Introducción

Actualmente, la distribución de luz de las farolas LED se clasifica típicamente como Tipo IM, IIM, IIIM, VS, etc.; Sin embargo, algunos proyectos de licitación de alumbrado público (más información sobre los requisitos según la licitación de alumbrado público) todavía especifican requisitos que utilizan ángulos de haz. ¿Por qué ocurre esto? La respuesta reside en el uso de dos sistemas de clasificación: el primero emplea el Sistema de Clasificación de Luminarias (LCS) de la IES, mientras que el segundo utiliza la Clasificación NEMA, que, por supuesto, también se incluye en el Manual de la IESNA. Ambos describen la distribución espacial de la luz emitida por las luminarias, pero cada uno tiene sus propias características. Este artículo se centrará en el Sistema de Clasificación de Luminarias (LCS) de la IES y la Clasificación NEMA, así como en sus aplicaciones en la clasificación de la distribución de luz de alumbrado público. Esto incluye diferentes distribución de luz de las farolas, así como el ángulo del haz del alumbrado público.

¿Qué es el sistema de clasificación de luminarias (LCS) de IES?

El sistema de clasificación de luminarias propuesto por la IES sirve como piedra angular del diseño de alumbrado vial, definiendo los tipos de luminarias en función de la distribución lateral y longitudinal de la luz en la superficie de la carretera. La distribución lateral de la luz, también conocida como distribución transversal de la luz, determina el tipo de distribución de luz en función de la relación entre la altura de montaje de la luminaria y el ancho de la carretera. La distribución lateral de la luz se determina analizando la traza de candelas a la mitad del máximo. El tipo I es adecuado para aceras estrechas, donde la luz se distribuye principalmente dentro de un rango de 1 vez la altura de montaje a cada lado de la luminaria (es decir, la traza de candelas a la mitad del máximo cae entre 1 MH en el lado de la casa y 1 MH en el lado de la calle de la posición de la luminaria); los tipos II y III son adecuados para carreteras de ancho medio, con el punto de intensidad a la mitad del máximo cayendo entre 1,75 y 2,75 veces la altura de instalación frente a la luminaria. El tipo IV es adecuado para iluminación de grandes áreas, con una proyección lateral extremadamente potente, donde la curva de intensidad luminosa a la mitad del máximo se extiende más allá de 2,75 veces la altura de instalación.

También introduce la distribución longitudinal de la luz, que se determina analizando la curva de intensidad luminosa máxima para clasificar el tipo de distribución de la luminaria (corta, media o larga). Generalmente, cuando el punto de máxima intensidad luminosa de la luminaria se encuentra dentro de un rango de 1,0 MH a 2,25 MH a cada lado de su posición, se clasifica como de distribución corta. Para luminarias con distribución media, el punto de máxima intensidad luminosa se encuentra dentro del rango de 2,25 MH a 3,75 MH. Para luminarias con distribución larga, el punto de máxima intensidad luminosa se encuentra dentro del rango de 3,75 MH a 6,0 MH. Estos tres tipos de distribución de luz son adecuados para espaciamientos entre postes pequeños, medianos y grandes, respectivamente. La distribución de luz se diseña normalmente para una serie de condiciones típicas, que incluyen la altura de instalación de las luminarias, la posición lateral (en voladizo), el espaciado longitudinal, el ancho de la carretera que requiere una iluminación eficaz y la disposición de las luminarias (¿Qué es la disposición de las luminarias en el alumbrado público?).

¿La misma distribución de luz LCS implica el mismo resultado de iluminación?

