Introducción

Los factores de mantenimiento (MF) se aplican al diseño de iluminación para tener en cuenta la reducción en la salida de las luminarias utilizadas en cualquier accesorio de iluminación y para garantizar que se proporcionen los niveles de luz correctos al “final de la vida útil”. El cálculo de MF tiene en cuenta la depreciación de la luminaria y el impacto del medio ambiente en la instalación, que también se aplica a la iluminación LED. El método para calcular el factor de mantenimiento está claramente especificado en la especificación SLL de iluminación. Dado que los datos de estructura y rendimiento de las lámparas LED son diferentes de los de las lámparas tradicionales, la norma ISO_CIE 22012-2019 Luz e iluminación — Determinación del factor de mantenimiento brinda una introducción detallada al cálculo del factor de mantenimiento de las lámparas LED y los factores que afectan el cálculo de iluminación del factor de mantenimiento.

Este documento está destinado a ayudar a los diseñadores de iluminación a aplicar valores de MF razonables durante el proceso de diseño de iluminación para maximizar el rendimiento de las luminarias LED. Esto garantizará que la solución provista seguirá brindando el nivel de iluminación correcto al final de su vida útil. Al mismo tiempo, también será de gran ayuda para las partes del proyecto y los diseñadores de iluminación, incluida la implementación de proyectos de iluminación en diferentes lugares, un mejor desarrollo de la iluminación y una mejor respuesta a las preguntas relacionadas, todo lo cual promoverá el vigoroso desarrollo de la industria LED.

¿Por qué necesitamos verificar el factor de mantenimiento?

¿Por qué se requiere un factor de mantenimiento? Debido a que en el proceso de uso, debido a la disminución de la luz de la fuente de luz, la disminución de la transmisión de luz del reflector/refractor/superficie emisora de luz de la lámpara, la contaminación del medio ambiente a la lámpara y otros factores, el la salida de luz de la lámpara definitivamente se atenuará y el resultado de la iluminación será peor. Br esto, podemos saber que el factor de mantenimiento está en el rango de 0-1, y cuando diseñamos, debemos aumentar apropiadamente el valor de diseño (aumentar el flujo luminoso de la lámpara) para equilibrar la disminución general de la luz de la lámpara en el futuro, para que el resultado de la iluminación pueda cumplir con los requisitos estándar. Debido a que la norma estipula el valor de mantenimiento en lugar del valor inicial (valor de diseño), necesitamos determinar el factor de mantenimiento por adelantado según la particularidad de la lámpara, el entorno de uso, el tiempo del proyecto y el mantenimiento diario, etc. El coeficiente por el cual el valor de diseño se incrementa es el recíproco del factor de mantenimiento. Por lo tanto, el factor de mantenimiento es un índice económico, y cuanto mayor sea el valor, mejor, porque bajo ciertas condiciones técnicas, la eficiencia de las lámparas (fuentes de luz) generalmente es cercana, y un cierto aumento en el flujo luminoso también significa un cierto aumento en costos de inversion. La determinación razonable del factor de mantenimiento es de ayuda práctica para la correcta implementación del proyecto y la inversión del proyecto, por lo que debemos tomar en serio el factor de mantenimiento de los productos LED en el proyecto.

¿Cómo verificar el factor de mantenimiento para el diseño de iluminación?

El factor de mantenimiento real de las lámparas en la simulación de iluminación se ve afectado por muchos factores, y su resultado está determinado por el factor de mantenimiento de la luz de la lámpara, el factor de supervivencia de la lámpara, el factor de mantenimiento de la luminaria y el factor de mantenimiento de la superficie de la habitación. La fórmula para calcular el factor de mantenimiento para el diseño de iluminación interior es la siguiente. La fórmula de cálculo para la iluminación exterior (excepto túneles y pasos inferiores) es similar, excepto que no se considera el factor de mantenimiento de la superficie de la habitación.

MF = LLMF (Factor de mantenimiento de la luz de la lámpara) x LSF (Factor de supervivencia de la lámpara) x LMF (Factor de mantenimiento de la luminaria) x RSMF (Factor de mantenimiento de la superficie de la habitación)

LLMF – Factor de mantenimiento del lumen de la lámpara o factor de mantenimiento del flujo luminoso

El factor de mantenimiento del lumen de la lámpara (LLMF) representa la depreciación del flujo luminoso a lo largo del tiempo debido al envejecimiento de una fuente de luz o luminaria durante el funcionamiento normal (excluyendo factores externos). Esto se define como la relación entre el flujo luminoso decaído y el flujo luminoso inicial.

