analizar en cada caso la eficiencia luminosa as como otras caractersticas de iluminacin como pueden ser la temperatura de color y el rendimiento en color. Reduccin de flujo. Consiste en el uso de un sistema de regulacin del nivel luminoso con disminucin del flujo emitido. La solucin ms simple para dar una menor iluminacin a partir de una hora determinada es el alumbrado de media noche o doble circuito, consistente normalmente en apagar entre el 25 y el 50% de las lmparas de alumbrado a partir de una determinada hora, quedando siempre la apagada entre dos encendidas. No obstante, la necesidad de mantener una iluminacin adecuada, sin que entrae peligro alguno, obliga a recurrir a la reduccin de flujo. La forma de hacer esta reduccin puede ser variada: Instalacin de balastos de doble nivel. Esta reduccin tambin es llamada punto a punto. Los balastos son elementos limitadores y estabilizadores de la corriente que se instalan para evitar el crecimiento ilimitado de sta y la destruccin de la lmpara una vez encendida; por tanto, limitan el consumo de corriente de la lmpara a sus parmetros ptimos. En concreto el balasto electrnico bipotencia (doble nivel) incluye el modo reducido de potencia con el que se hace la reduccin del flujo. Estos balastos pueden ser de dos tipos: programables (cada balasto se programa para que reduzca tras un determinado tiempo de funcionamiento del alumbrado) o con lnea de mando (desde el centro de mando entran todos en reduccin mediante un contactor). La reduccin de potencia es del orden del 40%, y como ventajas

14


adicionales se tiene el ahorro en costos de mantenimiento por aumento de la vida til de la lmpara. Instalacin de reductor-estabilizador en cabecera. Estos equipos consiguen mantener la tensin de alimentacin de las lmparas en un valor fijo, independientemente del valor instantneo que presente la red, por lo que al eliminar las fluctuaciones se incide directamente sobre el aumento de la vida til de las lmparas. Al mantener los niveles de tensin fijos, tambin se evitan los sobreconsumos derivamos de elevaciones peridicas de la tensin, lo que ocurre habitualmente en horario nocturno, cuando la demanda general de energa cae. Incluyen sistema de compensacin de energa reactiva, por lo que se evitan las penalizaciones en la facturacin por este concepto. Estos equipos estn especialmente indicados en cuadros de alumbrado de tamao medio o grande, por su facilidad de instalacin, frente a la solucin de regulacin individual. No obstante, no estn aconsejados en aquellos cuadros donde se registre una cada de tensin importante en el final de la lnea. Dispone de distintos niveles de reduccin, como puede ser el 10%, 20%, 30% y 40%, que suele ser la reduccin mxima. Instalacin de estabilizador junto con balastos de doble nivel. Esta solucin es anloga al caso anterior en cuanto a mantener la tensin de alimentacin, pero llevan a cabo la reduccin mediante balastos. La reduccin alcanzable es por tanto la propia del balasto de doble nivel. Regulacin del apagado y encendido. La regulacin inadecuada en el apagado y encendido de las instalaciones de alumbrado supone que el cuadro est en servicio sin que exista una necesidad real de ello, bien porque el arranque ocurre antes de que sea necesario o porque permanezca encendido cuando debiera haberse apagado. Aunque no es lo habitual, podra ocurrir que el apagado y encendido se hiciese de forma manual, con la problemtica asociada que esto tiene. Pero lo normal ser encontrarse con un sistema que realiza la funcin de apagado y encendido, que puede ser: Reloj analgico. Se trata de un reloj que dispone de una serie de pestaas, una por hora y cada media hora, que al ser presionadas y hundidas permiten fijar la hora de activacin 15


y desactivacin del centro de mando. Esta opcin obliga a cambiar la hora de encendido y apagado varias veces al ao para evitar al mximo que el centro de mando de servicio sin necesidad. Reloj digital. El funcionamiento es anlogo al caso anterior pero en lugar de ser el reloj analgico es digital. Interruptor crepuscular (fotoclula). Consisten en clulas fotoelctricas que al hacerse de noche mandan una seal elctrica arrancando el cuadro de alumbrado, consiguiendo as que esta funcin se haga de forma autnoma. Hay que prestar atencin a su ubicacin, de forma que al hacerlo en zonas donde se produzcan sombreamientos con anterioridad a la puesta de sol, stos darn lugar a que el cuadro se encienda cuando no se requiere. Se pueden dar casos de meteorologa adversa que, como consecuencia de estar muy nublado y oscurecerse el cielo, el interruptor crepuscular activa el cuadro durante perodos diurnos. Es por ello por lo que algunos incorporan mecanismos para ajustar la sensibilidad de la clula y no incurrir en tales defectos, o por lo menos minimizarlos. Reloj analgico o digital junto con interruptor crepuscular. Consiste en usarlos en serie, de modo que se pueda evitar encendidos diurnos (posibles con interruptor crepuscular) y apagados y encendidos lejanos a la hora adecuada (posibles con reloj analgico y digital). Reloj astronmico. Es un reloj digital, con programacin interna tal que establece automticamente las horas de orto y ocaso de la ubicacin donde se encuentre, a partir de los datos de longitud y latitud. De este modo, para cada da del ao se puede programar la activacin del alumbrado con un cierto retraso o adelanto respecto a la hora de puesta del sol y, de la misma forma, programar el apagado unos minutos antes o despus del amanecer. De esta forma se optimiza al mximo el tiempo de funcionamiento del alumbrado pblico, sin necesidad de corregir el horario y reduciendo el mantenimiento. Segn el modelo, es posible modificar la programacin en determinadas fechas, lo que resulta de utilidad en festividades o das sealados, donde interesa modificar la pauta de funcionamiento del alumbrado. 16


