L'elecció de lluminàries

Procés de disseny estructurat
Per aconseguir el millor resultat general en una instal·lació d'il·luminació, és important evitar la tendència a córrer directament a la selecció de lluminàries abans de determinar de manera més àmplia el que es requereix del sistema. L'ús d'un procés de disseny estructurat ajuda a evitar-ho.
Els passos clau en el procés de disseny són:

1. Identificar els requisits
2. Determinar el mètode de la il·luminació
3. Seleccionar els equips d'il·luminació
4. Calcular els paràmetres d'il·luminació i ajustar el disseny segons es requereixi
5. Determinar el sistema de control
6. Elecció de la lluminària
7. Revisar la instal·lació (I si és possible, uns mesos després de la posada en servei, per determinar el que funciona i el que no)

Les cinc etapes inicials es consideren en més detall en les següents línies.

Identificar els requisits
Això implica obtenir una comprensió completa del que pretén aconseguir la instal·lació d'il·luminació. Això inclou el següent:

• Requisits
• Il·luminació
• Resplendor
• Estat de l'espai
• Relació amb la forma de l'espai
• Coses que s'han d'emfatitzar
• Coses que s'amaguen
• Direcció de la llum
• Interacció de la llum del dia

Determinar el mètode d'il·luminació
En aquesta etapa, es té en compte com s'ha d'instal·lar la llum: Si està encastat, muntatge en superfície, directe o indirecte, a més de les característiques principals, per exemple, si serà prismàtica, de baixa brillantor o llum suau.
S'ha de considerar, en aquesta etapa, l'ús de la llum del dia per reduir al mínim la necessitat de llum artificial.



Seleccionar l'equip d'il·luminació
Un cop s'ha seleccionat el mètode de la il·luminació, la font de llum més apropiada, llavors es pot escollir la lluminària.
A l'hora de triar la font de llum s'han d'estudiar els següents atributs:

• La sortida de llum (lúmens)
• Potència total d'entrada
• Eficàcia (lúmens per watt)
• Vida útil
• Mida física
• La brillantor/resplandor de superfície / resplendor
• Característiques de color
• Característiques elèctriques
• Requisit pel sistema de control
• Compatibilitat amb el sistema elèctric existent
• Idoneïtat per a l'entorn operatiu

Factors que també afecten a elecció lluminària:

• Característiques de la font i control de la llum
• Eficiència de lluminària (% de sortida de llum, respecte del llum transmès fora de la lluminària)
• Distribució de la llum
• Control d'enlluernament
• Acabats
• Mida
• Accessibilitat dels components per al manteniment
• Capacitat per manipular condicions adverses d'operació
• Estètica
• Gestió tèrmica

Calcular els paràmetres d'il·luminació
Els mètodes de càlcul d'il·luminació es divideixen en tres grans categories:

1. Manual
2. Tridimensional
3. Visualització

Les dades fotomètriques de les fonts de llum i les lluminàries estan disponibles comercialment per a ajudar a fer aquests càlculs.

1 Mètodes de càlcul manuals
Hi ha una àmplia gamma de mètodes de càlcul manuals per al càlcul dels diferents aspectes d'il·luminació. Aquests inclouen mètodes complexos per al càlcul de la il·luminació entre una àmplia varietat de formes dels objectes lluminosos. La majoria d'ells ja s'han substituït per programes.
El Mètode Lumen era el pilar per a la il·luminació interior i s'ha mantingut en ús com un mètode ràpid i relativament precís per calcular la il·luminació d'interiors.
El Mètode Lumen calcula la il·luminació mitjana en un nivell específic en un espai, incloent un ajust per la llum reflectida per les superfícies interiors de l'habitació. El mètode de càlcul té un conjunt de supòsits que, si se segueixen, dóna un entorn visual raonable.
L'atenció inadequada als supòsits produirà mals resultats.
Els supòsits bàsics són:

• Totes les lluminàries a l'habitació són iguals i tenen la mateixa orientació
• Les lluminàries no tenen una distribució direccional i es dirigeixen directament al terra
• Les lluminàries estan disposades en una matriu uniforme al sostre i tenen la mateixa altura de muntatge
• Les lluminàries estan espaiades menys de la distància màxima a la relació altura de muntatge designat en el coeficient de taules d'utilització

La il·luminació mitjana produïda per una instal·lació d'il·luminació, o el nombre de lluminàries necessàries per aconseguir una il·luminació mitjana específica, es pot calcular per mitjà de factors d'utilització (UF), una UF sent la relació entre el flux total rebuda per una superfície en particular al flux de llum total de la instal·lació.

Mètode Lumen fórmula //

La il·luminació E mitjana (h) sobre una superfície de referència s pot calcular a partir de la fórmula "mètode lumen".

