Iluminación Exterior - Alumbrado Público, Vial, Peatonal y de Fachadas - AC. ATIFICIAL E INSTALACIONES 2 - PDF

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Iluminación Exterior Alumbrado Publico,Vial, Peatonal, y de Fachadas AC. ATIFICIAL E INSTALACIONES 2 Modulo Lumínico Ac- Lumínico / UDELAR /2023 1 ILUMINACION EXTERIOR Aspectos fundamentales a tener en cuenta para su diseño: ① Introducción. ② La Polución Lumínica: ③ El Alumbrado Publico: q Iluminación para Tráfico Motorizado. q Iluminación para peatones, ciclistas y residentes ④ El conocimiento y buen uso de las Tecnologías: q La elección del tipo de fuente de iluminación, q La elección del tipo de luminaria q la gestión del funcionamiento, (Ver próxima clase - Sistemas de control y gestión de la luz). ⑤ Interfaces entre la luz y los materiales q Niveles de iluminación recomendados q Las Verificaciones y Cálculos. (Clase 8 Parte B - Software ) ⑥ Ejemplos de aplicación en iluminación de fachadas.. Ac- Lumínico / UDELAR /2022 2 ① Introducción Iluminación Exterior Antes de empezar a proyectar en iluminación en los espacios exteriores, es fundamental definir las áreas de actuación, los diferentes “escenarios urbanos”. Es decir, ¿qué queremos iluminar y en qué parte de la ciudad se encuentra?. ¿Qué TEMA, y en qué LUGAR? § LOS TEMAS: monumentos, calles, zonas verdes, puentes, fuentes, etc.... § LAS AREAS (LUGARES): El centro histórico, barrios, zonas residenciales, etc… El urbanista del MIT de Boston Kevin Linch, a mediados del siglo pasado, estudio que hacia la gente para orientarse en la ciudad y no olvidarlo. Descubrió que en el mundo industrializado confiamos en cinco categorías del espacio topográfico, estas son: Ac- Lumínico / UDELAR /2023 3 RECONOCIMIENTO DE ZONAS HOMOGÉNEAS Lo importante de esta categorización, es que son aplicables para describir los 3. Los Hitos: que son las rasgos mas importantes de cualquier ciudad: construcciones individuales o partes que por su tamaño, diseño o color, Primero, bajo la luz natural diurna, luego en el paisaje de la luz artificial que se crea sobresalen del entorno inmediato ) por la noche. En conjunto forman la imagen de la ciudad, y aunque la luz de la noche siempre será distinta a la luz del día, puede generar sorpresas y experiencias con una condición fundamental en el diseño, que la ciudad sea reconocible. 1. Las Vías: (ya sean grandes o pequeñas, vehiculares o peatonales) 4. Las márgenes: son los lugares en que la ciudad sufre variaciones de carácter, como la rambla, la bahía y los arroyos. 2. Los Nodos: que son los espacios típicamente urbanos, como las plazas, parques o cruce de caminos. 5. Los Barrios, (que pueden ser regulares o irregulares, urbanos o suburbanos, etc. ) 4 Ac- Lumínico / UDELAR /2023 q La Polución Lumínica: En la Tercera Edad de la Luz, donde la sociedad se ha dado cuenta de las consecuencias ambientales de la iluminación artificial, y que en conjunto a los avances tecnológicos, se buscara la forma de reducir el impacto ambiental, contemplando el funcionamiento de la ciudades que no duermen. Ac- Lumínico / UDELAR /2023 5 La Polución Lumínica: Podemos considerar la luz como el quinto elemento de nuestro entorno. Al igual que el aire, el agua, la tierra y el fuego, la luz presenta dos dimensiones inseparables: una positiva y otra negativa. 1. Positiva porque la luz estimula los sentimientos, propicia el bienestar y nos permite disfrutar de las formas y colores. 2. Negativa porque esta misma luz puede penetrar en zonas en las que no es deseada y llegar a ser incómoda o molesta, así como degradar estéticamente el entorno urbano. Ac- Lumínico / UDELAR /2013 6 La Polución Lumínica Control de la Polución Lumínica 244 16 Light-Pollution Parameters Fig. 16.2 The actual situation Actual and the hypothetical ideal situation that are compared in the definition of upper flux ratio UFR ρsuround ρsuround ρarea Ideal ρsuround ρsuround ρarea of the lighted area and its surroundings according to the formula (AFNOR 2011): ! " #$ Eav,initial ULOR ρsurrounds DLOR − µ UFR = 1+ + LOR= ULOR+DLOR Eav,maint ρarea ∗ µ ρarea µ where: Eav,initial = The initial average illuminance of the area