Telegestin. Se trata de sistemas que permiten la gestin y control de los centros de mando a distancia. Constan de los correspondientes dispositivos en los puntos de luz (recogen la informacin de la lmpara, equipo auxiliar y fusible), de los cuadros de alumbrado (controlan el funcionamiento de los mismos y miden sus magnitudes) y de la unidad de control remoto (recibe la informacin completa de los dos niveles anteriores). Entre las ventajas ms evidentes que presenta est que cualquier operacin se produce de forma instantnea, con sus consecuentes ventajas. De este modo, en todo momento se sabr el estado del cuadro, si est encendido o apagado, si tiene avera, qu ha ocasionado tal avera, etc. Igualmente se puede proceder a actuar sobre cualquier elemento cuando se desee. Existen sin embargo los inconvenientes del coste de la instalacin y el de mantenimiento que hacen que sea una solucin muy poco adoptada. Luminarias. La luminaria es el aparato de alumbrado que reparte o filtra la luz emitida por una o varias lmparas y que comprende todos los dispositivos necesarios para el soporte, la fijacin y la proteccin de lmparas y, en caso necesario, los circuitos auxiliares en combinacin con los medios de conexin con la red de alimentacin. Los aspectos analizados en luminarias se centran en la deteccin de luminarias ineficientes energticamente. En este sentido, es muy frecuente en los municipios de Andaluca encontrarse como luminaria un farol tipo villa, cuya presencia se debe a sus caractersticas estticas pero que no son apropiadas al no dirigir la luz hacia donde se requiere. Marcas comerciales han desarrollado reflectores especiales para que, manteniendo la luminaria, se consiga que se comporte de una forma ms eficiente. La utilizacin de luminarias tipo globo tampoco es recomendable, aunque es una solucin habitual en parques y jardines. El material del que estn fabricados, fcilmente degradable, y la carencia de mecanismos que dirijan la luz hacia abajo, hacen que desde el punto de vista de la eficiencia energtica no sean luminarias recomendables en general. En caso de ser utilizadas deben disponer de reflectores o sistemas pticos que minimicen la elevada dispersin hacia arriba. Semforos. El modo de actuar en los semforos para conseguir un ahorro energtico consiste en la sustitucin de lmparas incandescentes por LEDs. En la tecnologa LED (Light Emitting Diode) el componente principal es el diodo, que trabaja en corriente continua y emite luz nicamente con la longitud de onda del color del LED. El conjunto de diodos

17


LED est montado sobre una placa y conectado de tal manera que permite mantener una mayor seguridad en el servicio. El paquete de diodos LED, al trabajar con corriente continua y ser el suministro de la compaa en alterna, lleva instalado un circuito electrnico rectificador de alterna a continua que para ciertas tecnologas incorpora adems una funcin de estabilizacin de tensin que permite mantener el mismo nivel luminoso en el punto, incluso con el fallo de cierto nmero de diodos al elevar el nivel de tensin que permitir mantener el mismo nivel de iluminacin con los restantes. A estos componentes hay que aadir, para ciertas tecnologas, el difusor transparente, ya que el color lo aporta el LED. Dicho difusor adems de proteger a la placa de diodos LED tiene como misin mejorar la ptica del punto, evitando la emisin de luz hacia arriba y concentrndola hacia la calzada. Las ventajas de esta tecnologa frente a las tradicionales lmparas incandescentes son: Permiten obtener ahorros energticos que oscilan entre el 80 y el 90%. Con la tecnologa LED se produce una menor disipacin de calor. Esto es debido a que la incandescencia emite luz en todo el espectro visible, siendo el difusor quien deja pasar slo el color requerido y el resto se transforma en calor, mientras que el diodo LED emite luz monocromtica directamente, en la longitud de onda del color requerido. Mayor eficiencia energtica, as en LED rojo es de 24 lm/W frente a los 10 lm/W de la incandescente, es decir, es un 104% superior. En el caso de semforo tradicional con incandescente es necesario realizar tanto la limpieza externa como interna de la luminaria. En el caso del sistema con LED slo se requiere limpiar externamente la lmpara y no internamente, ya que la placa donde estn montados los LEDs est sellada. El reemplazo de cada lmpara convencional se realiza al finalizar un periodo de aproximadamente 6 meses. En el caso de semforos con LED, la lmpara puede tener una vida til de ms de 10 aos. El sistema de diodos LED presenta una sensibilidad baja ante las vibraciones y choques, sin embargo, las lmparas de los semforos tradicionales presentan alta sensibilidad, que ocasiona que su vida til se acorte. Los semforos tradicionales requieren un mantenimiento preventivo semestral, mientras que los semforos con sistema LED no requieren este tipo de mantenimiento. La vida til de la lmpara incandescente es de 6.000 horas, mientras que la del LED puede llegar a 100.000 horas, es decir, es 17 veces mayor.

18


Las lmparas incandescentes pierden luminosidad de manera muy apreciable despus de 5.000 horas de funcionamiento, mientras que el sistema de diodos LED tiene slo un 5% de prdida de luminosidad despus de un ao de funcionamiento (8.760 horas). Desaparicin del efecto fantasma que se produce en los semforos con lmparas incandescentes a causa del reflejo de la luz solar en el reflector, ya que la tecnologa LED no necesita de ningn elemento reflectante en su interior para emitir, lo cual conlleva una mayor seguridad. Cuando la lmpara incandescente falla, el semforo deja de funcionar, siendo necesaria la reposicin. En cambio el fallo de un LED slo representa una prdida porcentual de la luz total (un 1% de la luz con el fallo de un LED) o incluso puede mantener el mismo nivel luminoso como ya ha sido comentado para ciertas tecnologas, lo que supone una mayor seguridad operativa. Los semforos LED ofrecen mayor brillantez y luminosidad, lo que conlleva una mayor seguridad vial. Adems, estos dispositivos tienen una luminosidad uniforme, lo que no ocurre en los semforos con lmparas incandescentes. El sistema de diodos LED tiene un alto contraste con la luz solar, suponiendo una mejor visin a largas distancias. Los semforos con tecnologa LED presentan una condicin neutral cuando est apagado, es decir, se trata de un ente incoloro. Con los semforos ocurre lo contrario.

