Cómo calcular las candelas para diseños de iluminación exterior: paso a paso

Llega una especificación de paisaje con una línea que decide el número de instalaciones: mantener un promedio de 1 pie-candela a lo largo de una pasarela del parque de 400 pies. Si eso significa 14 bolardos o 40 depende de cuatro números: los lúmenes entregados por la luminaria, los pies cuadrados que está iluminando, el coeficiente de utilización y el factor de pérdida de luz. Si se hacen bien, las matemáticas de velas de pie se convierten en aritmética simple, luego se verifica la cordura con el espaciado.

La versión corta: los pies-candela promedio le indican si un diseño tiene suficiente luz total. El espaciado, la altura de montaje y la distribución del haz le indican si esa luz llega donde camina la gente. El primer cálculo lleva cinco minutos. El segundo separa un diseño que pasa una prueba de velas de otro que luce perfecto de noche.

La fórmula Footcandle, expresada claramente

Un pie-candela es un lumen que cae sobre un pie cuadrado de superficie. Esa definición es importante porque las velas de pie describen la luz que llega a una superficie, no la luz que sale de un artefacto. Un bolardo de 3.000 lúmenes no suministra 3.000 pies-candela a nada. Ofrece una fracción de eso, repartida por el suelo a su alrededor.

El método lumen conecta los dos:

Promedio de pies-candelas = (lúmenes entregados por dispositivo x número de dispositivos x CU x LLF) / área en pies cuadrados

• Lúmenes entregados: la salida fotométrica del dispositivo ensamblado con su lente, reflector y controlador, no la clasificación del chip LED sin procesar en una hoja de datos.
• CU, el coeficiente de utilización: la proporción de producción de accesorios que llega a la superficie de la tarea. Para bolardos de exterior y luminarias de poste, 0,5 a 0,8 es un rango de trabajo realista.
• LLF, el factor de pérdida de luz: la compensación por la depreciación del LED, la suciedad en la lente y el envejecimiento normal. Las luminarias selladas IP65 e IP66 suelen estabilizarse entre 0,8 y 0,9.
• Área: los pies cuadrados de la zona iluminada únicamente. Un camino de 400 pies que tiene 8 pies de ancho equivale a 3200 pies cuadrados de área de tarea, no el acre que lo rodea.

Cómo calcular las candelas paso a paso

1. Mida el área de tarea. Multiplique el largo por el ancho en pies para cada zona y divida los sitios irregulares en rectángulos.
2. Establezca la iluminancia objetivo. Sáquelo de las especificaciones del proyecto, del código de iluminación local o de una recomendación de iluminación exterior reconocida.
3. Lea la cifra de lúmenes entregados en el archivo fotométrico. Si un proveedor solo publica lúmenes de chips, solicite lúmenes de accesorios probados.
4. Elija valores realistas para CU y LLF. Utilice 0,6 y 0,85 cuando no tenga mejores datos, luego confirme con una simulación.
5. Multiplique los pies-candelas objetivo por el área. El resultado son los lúmenes totales que deben llegar al suelo.
6. Divida ese total por los lúmenes efectivos por dispositivo, que son lúmenes del dispositivo x CU x LLF. Redondeo.
7. Comprueba el espaciado antes de realizar el pedido. Si el espacio implícito en su recuento excede aproximadamente cuatro veces la altura de montaje, el diseño se verá irregular independientemente del promedio.

Ejecute los números en la pasarela. Con 300 pies de largo por 8 pies de ancho, el área es de 2400 pies cuadrados. Un objetivo de 0,8 pies-candela requiere 1.920 lúmenes en el suelo. Un bolardo con 1.500 lúmenes entregados, un CU de 0,6 y un LLF de 0,85 aporta 765 lúmenes efectivos, por lo que el cálculo medio pide tres luminarias. Tres luminarias de más de 300 pies significan un espaciamiento de 100 pies, y un bolardo de tres pies no puede arrojar luz utilizable a 50 pies en todas direcciones. El diseño realista necesita aproximadamente de 15 a 20 unidades con un espacio de 15 a 20 pies. La cifra promedio de pies-candela nunca fue la restricción vinculante. La uniformidad lo era.

Conversión entre velas de pie y lux

Las especificaciones métricas son comunes en proyectos de exportación y la conversión es fija. Un pie-candela equivale a 10,764 lux y un lux equivale a 0,0929 pie-candela. Divida los lux por 10,764 para obtener pies-candela, o multiplique los pies-candela por 10,764 para obtener lux.

La ley del cuadrado inverso cuando los datos están en candelas

Los archivos fotométricos suelen informar la intensidad en candelas en lugar de la iluminancia. Una lámpara con una potencia nominal de 500 candelas apuntada hacia abajo desde una altura de montaje de 10 pies produce 500 divididas por 100, que son 5 pies-candelas directamente debajo de la cabeza. Mueva el mismo dispositivo a un poste de 20 pies y el valor cae a 1,25 pies-candela, porque la iluminancia cae con el cuadrado de la distancia. Para puntos fuera del eje, aplique la corrección del coseno: intensidad multiplicada por el coseno del ángulo, dividida por la distancia al cuadrado.