La clasificación de las distribución de luz LCS se basa en la curva de candelas a la mitad del máximo y a la máxima. Dado que las distribución de luz que se encuentran dentro del mismo rango se definen como idénticas, los resultados de iluminación para la misma distribución LCS diferirán inevitablemente, y en algunos casos, estas diferencias pueden ser significativas. En las simulaciones de alumbrado vial, también utilizamos distribución de luz laterales de Tipo II para observar si se iluminan diferentes carriles; los resultados muestran claramente que la primera proporciona un rendimiento de iluminación significativamente mejor que la segunda. Lo mismo se aplica a la misma distribución de luz vertical de Tipo xxM. Por lo tanto, ZGSM recomienda a sus clientes que, si su proyecto cuenta con información específica sobre la altura de los postes (¿Qué factores determinan la altura de las farolas?), la separación entre postes, el voladizo y el retranqueo de los postes, y el ángulo de inclinación, seleccionen una distribución de luz adecuada para la simulación de iluminación según sus requisitos, en lugar de simplemente elegir una distribución de luz basada en la altura de los postes en relación con el ancho de la carretera o la separación entre postes, ya que los resultados podrían no cumplir con los requisitos del proyecto.

¿Qué es la clasificación NEMA?

La Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA, también conocida como enchufe NEMA) ha establecido un sistema de clasificación de luminarias basado en la distribución del flujo luminoso dentro del haz producido por la luminaria. Este sistema se aplica principalmente a la iluminación deportiva y a las luminarias de interior. Define siete tipos de distribución (es decir, los tipos 1 al 7), con anchos de haz que aumentan secuencialmente de estrecho a ancho. Este sistema de clasificación y otros métodos de clasificación relacionados utilizan el “ángulo del haz” y el “ángulo de campo” para definir las características de distribución de luz de las luminarias. El ángulo del haz se define como el ángulo máximo en el que la intensidad luminosa cae a 0,50 veces su valor máximo, medido desde el centro de la distribución de luz. Como se muestra en el diagrama de clasificación NEMA a continuación, si la intensidad luminosa máxima de la luminaria es de 100 000 cd, entonces el ángulo del haz es el ángulo formado por las dos líneas que conectan los puntos a 50 000 cd a cada lado con el origen (0 cd). Tomando como ejemplo el proyector de la serie ZGSM Zoom, al revisar su informe de prueba fotométrica, sabemos que la intensidad máxima de la luminaria es de 5542 cd, la mitad de la intensidad máxima es de 2771 cd, y su ángulo de haz en C0/180 es de 25,1°, lo que coincide con el ángulo de haz declarado de 25° que se indica en la hoja de datos.

¿El mismo ángulo del haz implica el mismo resultado de iluminación?

No siempre. Según nuestra definición de ángulo de haz, sabemos que incluso si los ángulos de haz son similares, la distribución de luz de las luminarias puede variar significativamente. Como se muestra en la figura anterior (izquierda y derecha), aunque los ángulos de estas luces de mástil alto (soluciones de iluminación de mástil alto ZGSM) entre los puntos de intensidad del 50 % y el origen son ambos de alrededor de 15 grados, la luz de la primera está notablemente más concentrada, mientras que una porción de la luz de la segunda se extiende más allá del ángulo de 15 grados. En los informes de pruebas fotométricas, también podemos ver que a la misma altura, hay una diferencia significativa en la iluminancia en el punto central: la primera mide 890 lux a 30 m de distancia, que es mucho más alto que los 924 lux a 30 m de distancia de la segunda. En las simulaciones de iluminación, los resultados para las dos luminarias también difieren significativamente. Como se muestra a continuación, usando un campo de fútbol estándar como ejemplo, comparamos dos luces de campo con un ángulo de haz declarado de 15°; La iluminancia promedio de la primera es notablemente menor que la de la segunda. En cuanto al ángulo del haz del alumbrado público, la situación es la misma. El análisis revela que la razón principal es la falta de concentración de luz de la primera, lo que provoca que una parte de la luz caiga fuera del campo o hacia el cielo, reduciendo así la cantidad de luz que llega al campo. Además, la luz dirigida hacia la periferia no solo causa dispersión de luz, sino que también crea deslumbramiento, ninguno de los cuales es deseable para una iluminación óptima de campos deportivos. Lea nuestro blog para obtener más información sobre cómo reducir la contaminación lumínica en la iluminación deportiva.