4.2 ILUMINACIN INTERIOR. 4.2.1 Normativa en iluminacin interior.Como paso previo a la toma en consideracin de cualquier actuacin en iluminacin interior se hace necesario recurrir a la normativa existente al respecto. En este sentido la Ley 31/1995 de Prevencin de Riesgos Laborales desarrolla el Real Decreto 39/1997 y el 486/1997, a partir de los cuales se ha elaborado la norma UNE-EN 12464-1 (iluminacin de los lugares de trabajo), que ha de ser usada por tanto en alumbrado de interior para lugares de trabajo. Para iluminacin de instalaciones deportivas existe la norma UNE-EN 12193 (Iluminacin de instalaciones deportivas), y para alumbrado de emergencia la UNE-EN 1838 (Alumbrado de emergencia). Adicionalmente a estas normas es de obligado cumplimiento la seccin HE3 del documento HE de Ahorro de Energa del CTE (Eficiencia Energtica de las Instalaciones de Iluminacin) cuando de trata de edificios de nueva construccin, en cualquier actuacin en iluminacin que afecte a ms del 25% de la superficie iluminada para un edificio que tenga una superficie til superior a 1000 m2 y en reformas de locales comerciales y de edificios de uso administrativo en los que se renueve la instalacin de iluminacin. No obstante se excluyen del mbito de aplicacin: edificios y monumentos con valor histrico o arquitectnico reconocido, cuando el cumplimiento 19


de las exigencias de esta seccin pudiese alterar de manera inaceptable su carcter o aspecto; construcciones provisionales con un plazo previsto de utilizacin igual o inferior a 2 aos; instalaciones industriales, talleres y edificios agrcolas no residenciales; edificios independientes con una superficie til total inferior a 50 m2; e interiores de viviendas. Norma UNE-EN 12464-1 La norma UNE-EN 12464-1 fija principalmente los valores mnimos de la iluminancia mantenida E m (valor por debajo del cual no se permite que caiga la iluminancia media en la superficie especificada), del ndice de deslumbramiento unificado UGR y del ndice de rendimiento del color Ra (medida de la capacidad que tiene las fuentes para reproducir el color). En efecto, si bien las necesidades de iluminacin son tales que han de satisfacer tres necesidades humanas: confort visual, prestaciones visuales y seguridad, los parmetros fundamentales que determinan el ambiente luminoso son: distribucin de las luminancias, iluminancia, deslumbramiento, direccin de la luz, rendimiento de colores y apariencia de color de la luz, flicker y efectos estroboscpicos, factor de mantenimiento y luz natural o diurna. Es necesaria una luminancia bien equilibrada para aumentar la agudeza visual, la sensibilidad al contraste y la eficiencia de las funciones oculares. La distribucin de las luminancias afecta tambin al confort visual, debindose evitar: luminancias demasiado elevadas que pueden dar lugar a deslumbramiento, contrastes de luminancia demasiados altos que causarn fatiga debido a la readaptacin constante de los ojos y luminancias demasiado bajas y contrastes de luminancias demasiado bajos que dan como resultado un ambiente de trabajo montono y no estimulante. Son por tanto importantes las luminancias de todas las superficies, siendo determinadas por la reflectancia y la iluminancia en las superficies. Los mrgenes de reflectancias tiles para las principales superficies interiores son: Techo: de 0,6 a 0,9. Paredes: de 0,3 a 0,8. Planos de trabajo: de 0,2 a 0,6 Suelo: de 0,1 a 0,5. La iluminancia tiene un gran impacto en cmo una persona percibe y realiza la tarea visual de un modo rpido, seguro y confortable. Esta norma fija por ello valores de iluminancia media mnimos en el rea de la tarea sobre una superficie de referencia que puede ser horizontal, vertical o inclinada, y que vienen dados en las tablas de la 6 a la 21 para los usos tpicos en edificios municipales (la consulta de los restantes lugares de trabajo se puede hacer directamente en la norma en cuestin). Estos valores son vlidos para condiciones visuales normales y tienen en cuenta los siguientes factores: aspectos 20


psico-fisiolgicos tales como el confort visual y el bienestar, requisitos para tareas visuales, ergonoma visual, experiencia prctica, seguridad y economa. La escala de iluminancias (en lux) recomendada toma como valor mnimo 20 lux (lo requerido para discernir caractersticas de la cara humana), siendo: 20-30-50-75-100-200-300-500-750-1000-1500-2000-3000-5000 La iluminancia mantenida requerida debera ser aumentada cuando: El trabajo visual es crtico. Los errores son costosos de rectificar. La exactitud o la mayor productividad es de gran importancia. La capacidad visual del trabajador est por debajo de lo normal. Los detalles de la tarea son de tamao inusualmente pequeo o de bajo contraste. La tarea es realizada durante un tiempo inusualmente largo. La iluminancia mantenida requerida puede ser disminuida cuando: Los detalles de la tarea son de un tamao inusualmente grande o de un elevado contraste. La tarea es emprendida durante un tiempo inusualmente corto. En reas ocupadas de modo continuo la iluminancia mantenida no debe ser menor de 200 lux. La iluminancia de reas circundantes se fija a partir de la iluminancia del rea de la tarea si bien grandes variaciones pueden conducir a tensiones y molestias visuales, requirindose un mnimo de uniformidad entre ambas reas que viene fijado en la tabla 2. Iluminancia de reas circundantes inmediatas (lux) 500 300 200 Etarea Uniformidad 0,5

Iluminancia de tarea (lux) 750 500 300 200 Uniformidad 0,7

Tabla 2. Uniformidades y relacin entre iluminancias de reas circundantes inmediatas al rea de tarea.

En lo que respecta al deslumbramiento (sensacin producida por reas brillantes dentro del campo de visin), ste puede ser experimentado como molesto o perturbador. El deslumbramiento molesto puede producirse directamente a partir de luminarias 21


brillantes o ventanas, debindose determinar el procedente de las luminarias utilizando el mtodo de tabulacin del UGR de la CIE, basado en la frmula:

0,25 L2 UGR = 8 log10 L p2 b donde: Lb L p es la iluminancia de fondo en cd x m-2, calculada como Eind x -1, en la que Eind es la iluminancia indirecta vertical en el ojo del observador. es la iluminacia de las partes luminosas de cada luminaria en la direccin del ojo del observador en cd x m-2. es el ngulo slido (estreorradianes) de las partes luminosas de cada luminaria en el ojo del observador. es el ndice de posicin de Guth para cada luminaria individual que se refiere a su desplazamiento de la lnea de visin.