to be lit, La CIE define la luz dispersa como el rendimiento de flujo E ascendente (ULOR) = The required maintained av,maint desaprovechado. illuminance of the area to be lit, El flujo de una luminaria se divide en dos partes: ULOR = Proportion of the upward flux to the total flux of the luminaires in their installed position, DLOR = Proportion of the downward flux to the total flux of the luminaires in 1. El rendimiento ascendente ULOR, flujo irradiado por encima del position, their installed plano horizontal (upward ρ = Reflectance of the area to be lit, light output ratio). area ρ = Reflectance of the surrounding surfaces, surrounds µ = Utilization factor of the installation related to the area to be lit. 2. El rendimiento descendente DLOR,( flujo irradiadoIn the porcasedebajo delinstallations of road-lighting plano designed horizontal) on the basis of luminances, the (downward light output ratio.. illuminance ratio in the formula has to be replaced by the luminance ratio. That the ratio of initial to required maintained lighting level plays a role in the value of UFR is in fact an impulse to design an installation as close as possible to the required lighting level: needless over-lighting automatically results in a higher and therefore 7 Ac- Lumínico / UDELAR /2023 worse value of UFR. At first glance it may appear strange that the reflectance of the area to be lighted, La Polución Lumínica La polución Lumínica del cielo nocturno: Los astrónomos hablan de contaminación lumínica del cielo nocturno para referirse al resplandor de la luz que entorpece las observaciones astronómicas. Parámetros a considerar para la eliminación de la luz no deseada: 1) La distribución de luz de las luminarias 2) La disposición de las luminarias. 3) La orientación de las luminarias. 4) El control de la Luz según necesidades y periodos. 5) El entorno. 8 Ac- Lumínico / UDELAR /2023 La Polución Lumínica 1) La distribución de luz de las luminarias Proyectores con sistema óptico Proyectores con sistemas ópticos de convencional.- (Haz expansivo). haz muy controlado. 30% de dispersión del flujo, hacia el hemisferio superior 9 Ac- Lumínico / UDELAR /2023 La Polución Lumínica 2) La disposición y ubicación de las luminarias. ü Iluminación intrusa ü Iluminación intrusa Alumbrado publico con emisión principal en Luz generada por la cartelería publicitaria es fachadas opuestas fachadas vecinas Luz molesta en las viviendas – “iluminación intrusiva” Emisión de luz al hemisferio superior. 10 Ac- Lumínico / UDELAR /2023 La Polución Lumínica: ü Iluminación intrusa La penetración de la iluminación publica en los hogares: Tiene 2 aspectos: Los Negativos: Dificultad del Sueño. Los Positivos: Hace posible la circulación por la casa sin necesidad de encender luces 11 Ac- Lumínico / UDELAR /2023  Calculated horizontal and verti- to avoid interference, with the ting solutions are based. cal lighting levels can only be longer-throw projectors moun- La Polución Lumínica: 3) La orientación y enfoque de las luminarias. Luz molesta en los conductores A vital step in installation is aiming. The precision aiming of Philips floodlights ensures that the well- controlled beams cover the exact area of playing surface assigned to them. 10 Instalaciones Deportivas 12 Ac- Lumínico / UDELAR /2023 La Polución Lumínica: 4) El control de la Luz según necesidades y periodos (sistemas inteligentes de control de la iluminación). Iluminación nocturna de la basílica de Fourviere - Lyon 13 Ac- Lumínico / UDELAR /2023 La Polución Lumínica: 5) La Polución lumínica según los entornos urbanos. Propuesta de la C.I.E. para clasificar los entornos de acuerdo a a los niveles de iluminación aceptables. E2 (Rural) E3 (Sub-Urbano) Luminaire with: E4 (Urbano) diffuser A refractor refractor and decorative disc B louvre rotation-symmetrical opaque cover C road lighting reflector 9 E1: Áreas con entornos oscuros: parques nacionales, zonas protegidas. NO hay alumbrado publico E2: Áreas de claridad baja: Zonas urbanas periféricas y zonas residenciales rurales , (calles iluminadas conforme al estándar viario residencial) E3: Áreas con claridad media : Zonas residenciales urbanas. (calles iluminadas de acuerdo al estándar de trafico viario rodado) E4: Áreas con claridad alta, zonas urbanas residenciales y comerciales con actividad nocturna. 