Objetivos típicos de velas de pie para exteriores por aplicación

Por qué las candelas promedio rara vez determinan el conteo de partidos

La uniformidad es la relación entre el punto más brillante y el punto más oscuro de una superficie. Los pasillos generalmente se mantienen en una proporción de 4 a 1, las áreas de estacionamiento en 10 a 1 y las entradas en proporciones más estrictas porque las caras y los escalones deben leerse con claridad. En la práctica, esa relación se traduce en un límite de espacio de aproximadamente cuatro veces la altura de montaje para luminarias espaciadas uniformemente.

Por lo tanto, un bolardo de jardín de tres pies cubre aproximadamente 12 pies de camino antes de que el suelo entre los accesorios caiga por debajo del mínimo aceptable. Esta es la razón por la que el número real de elementos fijos es mucho mayor de lo que sugiere un cálculo basado en el promedio, y por la que los diseñadores experimentados comienzan desde el espaciado y luego verifican el promedio.

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Ángulo del haz, altura de montaje y hacia dónde va la luz

Dos bolardos con salida lumínica idéntica pueden producir lecturas de candelas muy diferentes. Un cabezal de 360 ​​grados empuja la luz a través del círculo completo, lo que se adapta a un cruce de césped abierto o al borde de una plaza donde la gente se acerca desde cualquier dirección. En un camino recto, la mitad de esa producción cae sobre el césped y detrás de la pasarela. Una distribución asimétrica o de 180 grados concentra los mismos lúmenes en la superficie para caminar, lo que eleva las candelas medidas y, a menudo, permite un espacio más amplio.

La altura de montaje sigue la misma lógica. Duplicar la altura reduce a cuatro la iluminancia directamente debajo, por lo que un dispositivo en un poste de 6 pies necesita cuatro veces la intensidad del mismo dispositivo a 3 pies para mantener la misma lectura. Seleccione la altura del poste y del bolardo en comparación con el pie-candela objetivo en lugar de elegirlo por su apariencia y verificarlo más tarde.

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Lo que le quita a un dispositivo sus lúmenes nominales

El factor de pérdida de luz no es un ajuste teórico. Tiene tres componentes reales al aire libre. La depreciación de los lúmenes de los LED requiere un pequeño porcentaje cada año, razón por la cual los proveedores acreditados publican producciones en L70 o L80 durante 50.000 horas. La suciedad en la lente es el factor más importante en la mayoría de las instalaciones, por lo que la construcción con juntas IP65 o IP66 con vidrio templado o cubiertas de policarbonato estabilizado contra los rayos UV es importante en un horizonte de diez años. El calor ambiental y la calidad del conductor hacen el resto.

Los módulos LED reemplazables en campo cambian esta matemática de una manera útil. Cuando el motor ligero se puede cambiar sin reemplazar la carcasa, la instalación mantiene su potencia nominal a través de múltiples ciclos de mantenimiento y el LLF asumido en la etapa de diseño se mantiene más cercano a la realidad.

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Obtener datos fotométricos en lugar de adivinar

Los cálculos anteriores solo son válidos cuando los lúmenes entregados, el CU y la distribución provienen de pruebas fotométricas reales en lugar de resúmenes de marketing. Solicite a cualquier proveedor el archivo fotométrico IES que cubra el modelo y la potencia exactos. Cargado en el software de diseño de iluminación, ese archivo produce una cuadrícula de candelas punto por punto, una relación de uniformidad y una verificación de deslumbramiento en cuestión de minutos. Los catálogos y las hojas de especificaciones son útiles para una primera pasada; el archivo fotométrico asienta el diseño.

Las especificaciones de los accesorios y los datos del modelo para toda la gama exterior son disponible para descargar y puede solicitar archivos IES, orientación sobre espaciado o una revisión completa del diseño a través de nuestro equipo de ingeniería . Para proyectos que combinan potencias, control inteligente o suministro solar, envíe las dimensiones del sitio y la iluminancia objetivo y el equipo podrá devolver un recuento de luminarias con el espaciado recomendado.

Mantenga cuatro números frente a usted cuando aparezca un objetivo de pie-candela en una hoja de especificaciones: el área en pies cuadrados, la iluminancia del objetivo, los lúmenes entregados por dispositivo y las pérdidas combinadas de CU y LLF. Divida uno en el otro y tendrá un recuento de partidos de primer paso. Luego pruebe ese recuento con el espaciado a aproximadamente cuatro veces la altura de montaje, confirme que la distribución del haz coincida con la geometría de la trayectoria y obtenga el archivo fotométrico antes de enviar el pedido. La aritmética es la parte fácil y también es lo que evita que un diseño de iluminación falle en la primera inspección nocturna.