El valor de UGR de la instalacin de iluminacin no debe exceder del valor dado en las tablas de la 6 a la 21 para los usos tpicos en edificios municipales (la consulta de los restantes lugares de trabajo se puede hacer directamente en la norma en cuestin). Para evitar el deslumbramiento se debe recurrir al apantallamiento adecuado de lmparas y el oscurecimiento de ventanas mediante cortinas, debindose aplicar los ngulos de apantallamiento mnimos dados en la tabla 3 para luminaria de lmparas especificadas. Luminancia de lmpara (kcd x m-2) 20 a < 50 50 a < 500 500 ngulo de apantallamiento mnimo 15 20 30

Tabla 3. ngulos mnimos de apantallamiento para luminancias de lmparas especificadas.

Algunas medidas para evitar el deslumbramiento reflejado son: Disposicin de luminarias y lugares de trabajo. Acabado de las superficies (superficies mates). Limitacin de luminancia de luminarias. rea luminosa aumentada de la luminaria. Techo brillante y paredes brillantes. En lo referente a la iluminacin direccional, sta puede usarse para resaltar objetos, revelar la textura y mejorar la apariencia de personas dentro del espacio. Se 22


habla en este sentido de modelado como el equilibrio entre luz difusa y luz direccional, siendo un criterio vlido de calidad de iluminacin virtualmente en todos los tipos de interiores. La apariencia general de un interior resulta mejorada cuando sus caractersticas estructurales, las personas y objetos dentro de l son iluminados de modo que se revelen la forma y la textura de un modo claro y agradable, lo cual ocurre cuando la luz procede predominantemente de una direccin. La iluminacin no debera ser demasiado direccional o producir sombras fuertes, ni demasiado difusa o el efecto de modelado se perder totalmente, dando como resultado un ambiente luminoso muy apagado o montono. En cuanto a los aspectos de color hay que destacar los dos atributos que caracterizan las cualidades de color de una lmpara prxima al blanco: la apariencia de color de la propia lmpara y sus capacidades para el rendimiento de colores. La apariencia del color de una lmpara se refiere al color aparente (cromaticidad) de la luz emitida y es cuantificada por su temperatura de color correlacionada (Tcp). La eleccin de la apariencia de color es una cuestin psicolgica, esttica y de lo que se considera como natural, y puede ser descrita segn aparece en la tabla 4. Temperatura de color correlacionada Tcp Inferior a 3300 3300 K a 5300 K Superior a 5300 K

Apariencia de color Clida Intermedia Fra

Tabla 4. Grupos de apariencia de color de lmparas.

La exigencia en el rendimiento de colores es debido a la importancia para las prestaciones visuales y la sensacin de confort y bienestar que los colores del entorno, de objetos y de la piel humana sean reproducidos de forma natural, correctamente y de tal modo que haga que las personas perezcan atractivas y saludables. Para medir las propiedades de rendimiento de colores de una fuente luminosa se usa el ndice de rendimiento de color (Ra), que toma como valor mximo 100 y disminuye al hacerlo la calidad de rendimiento de color. Las lmparas con un ndice de rendimiento de color menor de 80 no deberan ser usadas en interiores en los que las personas trabajen o permanezcan durante largos perodos, fijndose nuevamente un valor mnimo de Ra para los distintos tipos de interiores, tareas o actividades como aparecen en las tablas de la 6 a la 21 para los usos tpicos en edificios municipales (la consulta de los restantes lugares de trabajo se puede hacer directamente en la norma objeto de estudio). El flicker (percepcin de una variacin de luminosidad de las lmparas como consecuencia de una fluctuacin de tensin en la red, que es a su vez provocada por la variacin repetitiva de la potencia consumida por receptores cuya demanda de potencia no es constante en el tiempo) es causa de distraccin y puede dar lugar a efectos 23


fisiolgicos tales como dolores de cabeza. Por su parte, los efectos estroboscpicos (efectos pticos que se producen al iluminar mediante destellos un objeto que se mueve de forma rpida y peridica) pueden conducir a situaciones peligrosas cambiando el movimiento percibido de maquinaria giratoria o que se mueve en vaivn. Los sistemas de iluminacin deberan por tanto ser diseados para evitar estos dos efectos. El factor de mantenimiento (Fm) depende de las caractersticas de mantenimiento de la lmpara y del equipo elctrico, la luminaria, el ambiente y el programa de mantenimiento, debiendo el diseador: establecer el factor de mantenimiento, especificar el equipo de iluminacin adecuado para el ambiente de aplicacin y preparar un programa de mantenimiento completo que incluya la frecuencia de reemplazamiento de la lmpara, los intervalos de limpieza de la luminaria y de la sala y el mtodo de limpieza. En cuanto a la luz natural, sta puede proporcionar la totalidad o parte de la iluminacin para tareas visuales. En interiores con ventanas laterales la luz natural disponible disminuye rpidamente con la distancia a la ventana, por lo que es necesario un alumbrado suplementario para asegurar la iluminancia requerida, pudindose usar conmutacin y/o regulacin del flujo luminoso automtica o manual para asegurar la integracin apropiada entre alumbrado elctrico y luz natural. Entrando especficamente en la iluminacin de puestos de trabajo con Equipo con Pantalla de Visualizacin (EPV), la iluminacin debe ser apropiada para todas las tareas propias del puesto, existiendo unos lmites de luminancia media de luminarias a ngulos de elevacin de 65 y por encima de la vertical hacia abajo, radialmente alrededor de las luminarias para puestos de trabajo en los que se usan pantallas de presentacin, que son verticales o estn inclinadas hasta un ngulo de inclinacin de 15 que son los reflejados en la tabla 5. Clases de pantallas de acuerdo con la norma ISO 9241-7 Calidad de la pantalla Luminancias medias de luminarias que son reflejadas en la pantalla

I Buena

II Media

III Pobre 200 cd x m-2

1000 cd x m-2

Tabla 5. Lmites de luminancia de luminarias que pueden ser reflejadas en la pantalla.

La norma tambin contempla la necesidad de evitar malgastar la energa pero sin comprometer los aspectos visuales de una instalacin de iluminacin. Las tablas que se representan a continuacin fijan los valores lmite ( para E m y Ra el mnimo y para UGR el mximo) para los posibles usos que se puedan dar en edificios municipales, pudindose consultar los restantes casos en la norma. 24


Tabla 6. Valores lmite de

E m , Ra y UGR: Oficinas


E m , Ra y UGR: lugares de pblica concurrencia (1).