Para luminarias con fuentes de luz integradas, se determinará el factor de mantenimiento del flujo luminoso LLMF para toda la luminaria. Para lámparas con fuentes luminosas no integradas, el factor de flujo luminoso LLMF debe determinarse como el factor de mantenimiento del flujo luminoso de la fuente luminosa (es decir, el módulo LED). El factor de flujo luminoso LLMF determinado al nivel de la luminaria reflejará mejor la realidad ya que incluye todos los componentes y condiciones de funcionamiento. Por lo tanto, este es el método por defecto para todos los tipos de luminarias. Para las luminarias LED, el factor de flujo luminoso LLMF debe confirmarse conjuntamente de acuerdo con la fuente de luz o el intervalo de reemplazo de la luminaria y la norma IEC 62722-2-1 del proveedor de la luminaria.

Ejemplo de comprobación del factor de flujo luminoso: cuando la vida útil de la instalación es de 10 años con 4 000 horas de funcionamiento al año, el resultado es un total de 40 000 horas de funcionamiento para el proyecto completo. Como las especificaciones proporcionadas solo proporcionan la depreciación de 50 000 h, la depreciación después de 40 000 h se puede estimar en función de la fórmula a continuación. Utilizando la especificación de referencia de L80 = 50 000 h, el factor de flujo luminoso estimado LLMF = 0,84

Factor de flujo luminoso, LLMF = 1 – 40000 / 50000 * (1-0,8) = 0,84

LSF – Factor de supervivencia de la lámpara

Factor de supervivencia (LSF), que representa la probabilidad de que una fuente de luz y/o luminaria siga funcionando en un momento dado. Este factor debe basarse en el tipo de régimen de reemplazo (régimen de reemplazo al contado y régimen de reemplazo grupal). En la práctica, el sistema de sustitución de puntos es el sistema por defecto para garantizar la seguridad. Sin embargo, el reemplazo puntual debe rastrear cada luminaria en el proyecto, lo que seguramente será una gran pérdida de recursos. Si es un reemplazo de grupo, necesitamos compartir la vida de cada componente de la lámpara para determinar el LSF. Debido al rendimiento de los LED, algunos proyectos considerarán que las posibilidades de daño del LED son bajas, por lo que el factor predeterminado será 1.

Ejemplo para verificar los factores de supervivencia: cuando un proyecto utiliza la sustitución de grupos, es necesario verificar los componentes individuales. Durante la vida útil de la luminaria, la tasa de fallo de la fuente de luz es del 1 %, lo que corresponde al 0,8 % dentro de las 40000 horas de vida útil de la instalación (probabilidad de fallo Pf = 0,8/100 = 0,008), lo que corresponde a una probabilidad de supervivencia Ps de 0,992 (Ps = 1,0 – Pf = 100 – 0,008). El controlador LEDtiene una tasa de falla del 1% cada 5000 horas, lo que corresponde a una tasa de falla general del 8% a las 40000 horas (probabilidad de falla Pf = 8/100 = 0,08). Esto corresponde a una probabilidad de supervivencia Ps de 0,92 (Pa = 1,00 – 0,08) durante la vida útil de la instalación. Dado que el conductor tiene la menor probabilidad de supervivencia, el factor de supervivencia LSF = Ps = 0,92.

LMF – Factor de mantenimiento de la luminaria

Dado que los LED generalmente no tienen superficies orientadas hacia arriba y generalmente están cerrados, esto reduce el área de superficie para que se deposite la suciedad en los LED. Por ejemplo, Clase IP: IP66, Categoría de contaminación: Baja, Intervalo de limpieza de la luminaria: 3 años, consultando la tabla correspondiente, obtenemos que el factor de mantenimiento de la lámpara debe ser de 0,9.

El factor de mantenimiento de luminarias (LMF) expresa la salida relativa de una luminaria debido a la deposición de suciedad en la fuente de luz, la óptica u otros componentes que afectan la salida de la luminaria. El factor de mantenimiento de la luminaria (LMF) debe determinarse en función de los tres factores principales de la clasificación IP de la luminaria, las condiciones ambientales y los intervalos de limpieza, tal como se describe en CIE 097:2005 (luminarias de interior) y CIE 154:2003 (luminarias de exterior). Aquí discutimos principalmente cómo confirmar el factor de mantenimiento de las lámparas exteriores (farolas LED, proyectores) a través de la tabla correspondiente. La estructura y composición de las lámparas LED son diferentes de las lámparas estándar. El efecto de los depósitos de suciedad no es tan pronunciado como con las fuentes de luz convencionales.

RSMF – Factor de mantenimiento de la superficie de la habitación

El factor de mantenimiento de la superficie de la habitación (RLSM) tiene en cuenta la depreciación de los reflejos de la superficie. Para aplicaciones en interiores, esto se refiere a todas las superficies reflectantes relevantes, como paredes y techos, mientras que para aplicaciones en exteriores, esto se refiere solo a aplicaciones en túneles y pasos subterráneos (este documento no cubre, puede encontrar más información sobre túneles y pasos subterráneos en CIE 088:2004) . Para iluminación exterior (excepto túneles y pasos inferiores), el factor de mantenimiento de superficie LSM se establece en 1,00. El factor de mantenimiento de la superficie interior LSF debe confirmarse según los principios descritos en CIE 097:2005. Este factor se basa en la distribución de las luminarias, la reflectividad de las superficies principales (techo/pared/suelo), la categoría de contaminación ambiental y el intervalo de limpieza de la superficie. La confirmación de su factor de mantenimiento puede referirse a la tabla adjunta CIE 097:2005, y no la ampliaremos aquí por limitaciones de espacio.