14 Ac- Lumínico / UDELAR /2023 Alumbrado Público Categorías o tipos instalación 1. Iluminación para tráfico motorizado. El propósito básico de la iluminación para el tráfico motorizado es mejorar la capacidad visual del conductor: § Rendimiento visual § Confort visual § SEGURIDAD (Estado de alerta) 2. Iluminación para peatones, ciclistas y residentes § Seguridad vial para el tráfico motorizado § Seguridad vial y seguridad social para peatones, ciclistas y residentes 15 Ac- Lumínico / UDELAR /2023 1. Iluminación para tráfico motorizado. Criterios de Calidad de una instalación Para lograr el confort y agrado en una instalación, los siguientes aspectos juegan un papel importante en la iluminación de espacios exteriores: a) Calidad de iluminación y visibilidad de los objetos. – Nivel de Luminancia – Uniformidad. – Control del deslumbramiento – Iluminación del entorno del camino b) El espectro de emisión de las fuentes de luz. – La temperatura del color (TCC) – La Reproducción del color (CRI). d) El impacto visual de la instalación durante el día. 16 Ac- Lumínico / UDELAR /2023  a) Calidad de iluminación y visibilidad de los objetos. La Luminancia como base del diseño de la iluminación La iluminación vial fija tiene como objetivo hacer que los objetos sean visibles como siluetas oscuras contra la superficie brillante de la carretera. Cuanto mayor sea la luminancia de la superficie de la carretera, mayor será el número de objetos que se verán en silueta. Hablamos por tanto del concepto de luminancia del alumbrado vial. La Visibilidad de objetos - Década de 1920: “visión de la silueta” El principio de la silueta de la iluminación vial fue demostrado a principios del siglo pasado por el investigador británico Waldram, uno de los primeros investigadores en investigar el concepto de luminancia de la iluminación vial. 17 Foto: Ac- Waldram Lumínico 1938 /2023 / UDELAR  La influencia de la reflexión de la superficie de la carretera sobre el brillo percibido: 1. Nivel de iluminacion: Lav Tabla de Valores (Mantenidos) : Nivel de Luminancia PERFORMANCE El concepto de luminancia como base del diseño de la iluminación Cuatro situaciones Mismo valor de iluminancia en lux. Diferentes valore de luminancia em cd/m2 debido a diferente tipo de superficies La influencia de la reflectancia de la superficie de la carretera sobre el brillo percibido, con iluminancias constantes: una superficie lisa y seca; b superficie húmeda lisa; c superficie rugosa y seca; d superficie mojada áspera. 18 Ac- Lumínico / UDELAR /2023 Van Bommel y De Boer 1980) (Fuente: Calidad de iluminación y la visibilidad de los objetos 1. Nivel de iluminacion: Lav 2. Uniformidad: Uo Visibilidad Visibilidad y confot visual U0 = Lmin / Lmedia U0= Lmin / Lmedia Valor Uo muy bajo y valor Ul alto. U0= (Lmin / Lmax)Longitudinal Uo moderado y valor Ul muy bajo Fotografías, tomadas en un modelo de iluminación vial, que ilustran la mala uniformidad desde el punto de vista del rendimiento visual 19 Ac- Lumínico / UDELAR /2023 Calidad de iluminación y la visibilidad de los objetos 1. Nivel de iluminacion: Lav 2. Uniformidad: Uo 3. Control del deslumbramiento: Puede estar producido por valores de luminancia excesivos en el campo de visión, por contraste de luminancia demasiado altos o por una combinación de ambos. Pude ser de 2 tipos: 1. Deslumbramiento Fisiológico: que se juzga en términos de la capacidad visual. 2. Deslumbramiento Psicológico: que se juzga en términos del confort visual 20 Ac- Lumínico / UDELAR /2023 Control y Limite del deslumbramiento 1. Fisiológico, o Incremento de umbral (TI): Se juzga en términos de la capacidad visual. Este deslumbramiento perturbador es el resultado de interferencias en el proceso visual y una forma frecuente en que se da es el “deslumbramiento por velo” en el que la luz se esparce o dispersa en el sistema óptico del ojo, fundamentalmente en la cornea y el cristalino. Este velo, tiene una cierta luminancia que se puede calcular, LV , y en dicha formula inciden los siguientes datos: 1. la iluminancia que incide sobre el ojo, 2. el ángulo entre la la dirección de visión y la dirección de la incidencia de la visión sobre el ojo de la fuente., 3. y el factor K que es la edad del observador. 