Método del lumen

En diseño de iluminación , el método del lumen (también llamado método de cavidad zonal ) es un método simplificado para calcular el nivel de luz en una habitación. Este método consiste en una serie de cálculos que utilizan criterios de iluminancia horizontal para establecer una distribución uniforme de las luminarias en un espacio. En su forma más simple, el método del lumen es simplemente el número total de lúmenes disponibles en una habitación dividido por el área de la misma. ^{[ 1 ]} Para realizar este cálculo, es necesario recopilar muchos factores, coeficientes, datos de lúmenes de las lámparas y otras cantidades. A pesar de la apariencia científica de las ecuaciones del método del lumen, este presenta imprecisiones y suposiciones inherentes. Por lo tanto, el método del lumen no debe utilizarse como una solución final e independiente; debe emplearse como una herramienta en entornos de diseño de iluminación particularmente uniformes si se desea una técnica sencilla y aproximada de cuantificación de la iluminancia. ^{[ 2 ]}

Los factores de pérdida de luz (LLF, por sus siglas en inglés) son los factores que deben tenerse en cuenta al calcular el método del lumen. Los factores más importantes a considerar son:

1. Depreciación del flujo luminoso de la lámpara (LLD): Los valores de depreciación del flujo luminoso de la lámpara reflejan el rendimiento general de la misma a lo largo de su vida útil. LLD = (flujo luminoso medio/flujo luminoso nominal). Estos valores se pueden encontrar en los datos del fabricante de la lámpara.
2. Factor de Balasto (BF): Compara la relación entre la intensidad luminosa de una lámpara que funciona con un balasto específico y la intensidad luminosa de la misma lámpara que funciona con un balasto de referencia estándar. El BF se proporciona en los datos del fabricante del balasto.
3. Depreciación por suciedad de la luminaria (LDD): Es la pérdida de luz antes de la limpieza del polvo. La LDD se estima a partir de las tablas del manual de iluminación de la IESNA.
4. Depreciación por suciedad en la superficie de la habitación (RSDD): Este valor tiene en cuenta la suciedad o el polvo que se acumula en todas las superficies de la habitación, especialmente en la parte superior de las paredes y el techo. La RSDD también se estima a partir de las tablas del manual.

El producto de todos estos factores es el factor de pérdida de luz (LLF), que luego se utiliza en la ecuación de iluminancia promedio.

En los libros de texto y en el Manual de Iluminación de la IESNA se ofrece una guía paso a paso. ^{[ 3 ]}

En resumen, el método del lumen consiste en calcular las "relaciones de cavidad" de los volúmenes superior, medio e inferior del espacio a iluminar. La cavidad inferior abarca desde el suelo hasta la altura de trabajo, la cavidad superior desde el borde inferior de las luminarias hasta el techo, y la cavidad media es el volumen comprendido entre estos dos planos.

La reflectancia efectiva del techo, el suelo y las paredes se estima a partir de datos tabulados. Los fabricantes proporcionan un coeficiente de utilización, que representa la fracción de luz dirigida al plano de trabajo, para cada diseño de luminaria en función de las distintas relaciones de cavidad de la sala calculadas.

Parte de la luz producida por las lámparas se pierde debido a condiciones de funcionamiento no ideales, suciedad en las luminarias y suciedad en las superficies de la habitación. Para todos estos factores, se calcula un factor de pérdida de luz basado en tablas de factores empíricos.

Dado el problema habitual de iluminación de obtener un nivel de iluminación promedio en el plano de trabajo, el número de luminarias se puede calcular en función de la cantidad efectiva de luz útil que se ha calculado que emite cada luminaria. ^{[ 4 ]}

Dado que el método de cavidad zonal solo proporciona un nivel de iluminación promedio, los fabricantes establecen en tablas las relaciones recomendadas entre la distancia entre las superficies de montaje y la altura de montaje, las cuales no deben excederse si se desea una iluminación uniforme.

El método lumen permite manipularlo para calcular una variable específica. Esto resulta valioso, ya que ciertos datos son necesarios en distintas etapas del proceso de diseño. El número de luminarias es importante porque se puede utilizar para estimar costos y determinar su distribución en un programa informático de cálculo de iluminación (Steffy 2002).

El valor CU debe obtenerse del fabricante de la luminaria que se va a evaluar. Para determinar el valor CU en la tabla del fabricante, se debe utilizar el índice de reflectancia de la cámara (RCR). Además, es necesario conocer la reflectancia del techo, las paredes y el suelo.

RCR = 5 x (altura de la habitación) x (ancho de la habitación + largo de la habitación) / [(ancho de la habitación) x (largo de la habitación)] ^{[ 5 ]}

El número de lúmenes por lámpara debe obtenerse del fabricante de la lámpara.

Los factores de pérdida de luz se pueden calcular utilizando los métodos descritos en el manual de la IESNA. En ocasiones, cada empresa tiene su propia regla general para calcularlos. El factor de balasto se puede obtener del fabricante del balasto.