Mètode de la fórmula del Lumen
on:

• F - el flux inicial del llum “nu” (lúmens)
• n - el nombre de làmpades per lluminària
• N - el nombre de lluminàries
• LLF - el factor total de pèrdua de llum
• UF (s) - el factor d'utilització de la superfície de referència s de la lluminària escollit

Els factors d'utilització es poden determinar per a qualsevol superfície o el disseny de lluminàries. El símbol "UF" es mostra normalment seguit d'una carta addicional en els suports, per denotar la superfície, per exemple, UF (F) és el factor d'utilització per la cavitat pis i UF (W) és el factor d'utilització per les parets.
Els factors d'utilització, a la pràctica, només es calculen per als sistemes d'il·luminació general amb arranjaments regulars de lluminàries i de tres superfícies principals de les habitacions. La més alta d'aquestes superfícies, la superfície C (per a la cavitat de sostre), és un pla horitzontal imaginari en el pla de les lluminàries que tenen una reflectància igual a la de la cavitat del sostre.
La superfície més baixa, la superfície F (per al pis de la cavitat), és un pla horitzontal a l'altura normal de treball (és a dir, altura de la taula), que se suposa sovint per ser 0,85 m sobre el terra.
La superfície mitjana, la superfície W (per a parets), consisteix en totes les parets entre els plans C i F.

Índex d'habitacions
L'índex d'habitacions és una mesura de la grandària angular de l'habitació, i és la relació de la suma de les àrees en planta de les superfícies F i C a la zona de la superfície W. Per habitacions rectangulars l'índex habitació ve donat per:
Fórmula de l'índex d'habitacions

on:

• L - la longitud de l'habitació
• W - l'amplada de l'habitació
• Hm - l'alçada del pla de lluminària per sobre del pla de referència horitzontal.

Si l'habitació és re-entrant en forma, per exemple en forma de L, llavors ha de ser dividit en dues o més no-re-seccions entrants, que poden ser tractats per separat.

Espaiat de muntatge Relació Alçada (SHR)
L 'espai muntatge relació alçada (SHR) és la separació entre lluminàries dividit per la seva alçada per sobre del pla de referència horitzontal.

4.2 Modelatge tridimensional
Tot i que era possible calcular la luminància de totes les superfícies a l'habitació, els càlculs eren extremadament laboriosos i només podien justificar-se en els casos més especials. No obstant això, l'arribada de modelatge per ordinador va permetre un enfocament més flexible per a disseny d'il·luminació i augmentar significativament la informació disponible per al dissenyador.
En contrast amb el mètode Lumen, els programes d'il·luminació permeten al dissenyador d'il·luminació per ampliar els supòsits:

• Una barreja de lluminàries que es pot utilitzar
• Les lluminàries ja no han d'estar disposades en una matriu regular
• Els projectors poden ser modelats orientables
• Es poden considerar un gran nombre de punts de càlcul per donar una uniformitat significativa calculada
• La il·luminació i luminància de totes les superfícies es poden calcular

Això li dóna al dissenyador d'il·luminació una major comprensió del que passa a la sala.
No obstant això, hi ha hagut una considerable investigació, l'experiència i la documentació sobre els últims 80 anys que ha desenvolupat el pensament actual en l'adequació dels diferents nivells de lluminositat per a diverses tasques i funcions.
Encara que existeix una certa comprensió general de la necessitat d'una distribució de luminància adequada en el pla vertical, hi ha poca informació, experiència o coneixement per a molts dissenyadors per determinar:

• Lluminària en diferents situacions
• Uniformitat de luminància acceptable
• Màxima uniformitat de luminància
• Graduació desitjada en luminància
• Distribució de la luminància de la paret inacceptable

4.3 Visualització
Aquests són els programes que creen una representació en perspectiva de l'espai en nivells de detall que varien d'una representació de blocs de l'espai a representacions de qualitat fotogràfica depenent de la complexitat del programa i el nivell de detall de l'interior a introduir.
Els programes es divideixen en dos tipus bàsics:

• Càlculs de transferència del flux
• Càlculs de traçat dels raigs

La principal diferència està en la manera d'interpretar la llum de les superfícies reflectants.
Una superfície lambertiana és un difusor perfecte on la llum es reflecteix en totes les direccions, amb independència de l'angle d'incidència de la llum, de tal manera que qualsevol que sigui l'angle de visió de la superfície té la mateixa luminància. Una superfície especular és un mirall com a superfície, on l'angle de reflexió de la llum és el mateix que l'angle d'incidència.

Determinar el sistema de control
Una optimització de la il·luminació energeticament eficient

L'eficàcia i l'eficiència de qualsevol instal·lació d'il·luminació es veu afectada tant pel sistema de control com per les fonts i artefactes d'il·luminació triats.
Cal tenir en compte:

• Proporcionar múltiples interruptors per controlar el nombre de llums que s'encenen alhora. L'ús d'un interruptor per encendre tots els llums en una habitació gran és molt ineficient.
• La col·locació d'interruptors en les sortides de les habitacions i l'ús de commutació de dues vies per fomentar els llums s'han d'apagar en sortir de l'habitació.
• Ús dels interruptors i els accessoris que utilitzen sensors de moviment per encendre i apagar els llums. Aquests són útils en les sales d'ús poc freqüent, on els llums es poden deixar encesos error.

Elecció de lluminàries
El rendiment d'una lluminària ha de considerar-se tan acuradament com el seu cost. A llarg termini una lluminària ben dissenyada i ben construïda serà més barata que una unitat de baixa qualitat; i les principals característiques d'una lluminària de qualitat són:

• Construcció mecànica i elèctrica i un acabat durador
• L'examen adequat dels llums d'alta luminància per minimitzar la incomoditat i l'enlluernament
• Dissipació de calor adequada per evitar el reescalfament del llum, cablejat i equips auxiliars
• Alt rendiment del llum amb la distribució de la llum adequada
• Facilitat d'instal·lació, neteja i manteniment

Font: Electrical Engineering