2. Psicológico 4 Visual Comfort(G), Se juzga en términos del confort visual. for Motorists Prueba de campo en base a 20 personas: 1. La Luminancia varia entre 330 a 7800cd/m2 2. Mascaras en forma de disco variables de 10 a 60cm según luminarias típicas de alumbrado publico. 21 Control del deslumbramiento molesto. Luminaria tradicional Luminaria LED 56 56 4 Visual 4 Visual Comfort Comfort for Motorists for Motorists Fig.Fig. 4.6 4.6 Typical Typical example example of aof a relatively relatively uniform uniform luminaire luminaire luminance luminance distribution distribution as as Las luminarias LED utilizan una serie múltiple obtained with de conventional obtained with conventional LED pequeños, cada elemento individual, light light sourcesaunque sources as compared as compared withwith the the non-uniform non-uniform eficiente, no tiene un flujo luminoso luminance luminance distribution distribution withwith suficientemente alto. Esto significaanque laof LEDs an array array of LEDs distribución de luminancia de la superficie L70°L70° L70°L70° emisora de luz de esos elementos son mucho menos uniforme que la de las luminarias que av av utilizan fuentes de luz convencionales. av av 22 Ac- Lumínico / UDELAR /2023 of of LED light LED sources light these sources possibilities these are are possibilities much greater much thanthan greater withwith conventional conventional Calidad de iluminación y la visibilidad de los objetos 1. Nivel de iluminacion: Lav 2. Uniformidad: Uo 3. Control del deslumbramiento: Puede estar producido por valores de luminancia excesivos en el campo de visión, por contraste de luminancia demasiado altos o por una combinación de ambos. Pude ser de 2 tipos: 1. Deslumbramiento Fisiológico: que se juzga en términos de la capacidad visual. 2. Deslumbramiento Psicológico: que se juzga en términos del confort visual 4. Iluminación del entorno del camino 23 Ac- Lumínico / UDELAR /2023 Iluminación del entorno del camino. Relación de iluminación de borde: EIR = Eentorno / Ecalle ambos lados de la carretera ancho circundante = ancho del área (Fuente: Van Bommel 2015) 24 Ac- Lumínico / UDELAR /2023 Iluminación del entorno del camino. Distancia de reacción a la presencia de peatones situados a tres metros del borde de una vía de circulación, en función de la luminancia media de la vía, Las luces propias del autos solas, son mejores que la mala iluminación de la carretera Lav. Uniformidad, Uo > 0,4 Deslumbramiento, TI < 10. Situación de ensayo en el laboratorio de alumbrado público al aire libre. Coche del conductor equipado con luz de cruce. 25 Ac- Lumínico / UDELAR /2023 (Fuente: Van Bommel 2015) Recomendaciones de diseño para el alumbrado de calles El color de las fuentes de luz 4100 K Las Calles iluminadas por luz cálida, a diferencia de las de luz fría, se perciben mas uniformes. En condiciones de baja luminosidad, fuentes de luz fría son percibidas como mas brillantes. 3000 K 2500 K 1950 K Calle bañada por Calle bañada por una Luz fría una Luz cálida. Ac- Lumínico / UDELAR /2023 26 Recomendaciones de diseño para el alumbrado de calles 13.3 Visual Guidance 191 Orientación o Guía Visual de una instalación Fig. 13.7 Example of good visual guidance obtained by the alignment of the luminaires Si los puntos luminosos se organizan en un patrón regular discernible pueden constituirse en una orientación óptica. Fig. 13.8 Luminaire siting on curves and its consequences for visual guidance and ease of creating luminance patterns on the road Si en cambio, estos puntos luminosos no forman un patrón de distribución discernible, pueden producir distracción y generar una sensación de desorden 27 Ac- Lumínico / UDELAR /2023 Recomendaciones de diseño para el alumbrado de calles 184 13 Design Aspects Las tipologías básicas de iluminación de calles: 184 184 13 13 Design Design Aspects Aspects 184 184 13 13 Design DesignAspects Aspects single-sided single-sided w