25







E m , Ra y UGR: establecimientos educativos (1).

26


Tabla 14 . Valores lmite de

E m , Ra y UGR: establecimientos educativos (2).


E m , Ra y UGR: establecimientos sanitarios (1).



27












Norma UNE-EN 12193. Anlogamente a la norma anterior, en sta se fija unos valores de la iluminancia, del rendimiento del color y cuando proceda del grado de deslumbramiento lmites segn 28


el nivel de competicin del que se trate (clase I competicin del ms alto nivel, clase II nivel medio y clase III nivel bajo), fijando los valores del rea de referencia (rea definida para deportes en los que se aplican las exigencias de alumbrado principales que incluyen las lneas de marcacin y cualquier rea extra centrada alrededor del rea marcada) y los puntos de cuadrcula para medicin y clculo. La tabla 22 muestra un ejemplo de fijacin de estos valores por la norma en cuestin.

Tabla 22. Ejemplo de tabla de requisitos a cumplir segn la norma UNE-EN 12193.

Seccin HE 3 del CTE. Si bien ya ha sido comentado el mbito de aplicacin de esta seccin del CTE, en el estudio de edificios municipales previstos nicamente afectar en los casos en que el edificio en cuestin tenga una superficie til superior a 1000 m2 y las actuaciones afecten a ms del 25% de la superficie iluminada. Como clculo adicional a los exigidos en la UNE-EN 12464-1 ( E m , Ra y UGR), en este caso se exige adems como mnimo el valor de la eficiencia energtica de la instalacin (VEEI), aunque tambin se refiere a sistemas de control y regulacin, a un plan de mantenimiento (tambin reflejado en la norma anterior mediante el valor de Fm) y a unos requisitos de eficiencia mnimos de los equipos. La eficiencia energtica de una zona se determina mediante el valor de la eficiencia energtica de la instalacin por cada 100 lux mediante la expresin:

29


VEEI = siendo: P S Em

P100 S E m

la potencia total instalada en lmparas ms los equipos auxiliares (W). la superficie iluminada (m2). la iluminancia media horizontal mantenida (lux).

Para establecer los valores de eficiencia energtica lmite las instalaciones de iluminacin se identifican dentro de los 2 grupos siguientes: Grupo 1: zonas de no representacin o espacios en los que el criterio de diseo, la imagen o el estado anmico que se quiere transmitir al usuario con la iluminacin queda relegado a un segundo plano frente a otros criterios como el nivel de iluminacin, el confort visual, la seguridad y la eficiencia energtica. Grupo 2: zonas de representacin o espacios donde el criterio de diseo, imagen o el estado anmico que se quiere transmitir al usuario con la iluminacin son preponderantes frente a criterios de eficiencia energtica. De este modo se representa en la tabla 23 los valores lmite de eficiencia energtica segn los 2 grupos anteriores.

30


Tabla 23. Valores lmite de eficiencia energtica de la instalacin.

En lo que a sistemas de control y regulacin se refiere, las instalaciones de iluminacin han de disponer, para cada zona, de: Un sistema de encendido y apagado manual cuando no disponga de otro sistema de control, no aceptndose los sistemas de encendido y apagado en cuadros elctricos como nico sistema de control. La zonas de uso espordico han de 31


disponer de un control de encendido y apagado por sistema de deteccin de presencia o sistema de temporizacin. Sistemas de aprovechamiento de la luz natural que regulen el nivel de iluminacin natural en funcin del aporte de luz natural, en la primera lnea paralela de luminarias situadas a una distancia inferior a 3 metros de la ventana, y en todas las situadas bajo un lucernario, en los siguientes casos: En las zonas de los grupos 1 y 2 que cuenten con cerramientos acristalados al exterior, cuando stas cumplan simultneamente las siguientes condiciones: - Que el ngulo sea superior a 65, siendo el ngulo desde el punto medio del acristalamiento hasta la cota mxima del edificio obstculo, medido en grados sexagesimales (figura 1). - Que se cumpla la expresin T(Aw/A)>0,07, siendo T el coeficiente de transmisin luminosa del vidrio de la ventana del local en tanto por uno, Aw el rea de acristalamiento de la ventana de la zona (m2) y A el rea total de las superficies interiores del local (m2).

Figura 1. Caso de cerramientos acristalados al exterior.

En todas las zonas de los grupos 1 y 2 que cuenten con cerramientos acristalados a partir de patios y atrios, cuando stas cumplan simultneamente las siguientes condiciones: - En el caso de patios no cubiertos cuando stos tengan una anchura (ai) superior a 2 veces la distancia (hi), siendo hi la distancia entre el suelo de la planta donde se encuentre la zona de estudio, y la cubierta del edificio (figura 2 ).

32


Figura 2. Caso de patios no cubiertos.

-

En el caso de patios cubiertos por acristalamientos cuando su anchura (ai) sea superior a 2/Tc veces la distancia (hi), siendo hi la distancia entre la planta donde se encuentre el local en estudio, y siendo Tc el coeficiente de transmisin luminosa del vidrio de cerramiento del patio, expresado en tanto por uno (figura 3).

Figura 3. Caso de patios cubiertos por acristalamientos.

-

Que se cumpla la expresin T(Aw/A)>0,07

Quedan excluidas de cumplir las exigencias de aprovechamiento de la luz natural las siguientes zonas de la tabla 23: zonas comunes en edificios residenciales, habitaciones de hospital y habitaciones de hoteles, hostales, etc. En el plan de mantenimiento de las instalaciones de iluminacin se contempla, con el objetivo de garantizar en el transcurso del tiempo el mantenimiento de los parmetros luminotcnicos adecuados y el valor de la VEEI, acciones como las operaciones de reposicin de lmparas con la frecuencia de reemplazamiento, la limpieza de luminarias con la metodologa prevista y la limpieza de la zona iluminada, incluyendo en ambas la periodicidad necesaria. Dicho plan tambin deber tener en cuenta los sistemas de regulacin y control utilizados en las diferentes zonas. En cuanto a eficiencia de los equipos, las lmparas, equipos auxiliares, luminarias y resto de dispositivos deben cumplir con lo dispuesto en la normativa especfica para 33


cada tipo de material. Particularmente, las lmparas fluorescentes deben cumplir con los valores admitidos por el Real Decreto 838/2002, por el que se establecen los requisitos de eficiencia energtica de los balastos de lmparas fluorescentes. Por otra parte, salvo justificacin las lmparas utilizadas tendrn limitada las prdidas de sus equipos auxiliares, por lo que la potencia del conjunto lmpara ms equipo auxiliar no superar los valores indicados en las tablas 24 y 25.

