Conceptos básicos para el diseño de control de iluminación

Los controles de iluminación se han usado tradicionalmente para crear estados de ánimo.

Hoy en día, también se utilizan como parte de un sistema de iluminación de alta eficiencia energética que integra fuentes de luz natural y eléctrica para proporcionar un entorno cómodo y visualmente interesante para los ocupantes de un espacio.

Los controles de iluminación eléctrica son apropiados para una amplia variedad de espacios, desde baños hasta grandes oficinas abiertas , desde salas de conferencias hasta aulas . Se pueden incorporar con luz natural para proporcionar flexibilidad, ahorro de energía y beneficios ecológicos. Aunque los controles de iluminación todavía se usan con mayor frecuencia en edificios comerciales, también se utilizan cada vez más en aplicaciones residenciales.

Los controles de iluminación eléctrica se utilizan en proyectos de diseño de iluminación para lograr un sistema de iluminación de alta eficiencia energética. La especificación de un sistema de iluminación y control integrado en capas con luz diurna proporciona a los ocupantes el control de la iluminación a la vez que proporciona los niveles de iluminación adecuados, minimiza el deslumbramiento, equilibra el brillo de la superficie y mejora la arquitectura circundante.

Cuando los controles de iluminación eléctrica se usan correctamente, se ahorrará energía y se podrá extender la vida útil de las lámparas y balastos.

Los controles de iluminación ayudarán a reducir la energía:

• • Reducir la cantidad de energía utilizada durante el período de máxima demanda atenuando automáticamente las luces o apagándolas cuando no sean necesarias
  • Reducir la cantidad de horas por año que las luces están encendidas
  • Reducir las ganancias de calor internas al reducir el uso de iluminación, lo que permite reducir el tamaño del sistema HVAC y reducir las necesidades de refrigeración del edificio
  • Permitir a los ocupantes utilizar controles para reducir los niveles de luz y ahorrar energía
  • Hay otras razones para usar controles de iluminación eléctrica. Por ejemplo, los controles de atenuación pueden proporcionar la flexibilidad de iluminación que a menudo se requiere en salas de usos múltiples o salas en las que se utilizan proyectores.
  • Los detectores de movimiento exterior y los sensores de ocupación interior se pueden usar para encender las luces cuando hay personas (incluidos los intrusos). Además, al ajustar un entorno para la visibilidad individual del ocupante o del grupo, se puede mejorar la comodidad y la productividad .

Tipos de controles de iluminación:

La forma más común de control de iluminación eléctrica es el interruptor de encendido / apagado «alternar». Otras formas de control de iluminación incluyen sensores de ocupación, sensores de luz natural, interruptores de reloj, una variedad de dispositivos de atenuación automáticos y manuales y controles centralizados. Algunos controles operan con potencia de voltaje de línea, mientras que otros funcionan con bajo voltaje (CC).

Tenga en cuenta que los dispositivos fluorescentes que se pretenden atenuar requieren balastos de atenuación compatibles especiales. Además, los controles se pueden vincular entre sí, lo que puede realizar múltiples tareas de control.
Los interruptores y relés estándar de encendido / apagado se pueden usar para encender y apagar grupos de luces juntos.

Las opciones de diseño creativo se pueden desarrollar con una herramienta simple, si el circuito está diseñado correctamente. Por ejemplo, algunas de las lámparas de cada dispositivo pueden intercambiarse juntas, cada otro accesorio puede cambiarse como un grupo, o la iluminación cerca de las ventanas se puede apagar cuando la luz del día es abundante.

Los sensores de ocupación (incluidos los sensores pasivos infrarrojos, ultrasónicos y de tecnología dual) cumplen tres funciones básicas:

• Para encender las luces automáticamente cuando una habitación se ocupa.
• Para mantener las luces encendidas sin interrupción mientras el espacio controlado está ocupado.
• Para apagar las luces dentro de un período de tiempo preestablecido después de que el espacio se haya desocupado.