Distribución de luz de farolas LED.

La distribución de luz de las farolas LED se clasifica actualmente principalmente mediante el sistema IESNA LCS, comúnmente conocido como Tipo IS, Tipo IIM, Tipo IVS, etc. Cuando un proyecto de alumbrado público especifica requisitos para el ángulo del haz del alumbrado público, debemos clasificar la distribución de luz según las normas de clasificación NEMA. Como sabemos, las farolas se instalan normalmente a un lado de la carretera; incluso cuando están equipadas con voladizos, generalmente se colocan más cerca de un lado que directamente en el centro de la carretera. Por lo tanto, las farolas LED suelen emplear distribución de luz asimétricas (Distribución de luz asimétrica y sus beneficios) para cumplir con los requisitos de iluminación vial. Entonces, ¿cómo se aplica el sistema de clasificación NEMA?

Diferentes tipos de distribución de luz según las clasificaciones de luminarias para exteriores de la IES.

Como ya se mencionó, existen descripciones de los diferentes tipos de distribución de luz para el alumbrado público. ZGSM ha publicado artículos similares anteriormente, así que no entraré en demasiados detalles aquí. Si les interesa, pueden consultar la entrada del blog de ZGSM titulada «Tipos de distribución de luz de IESNA y sus aplicaciones».

Ángulo del haz de la farola LED – ángulo del haz del alumbrado público

El ángulo del haz de una farola LED se refiere al ángulo de dispersión de la luz emitida. Específicamente, es el ángulo que se forma cuando la luz se extiende desde el punto más brillante en el centro hasta que la intensidad luminosa disminuye al 50% de la intensidad máxima en el centro (es decir, la intensidad a la mitad del pico). Sin embargo, como sabemos, las farolas utilizan una distribución de luz asimétrica, lo que significa que la luz emitida por la farola difiere en direcciones como C0/180, C30/210, C60/240 y C90/270. A menudo vemos especificaciones de productos para farolas etiquetadas como 70° × 150°, lo que indica dos ángulo del haz del alumbrado público en C0/180 y C90/270. Estos dos ángulos representan los ángulos del haz en los planos característicos C0-180 y C90-270. El primero describe la distribución de luz a lo ancho de la calle, mientras que el segundo describe la distribución de luz a lo largo de la calle.

Tomando como ejemplo la farola ZGSM Alca (farolas LED Alca), expliquemos cómo se determina el ángulo del haz del alumbrado público. Para el plano C0-180, la intensidad luminosa máxima es de aproximadamente 4500 cd, por lo que la intensidad a la mitad de la intensidad máxima será de 2250 cd. Como se muestra en el diagrama, hay dos líneas rojas. Cada línea conecta el origen con el punto de intensidad a la mitad de la intensidad máxima. Esto nos da un ángulo de 69,6°. Por lo tanto, el ángulo del haz del alumbrado público para el plano C0-180 es de 69,6°. Para el ángulo del haz del alumbrado público @C90-270, difiere ligeramente del de @C0-180. Como podemos ver, la intensidad máxima es de alrededor de 10 500 cd. Obviamente, el ángulo entre las dos líneas que conectan el origen con el punto de intensidad a la mitad de la intensidad máxima será menor que 160°, ya que el punto de intensidad a la mitad de la intensidad máxima se encuentra por debajo de la línea de 80°. Entonces, ¿cuál es el problema? En realidad, para el ángulo del haz a C90-270, utilizamos la intensidad luminosa central de la luminaria LED, que es de aproximadamente 3000 cd. Esto nos da un ángulo del haz del alumbrado público a C90-270 de unos 160°, que se aproxima bastante al resultado que se muestra en el diagrama.