Tabla 24. Eficacia del equipo para lmparas de descarga.

Tabla 25. Eficacia del equipo para lmparas halgenas de baja tensin.

Adems de esta exigencia en los equipos, se exige adems el control de recepcin en obra de productos, debindose comprobar que los conjuntos de lmparas y sus equipos auxiliares disponen de un certificado del fabricante que acredite su potencia total.

Real Decreto 838/2002Este real decreto por el que se establecen los requisitos de eficiencia energtica de los balastos de lmparas fluorescentes es aplicable a los balastos de las fuentes de alumbrado fluorescentes alimentados a travs de la red elctrica, tal y como se definen en la norma europea UN-EN 50294, estando excluidos los balastos integrados en lmparas; los que, estando destinados especficamente a luminarias que han de instalarse en muebles, constituyen una parte no susceptible de la luminaria que no puede someterse a ensayo independientemente de sta, conforme a la norma europea UN-EN 60920; y los destinados a la exportacin fuera de la Comunidad Europea, ya sea como piezas separadas o como partes de una luminaria

34


De este modo se fija la potencia mxima de entrada de los circuitos balastolmpara a los valores establecidos en la tabla 26 hasta cinco aos despus de la entrada en vigor de este Real Decreto, y otros valores ms exigentes a partir del quinto ao, que se representan el la tabla 27. En el caso de que el balasto est destinado a una lmpara que se halla entre dos valores indicados en las correspondientes tablas, la potencia mxima de entrada del circuito balasto-lmpara se calcular mediante interpolacin lineal entre los dos valores de potencia mxima de entrada correspondientes a las dos potencias de lmpara ms prximas.

Tabla 26. Valores de potencia mxima balasto-lmpara hasta cinco aos despus de la entrada en vigor del RD 838/2002

35


Tabla 27. Valores de potencia mxima balasto-lmpara a partir del quinto ao despus de la entrada en vigor del RD 838/2002.

4.2.2 Medidas de ahorro energtico en iluminacin interior.Las actuaciones tomadas en consideracin engloban las luminarias, la posicin de las mismas, las lmparas con las que se dota, su idoneidad segn el mbito de uso, la presencia de equipos auxiliares que proporcionen un ahorro energtico (balastos electrnicos), la capacidad de reduccin de flujo segn los requerimientos, la posibilidad de un mayor aprovechamiento de esta luz natural y el control de la luz artificial.

LuminariasLas luminarias son los componentes de la instalacin que se encargan de distribuir la emisin luminosa de las lmparas adecundola a la zona a iluminar, por lo que las exigencias que se pueden plantear en lo que se refiere a las luminarias es que estn dotadas de elementos que proporcionen una orientacin adecuada de la luz. Igual de importante es disponer estas luminarias a una altura tal que el nivel de iluminacin que son capaces de orientar adecuadamente lo haga de forma ptima, para lo cual es imprescindible consultar las especificaciones del fabricante. Las luminarias usadas en alumbrado interior pueden ser empotrables, adosables, suspendidas y de montaje en pared y se pueden clasificar:

36


Segn el tipo de aplicacin: para iluminacin de oficinas y salas de edificios (su eficiencia energtica es fundamental) y de alumbrado decorativo en interiores (prima fundamentalmente la esttica) Segn la distribucin del flujo luminoso, siendo clasificadas por la CIE de acuerdo con el porcentaje de flujo luminoso total distribuido por encima y por debajo del eje horizontal de la luminaria en directa, semidirecta, general-difusa, directaindirecta, semi-indirecta e indirecta. Segn la distribucin de la componente directa, en funcin de la relacin entre el espacio permisible y la altura de la instalacin. Segn el control del deslumbramiento, regulado por la norma UNE EN 12464-1. Segn el grado de proteccin a la penetracin de cuerpos slidos y lquidos

Lmparas.En cuanto a las lmparas, se busca mayor eficiencia pero manteniendo el nivel lumnico y siendo adecuadas para el uso dado. Las medidas a plantear son por tanto: Sustitucin de incandescentes por fluorescentes compactas de similar flujo luminoso, lo cual supone lmparas con una potencia aproximadamente del 20% de las incandescentes (por ejemplo las de 60W y 40W por bajo consumo de 12W y 8W respectivamente). Un problema asociado a estas lmparas de bajo consumo es el retardo en alcanzar el flujo mximo, que puede ser superior a los 2 minutos y que por tanto en este perodo de funcionamiento no es aplicable el mayor rendimiento respecto a la incandescente, lo cual implica que en lugares donde el uso de la lmpara sea muy poco prolongado la sustitucin carece de inters. Otro aspecto negativo de las lmparas fluorescentes compactas es que pueden originar un consumo con un valor elevado de distorsin armnica y un bajo factor de potencia. Sustitucin de fluorescentes con dimetros de 38 mm (65W, 40W y 20W) por aquellas de nivel lumnico equivalente de 26 mm (58W, 36W y 18W). Tambin sera conveniente comprobar la idoneidad de la lmpara para su mbito de uso, para lo cual puede servir de ayuda la tabla 28:

37


mbito de uso

Domstico

Oficinas

Comercial

Industrial

Deportivo

Tipos de lmparas adecuadas Incandescente Fluorescente Halgena de baja potencia Fluorescentes compactas Alumbrado general: fluorescentes Alumbrado localizado: incandescentes, halgenas de baja potencia y fluorescentes compactas Incandescentes Halgenas Fluorescentes Fluorescentes compactas Grandes superficies con techos altos: VMCC y HM Todos los tipos Luminarias situadas a baja altura (6 m): fluorescentes Luminarias situadas a gran altura (>6 m): lmparas de descarga a alta presin montadas en proyectores Alumbrado localizado: incandescentes y fluorescentes compactas Luminarias situadas a baja altura: fluorescentes Luminarias situadas a gran altura: VMCC, HM y VSAPTabla 28. Idoneidad de lmparas segn el mbito de uso.