Ejemplos para verificar el factor de mantenimiento para el diseño de iluminación

Se utilizará un factor de mantenimiento en el diseño de iluminación para garantizar que la luminaria cumplirá los requisitos de iluminación correspondientes a lo largo de la vida útil acordada de la instalación cuando la instalación se mantenga de acuerdo con el programa de mantenimiento prescrito. En el capítulo anterior, presentamos en detalle los diversos factores que afectan el factor de mantenimiento. Aquí, daremos un ejemplo de la determinación del factor de mantenimiento en aplicaciones prácticas, con la esperanza de profundizar en la comprensión del cálculo del factor de mantenimiento.

Las tablas para verificar cada factor se refieren al factor de mantenimiento

Las tablas C.1, C.2, C.3 y C.4 del factor de mantenimiento de luminarias interiores se muestran a continuación, y las exteriores se muestran en la tabla 1. Factor de mantenimiento de superficies interiores, consulte CIE 097:2005 o comuníquese con ZGSM para obtener más detalles.

ZGSM diferentes soluciones de iluminación con diferentes factores de mantenimiento

Debido a que el factor de mantenimiento es muy importante, enumeramos a continuación las diferentes farolas y luces de gran altura con diferentes MF en la aplicación práctica, y cómo lograr de manera óptima los resultados de iluminación requeridos con menos consumo de energía o menos lámparas.

Para iluminación de gran altura

Example 1 – High bay light	Example 2 – High bay light
MF, standard L85@50,000 hrs rated luminaire: LLMF = 0.85 LSF = 1 LMF clean environment = 0.94 RSMF clean environment = 0.95 MF = 0.85 x 1 x 0.94 x 0.95 = 0.76	MF, standard L90@50,000 hrs rated luminaire: LLMF = 0.90 LSF = 1 LMF clean environment = 0.94 RSMF clean environment = 0.95 MF = 0.9 x 1 x 0.94 x 0.95 = 0.80
Dialux results: 25 pieces 100W highbay, 501lux, U0=0.51	Dialux results: 24 pieces 100W highbay, 507lux, U0=0.51

Para alumbrado público

Example 1 – Street light	Example 2 – Street light
MF, standard L70@100,000 hrs rated and 0.5 % per 5 000 h driver failure rated IP66 luminaire at low pollution environment and 2 year cleaning interval: LLMF = 0.82 at 60,000 hrs LSF = 0.95 LMF low pollution environment = 0.88 MF = 0.82 x 0.95 x 0.88 x 1.00 = 0.69	MF, standard L90@100,000 hrs rated and 0.5 % per 5 000 h driver failure rated IP66 luminaire at low pollution environment and 2 year cleaning interval: LLMF = 0.94 at 60,000 hrs LSF = 0.95 LMF low pollution environment = 0.90 MF = 0.94 x 0.95 x 0.91 x 1.00 = 0.81
Dialux results: 50W street light, 1.07cd/m2, U0=0.40	Dialux results: 40W street light, 1.01cd/m2, U0=0.40

Resumen

Este artículo describe principalmente el significado del factor de mantenimiento, su propósito y el significado de los cuatro factores relacionados con la confirmación del factor de mantenimiento: factor de mantenimiento del lumen de la lámpara, factor de supervivencia de la lámpara, factor de mantenimiento de la luminaria y factor de mantenimiento de la superficie de la habitación, y cómo debemos ir a confirmar estos factores. A partir de estos aspectos, sabemos que estos son factores que afectan el factor de mantenimiento que causan el deterioro de la luz de la lámpara, así como el nivel IP de la estructura de la lámpara, el grado de contaminación ambiental, la vida útil de la fuente de luz y la potencia. suministrar. En términos generales, las lámparas con un alto nivel de IP y un entorno relativamente limpio provocan una contaminación más lenta de las lámparas, buena calidad de los LED y de la fuente de alimentación. A mayor coeficiente de mantenimiento, menor iluminancia (brillo) que necesita compensación previa y mejores beneficios económicos.

De esto, también sabemos que cuando la misma lámpara se usa en diferentes instalaciones, sus parámetros de entrada son diferentes, lo que resulta en una gran diferencia en el factor de mantenimiento. Aquí el factor de mantenimiento y el factor de mantenimiento de lúmenes no son los mismos conceptos, también debemos considerar otros tres factores, de modo que se puedan obtener e implementar factores de mantenimiento precisos en el diseño de iluminación. Si deseas conocer más sobre las especificaciones técnicas de luminarias led y otros, puedes contactarnos en cualquier momento.

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