Algunos sensores tienen configuraciones que le permiten al especificador seleccionar entre las funciones enumeradas anteriormente (manual activado en lugar de automático activado, por ejemplo). Tenga en cuenta que las características del sensor pueden variar considerablemente de un fabricante a otro, por lo que es importante evaluar cuidadosamente las opciones para cada dispositivo.

Los sensores infrarrojos pasivos (PIR) se activan mediante el movimiento de un cuerpo que emite calor a través de su campo de visión. Los sensores de ocupación PIR de tipo caja de pared son más adecuados para espacios pequeños y cerrados, como oficinas privadas, donde el sensor reemplaza el interruptor de la luz en la pared y no se requiere cableado adicional. Los sensores PIR no pueden «ver» a través de paredes opacas, particiones o ventanas, por lo que los ocupantes deben estar en línea de sitio directa del sensor.

Los sensores ultrasónicos emiten un patrón de sonido inaudible que se ve interrumpido por cualquier objeto en movimiento que altere la señal que regresa al sensor (desplazamiento Doppler). Son los más adecuados para espacios donde la vista de línea de visión para el ocupante no siempre está disponible. Este tipo de sensor detecta un movimiento muy leve mejor que la mayoría de los sensores de infrarrojos y se usa a menudo en los baños ya que las superficies duras reflejarán el patrón de sonido.

Los sensores de ocupación de tecnología dual usan tanto tecnologías infrarrojas pasivas como ultrasónicas para reducir el riesgo de falsos disparos (las luces se encienden cuando el espacio está desocupado). La combinación de las tecnologías requiere un dispositivo más confiable, pero un poco más grande y más costoso.

La colocación del sensor de ocupación es muy importante para la implementación exitosa del intento de diseño de control. Los sensores de ocupación deben ubicarse para garantizar que no detecten movimiento fuera del área de cobertura deseada, a través de una puerta abierta, por ejemplo. Los dispositivos ultrasónicos son sensibles al movimiento del aire y no deben colocarse cerca de un difusor de HVAC, donde el movimiento del aire puede causar un disparo falso.

Los controles de ocupación se pueden usar junto con los controles de luz o regulación de la luz para evitar que las luces se apaguen por completo cuando un espacio está desocupado, o para mantener las luces apagadas cuando la luz del día es abundante y la habitación está ocupada. Este esquema de control puede ser apropiado cuando los sensores de ocupación controlan grupos separados de luminarias, o «zonas», en un espacio grande, como en un laboratorio o en un área de oficina abierta. En estas situaciones, las luces se pueden atenuar a un nivel predeterminado en un área específica cuando el espacio está desocupado.

Existen varios tipos diferentes de patrones de cobertura y configuraciones de montaje para sensores de ocupación, tales como:

• Controles montados en el techo con cobertura de 360 ​​°
• Controles montados en el techo con cobertura alargada de «pasillo»
• Controles montados en la pared con un patrón de cobertura en forma de abanico
• Controles montados en el techo con un patrón de cobertura rectangular

Además, tome nota de la diferencia entre la sensibilidad de cada dispositivo al movimiento menor (trabajar en un escritorio) frente a un movimiento mayor (caminar o actividad de medio paso). El fabricante del sensor debe proporcionar diagramas de cobertura para ambos niveles de actividad. Las lámparas HID no funcionan bien con los sensores de ocupación porque la mayoría de las lámparas HID tardan mucho en encenderse cada vez que se apagan.