Equipos auxiliares: balastos electrnicos.Respecto a los equipos auxiliares es de destacar el empleo de balastos electrnicos en lugar de electromagnticos, cuya principal caracterstica es el funcionamiento en alta frecuencia de las lmparas. Las ventajas (algunas de ellas ya comentadas) que presentan son: El encendido se realiza por precaldeo, aumentando la vida til del tubo en un 50%. Elimina el parpadeo tpico de los tubos fluorescentes y el efecto estroboscpico queda totalmente fuera de la percepcin humana al existir alimentacin por alta frecuencia. Mayor confort y disminucin de la fatiga visual. Alargan la vida til de la lmpara, siendo especialmente aconsejables donde el alumbrado vaya a ser encendido o apagado con cierta frecuencia. El flujo luminoso se mantendr constante a lo largo de toda la vida de los tubos Es posible regular entre el 3% y el 100% del flujo nominal, pudindose realizar manualmente, automticamente mediante clula fotoelctrica y mediante infrarrojos. Reducen las prdidas de calor. 38


Eliminan el parpadeo, produciendo un encendido sin oscilaciones. Proporcionan un ahorro energtico que vara entre el 22% en tubos de 18W sin regulacin y el 70% cuando se aade regulacin de flujo. Corrigen el factor de potencia, siendo prximo a la unidad. Estn dotados de filtros con los que se evitan la introduccin de armnicos en la red. Encendido instantneo sin necesidad de cebador ni condensador de compensacin. Funcionamiento con corriente continua y con alterna.

Aprovechamiento de la luz natural.La luz natural es un recurso gratuito y renovable, de modo que su aprovechamiento resulta prioritario de entre las distintas medidas de ahorro energtico en iluminacin interior. Hay que tener presente sin embargo que un aumento de la luz natural en el edificio supone un aumento de la carga trmica por radiacin (beneficioso en invierno y perjudicial en verano), y mayores prdidas trmicas en el edificio si el aumento de la luz natural se consigue a costa del aumento del coeficiente de transmisin de calor (mayor superficie vidriada, por ejemplo). En el caso de edificios sin proyectar, el primer aspecto a analizar es la ubicacin del edificio en cuanto a la existencia de obstculos a su alrededor, afectando tanto a la cantidad de luz que llega al edificio como a su distribucin en el interior. Tambin se ha de tener en cuenta la existencia de un lmite en la profundidad del edificio para que pueda ser iluminado satisfactoriamente durante el da dependiendo del acceso solar del que disponga las fachadas del mismo. Por su parte, toda el rea del plano de trabajo que quede ms all de la lnea sin cielo (aquella a partir de la cual no se recibe luz directa del cielo) requerir iluminacin artificial, pudiendo dicha lnea ser alterada aumentando la altura de la parte superior de la ventana. La lnea sin cielo supone igualmente un lmite en la profundidad del edificio que puede ser iluminada con luz natural, pudindose recurrir en el caso de superar dicho lmite a claraboyas, un atrio o patio y un ncleo con permetro de iluminacin natural. La orientacin del edificio y sus ventanas es otro factor importante en el aprovechamiento de la luz natural, y donde hay que tener en cuenta sobre todo que una ventana que mira al norte admite poca radiacin solar comparada con una que mira al sur, este y oeste; teniendo en cuenta que el sol estar muy alto en la parte ms calurosa del da en verano, la ganancia solar por radiacin directa podr evitarse utilizando apantallamiento y por tanto una buena alternativa sera un alto porcentaje de vidriado en la cara sur, siendo preferible que el edifico site su eje ms largo en sentido este-oeste. El principal elemento de captacin solar en edificacin es la ventana, de modo que el aprovechamiento de la luz natural aumenta con su tamao pero, como ya ha sido comentado, las cargas trmicas se ven afectadas. En general habr que disearla 39


teniendo en cuenta, adems de los aspectos anteriores, otros como la visin y relacin con el mundo exterior, la ventilacin, el aislamiento acstico y la proteccin contra el ruido y el deslumbramiento. A efectos de la luz natural interesa en general una posicin alta de la misma por argumentos de iluminacin ya descritos anteriormente. En lneas generales se puede considerar que un acristalamiento es muy bajo si representa menos del 1% y produce niveles de iluminacin muy bajos, y muy alto si es mayor al 25%, pudindose dar problemas de control trmico y deslumbramiento. En cuanto a la forma (relacin anchura/altura), la ventana puede ser horizontal, vertical o intermedia y aspectos como la distribucin de la luz en el espacio iluminado, la calidad de visin y la ventilacin natural se vern afectados. Anlogamente, la posicin influir en la iluminacin, siendo la profundidad de penetracin de la luz natural mayor cuanto ms alta est situada y consiguindose mejor distribucin con una ventana en posicin central que en esquina. La orientacin, otro aspecto muy importante, ya ha sido comentado con anterioridad. Otros elementos de captacin solar son: Galera: espacio de luz cubierto unido a un edificio, ya sea abierto al exterior o cubierto de cristales. Permite por tanto que la luz natural entre al interior del edificio donde conecta con la galera. Porche: espacio de luz cubierto unido a un edificio a nivel del suelo, abierto al exterior. Permite la entrada de luz a las partes que conectan al mismo protegiendo contra la radiacin directa y la lluvia. Patio: espacio cerrado por las paredes de uno o varios edificios abierto al exterior por su parte superior. Atrio: espacio cerrado lateralmente por las paredes de un edificio y cubierto de material transparente y translcido con una cubierta normalmente de estructura metlica que soporta el acristalamiento, suponiendo un espacio interior que permite la entrada de luz a otros espacios interiores unidos a l por elementos de paso. Conducto de luz: conduce luz natural a zonas interiores de un edificio que no estn unidas de otro modo al exterior. Las paredes estn acabadas con materiales reflectantes de luz natural. Conducto solar: espacio diseado para reflejar haces solares a espacios interiores oscuros, proporcionando adicionalmente ventilacin a los mismos. Las superficies tienen acabados muy reflectantes (espejos, aluminio, superficies pulidas, etc). Pared translcida: forma parte de un cierre vertical en un edificio permitiendo la penetracin lateral de la luz y difundindola a travs del material translcido del que est constituido. Muro cortina: consiste en una superficie vertical translcida continua sin funcin estructural que separa el interior del exterior de un edificio, soportada generalmente por un bastidor metlico. 40