En el caso del alumbrado público, el ángulo del haz se puede entender simplemente como la determinación de si la luz proyectada sobre el suelo está “concentrada” o “dispersa”. Por ejemplo, si el ángulo del haz del alumbrado público para la distribución lateral de la luz (C0-180) es de 70°, la luz se concentra principalmente dentro de ese rango; por el contrario, un ángulo del haz del alumbrado público de 150° para la distribución vertical de la luz (C90-270) resulta en una menor concentración. Seleccionar el ángulo de haz adecuado es crucial para el alumbrado público: un ángulo de haz C0-180 excesivamente amplio puede provocar que la luz se disperse hacia la calzada, generando contaminación lumínica, mientras que un ángulo demasiado estrecho puede dejar partes de los carriles de circulación sin iluminar. Un ángulo de haz C90-270 más estrecho es adecuado para carreteras con menor separación entre postes y ofrece un mejor control del deslumbramiento, mientras que un ángulo más amplio es adecuado para carreteras con mayor separación entre postes, pero tiende a generar mayor deslumbramiento (Deslumbramiento y cómo reducirlo). Además, la combinación de un ángulo de haz estrecho y una altura baja del poste puede crear zonas oscuras entre los postes, lo que provoca una iluminación desigual de la superficie de la carretera.

Solución de iluminación LED ZGSM

Resumen

En el proceso de selección y licitación de alumbrado público LED, el Sistema de Clasificación de Luminarias (LCS) de la IES y el sistema de clasificación NEMA se utilizan a menudo en paralelo. El Sistema de Clasificación de Luminarias de la IES clasifica las luminarias en Tipos I-IV y en tipos de distribución corta, media y larga según la distribución horizontal y vertical de la luz en la superficie de la carretera, sirviendo como base común para el diseño de alumbrado público. El sistema de clasificación NEMA, por otro lado, utiliza el ángulo del haz y el ángulo de campo como criterios de clasificación, dividiendo la distribución de luz en Tipos 1-7, y se utiliza principalmente para iluminación deportiva e interior. Si bien las definiciones y los escenarios de aplicación de ambos sistemas difieren, algunas farolas aún etiquetan sus patrones de distribución de luz directamente utilizando la terminología de “ángulo del haz” propia de la iluminación deportiva e interior, un tema central de este artículo.

Utilizando la serie de farolas ZGSM Alca (Haga clic para ver más alumbrado público ZGSM) como ejemplo, este artículo combina las características de distribución de luz no simétricas de las farolas LED para proporcionar una explicación detallada de cómo calcular los ángulo del haz del alumbrado público de luz dentro de los dos planos característicos (C0-180 y C90-270). También analiza el impacto de los ángulos del haz en el rango de iluminación de la carretera, la uniformidad de la iluminancia (¿Qué es la uniformidad de la luz y cómo mejorarla?), el deslumbramiento y la formación de zonas oscuras. El documento enfatiza que la selección de los ángulos del haz debe basarse en simulaciones de iluminación realizadas utilizando los parámetros reales del proyecto; las clasificaciones existentes o los valores de ángulo fijo no se pueden aplicar directamente. También señala que las luminarias dentro de la misma clasificación LCS pueden no producir necesariamente resultados de iluminación consistentes. Dado que esta clasificación se basa únicamente en las trayectorias de la intensidad luminosa media máxima y máxima, los resultados simulados después de la instalación de la luminaria pueden variar significativamente. Del mismo modo, las luminarias con valores de ángulo de haz idénticos pueden exhibir un rendimiento de iluminación diferente; Las variaciones en la concentración de la distribución de la intensidad luminosa pueden provocar desviaciones significativas en la iluminancia central, la iluminancia media y la uniformidad de la iluminación. Para obtener más información sobre la distribución de luz en luminarias LED y el diseño de iluminación (solución de diseño de iluminación de ZGSM), póngase en contacto con ZGSM.

Preguntas Frecuentes

Introducción del autor