Información adicional sensores de ocupación:

El oscurecimiento manual brinda a los ocupantes de un espacio un grado adicional de control y satisfacción, así como la oportunidad de ahorrar energía. Se proporciona a los usuarios la flexibilidad para cambiar al instante las características de un espacio para que sea un ambiente más cómodo y productivo. Hay varias familias de control de regulación preestablecido manual:

• Control manual cableado
• Control de escena preestablecido
• Control infrarrojo remoto
• Control remoto de radiofrecuencia

El control manual cableado consiste en un atenuador, conectado a una sola luminaria o zona que el usuario opera en el dispositivo. Los controles de atenuación de escena preestablecidos cambian los ajustes de nivel de luz para múltiples zonas simultáneamente con solo presionar un botón.

La atenuación del control remoto es otra forma de atenuación manual que es muy adecuada para proyectos de modificación para minimizar el recableado. Las tecnologías infrarrojas y de radiofrecuencia tienen más éxito en estas aplicaciones. El control infrarrojo remoto funciona de manera similar a otras tecnologías infrarrojas como la televisión, por ejemplo. Los controles de radiofrecuencia están equipados con un emisor que «habla» con otros receptores de atenuación. Esto permite el control multizona desde un dispositivo de zona única. Ahora hay disponibles sistemas de control personal que permiten a los usuarios cambiar los niveles de iluminación, sonido, calefacción / refrigeración, etc., en sus propios espacios de trabajo.

Se pueden usar sensores o fotosensores de nivel de luz para encender o apagar las luces automáticamente o atenuarlas, dependiendo de la luz diurna disponible en el espacio. El oscurecimiento de la luz diurna puede mantener el nivel de luz deseado mientras proporciona una transición suave y apenas perceptible hacia o desde la iluminación eléctrica a medida que aumenta o disminuye la luz del día.

Los interruptores del reloj encienden o apagan las luces por un período específico de tiempo. Son especialmente útiles para apagar la iluminación exterior activada por fotocélulas a altas horas de la noche (siempre que dicha iluminación no sea necesaria después de un cierto tiempo).

Los controles centralizados se pueden usar para encender, apagar o atenuar la iluminación automáticamente en momentos específicos o bajo ciertas condiciones de carga. Este tipo de control se puede usar en una sala de conferencias o en una escala de todo el edificio. Las estrategias de control centralizado también pueden integrar los controles de iluminación con otros sistemas de construcción, como los sistemas mecánicos o de seguridad.

Los controles distribuidos se basan en protocolos de comunicación digital. Estos sistemas son locales, o integrales, a la luminaria en sí, no están alojados en un gabinete central o caja. Se integran con la automatización de edificios o el sistema de gestión energética. Un sistema de interfaz de iluminación direccionable digital (DALI) proporciona un medio de control que puede hablar a un balasto individual o grupos de balastos. El «cableado de control» es independiente del «cableado de alimentación» y proporciona el mayor grado de flexibilidad disponible en este momento. Cuando la configuración de espacio o las necesidades de los ocupantes cambian, el sistema puede responder reasignando los balastos en consecuencia.

Selección de los controladores de iluminación apropiados:

Hay muchas guías y servicios disponibles para diseñar sistemas de control de iluminación. Algunos fabricantes de controles realizarán un diseño de controles en los planos de construcción o incluso en los archivos de planos electrónicos, de forma gratuita o por una tarifa nominal.

Si prefiere realizar el diseño de controles usted mismo, es aconsejable que proporcione una «secuencia de control» escrita que describa la intención del diseño y una «especificación de rendimiento» que describa las características de rendimiento de los componentes individuales. Además, una cierta coordinación con el fabricante de controles seleccionado ayudará a evitar sorpresas durante la construcción y la puesta en servicio.

Si sabe cómo le gustaría que funcione el esquema de controles, pero no está seguro de qué equipo elegir o cómo debe conectarse eléctricamente, explique sus ideas al personal de soporte técnico del fabricante. Lo más probable es que puedan ayudarlo a resolver los detalles.

La siguiente tabla proporciona ideas de control para varios tipos de habitaciones y patrones de uso. Algunos enlaces adicionales para ayudar en los sitios web de los fabricantes se proporcionan debajo de la tabla.