Claraboya: abertura horizontal o inclinada construida en la cubierta, que permite la penetracin cenital de luz natural en el espacio situado bajo l. Techo translcido: abertura horizontal parcialmente construida con materiales translcidos, que separa el interior del exterior o dos espacios interiores superpuestos. Permite la entrada cenital de la luz natural. Cpula: puede ser de vidrio, material acrlico o policarbonato y permite la iluminacin cenital del espacio situado bajo ella. Membrana: superficie translcida o transparente que encierra total o parcialmente un espacio, hecha de vidrio, policarbonato o material acrlico y soportado por un bastidor. Por otra parte, hay que resaltar el papel de elementos estticos y dinmicos (manuales o automticos) ubicados en el edificio con el objetivo de controlar la luz natural que entra en el mismo. Se trata de elementos basados muchos de ellos en la trayectoria del sol, donde son parmetros fundamentales la orientacin y los obstculos de la fachada, y pueden ser: Tabique divisorio: es un tabique transparente de vidrio, policarbonato, material acrlico o polister que divide dos ambientes, permitiendo el paso de luz y la visin entre ellos. Divisin ptica: anlogo al caso anterior pero en este caso permite el paso de luz pero no de visin. Cortina: elemento de material flexible situado en el interior de una abertura para proteger contra la visin a su travs y obstaculizando la radiacin. Persiana: elemento dispuesto en ventanas exterior o interiormente para controlar la penetracin de la radiacin solar directa y la luz natural. Estantes de luz: elemento colocado generalmente encima de un elemento vertical de entrada de luz, quedando la entrada de luz dividida en dos partes. Protege de la radicacin solar directa que debera penetrar en su defecto por el elemento vertical y dirige la luz que incide sobre la superficie superior del elemento al techo interior. Alfizar: elemento colocado horizontalmente en la parte inferior de la apertura de la ventana con el objetivo de reflejar y dirigir la luz natural que incide sobre l para aumentar as el nivel luminoso en el interior. Toldo: elemento de material flexible situado en el exterior para obstaculizar la radiacin solar directa. Voladizo: parte del edificio que sobresale de la fachada por encima de un elemento de acceso de la luz solar, con el objetivo de producir apantallamiento y reduciendo la luz solar que penetra. Apantallamiento vertical: elemento de control situado en el exterior de la fachada de un edificio y fijado verticalmente sobre uno o ambos costados de la abertura. Intercepta la radiacin directa que incide sobre la ventana. 41


Celosa: elemento exterior o interior compuesto por lminas situadas en la totalidad de una abertura vertical. Las lminas pueden ser fijas o mviles; cuando son mviles pueden ser ajustadas de acuerdo con el ngulo del sol y con los requisitos del apantallamiento. Las lminas pueden estar hechas de materiales de construccin, cuando se encuentran en el exterior, o de otros materiales cuando se encuentran en el interior. Paralmen: lamas paralelas horizontales o verticales exteriores que pueden ser fijas o regulables. As, cuando las lamas estn cerradas forman un panel, actuando como una obstruccin solar que puede oscurecer totalmente el ambiente interior. Hay que destacar la importancia del apantallamiento como medida de compromiso entre la luz natural que puede ser aprovechada y el impedimento del acceso de la radiacin solar directa. En este sentido sera interesante analizar el uso de los elementos de control empleados para el apantallamiento segn la orientacin de los elementos de captacin solar. Ya se ha comentado que una buena alternativa sera un alto porcentaje de vidriado en la cara sur ya que al estar el sol muy alto en verano el apantallamiento resulta muy efectivo con toldos y voladizos. En las orientaciones este y oeste podra ser de inters el apantallamiento vertical, mientras que el uso del paralmen esta indicado para la orientacin sur usando lamas horizontales y en orientacin este y oeste con lamas verticales. En cuanto a las celosas, el uso de lminas mviles frente a fijas resulta mucho ms efecto para el apantallamiento.

Control de la luz artificialPara una aportacin de luz natural dada, lo idneo sera hacer uso de la luz artificial en su justa medida para conseguir un nivel de iluminacin adecuado. Para ello se requiere un detector (fotoclula) situado en la luminaria o en el techo para medir la cantidad de luz total (natural + artificial) que existe en el interior; y un sistema de control, que regula automticamente el flujo de las lmparas de las luminarias del rea controlada. Es posible incluso programar las luminarias para que se apaguen si la luz diurna supera un determinado nivel de iluminancia durante un tiempo determinado. Pero existen otros tipos de control de la luz artificial para hacer uso de sta slo en la cantidad y situacin en que se requiere. stos pueden ser: Control para el funcionamiento segn la presencia o no de personas en la zona. Para ello se usa un detector de presencia o sensor de movimiento, el cual responde al movimiento del calor corporal dentro de una zona determinada, encendiendo o apagando la luz en funcin de la presencia o ausencia de una persona en movimiento. Incorpora un perodo de retardo, para evitar la desconexin no deseada si una persona permanece en una misma posicin durante un tiempo determinado dentro del espacio o la zona que se controla, lo que podra ser 42


interpretado por el sistema como ausencia de movimiento y por consiguiente no deteccin de presencia. Control para el mantenimiento de un nivel de iluminancia constante. Las lmparas pierden flujo luminoso a lo largo de su vida til, de modo que se puede utilizar una fotoclula conectada a un sistema de control para mantener el nivel de iluminacin correcto de una determinada zona durante toda la vida de la lmpara. Control para el funcionamiento segn la hora y el da. Con este control se pueden fijar el funcionamiento horario segn el da de la semana y la poca del ao.

43

normas luminaria iluminancia

Documents